間諜？不如了解氣象氣球的重要性

　　最近有報道稱，加拿大和美國在其境內擊落了幾個飛行物，其中包括一個所謂的中國“間諜氣球”。

　　連日來，外界對上周末美軍擊落三個無人駕駛飛行物有頗多猜測。美國總統(tǒng)拜登近日發(fā)表公開講話，稱這些無人駕駛飛行物“極有可能與私人公司、娛樂或科研機構有關”。

　　聯(lián)合國專門機構——世界氣象組織指出，氣象氣球一直是全球觀測系統(tǒng)的非常重要的組成部分，是天氣預報和氣候監(jiān)測的基礎。

　　盡管現代社會的科學技術發(fā)展迅速，但人們對天氣的依賴程度增加，這體現在航空和海上旅行和運輸呈指數級增長，生活在世界海岸線和洪泛平原等脆弱地區(qū)的人口增多，以及為應對人口增長而愈發(fā)依賴集約化耕作方法。

　　人們對天氣信息日益增長的需求和依賴，以及新興觀測技術的出現，推動全球觀測系統(tǒng)不斷發(fā)展，并且需要繼續(xù)維持這一體系完成日后的氣象相關工作。

　　全球觀測系統(tǒng)

　　世界氣象組織表示，寶貴的氣象信息輸入為全球觀測系統(tǒng)提供了支持，這是過去60年來最雄心勃勃和最成功的國際合作實例之一。

　　歷史發(fā)展

　　全球觀測系統(tǒng)是為支持世界天氣監(jiān)視網(World Weather Watch)而發(fā)起的，后來也越來越多地支持氣候監(jiān)測。它由眾多獨立的地基和空基觀測系統(tǒng)組成，這些系統(tǒng)由眾多國家和國際機構擁有和運營，這些機構具有不同的資金來源、忠誠度、總體優(yōu)先事項和管理流程。

　　長期目標

　　全球觀測系統(tǒng)的主要長期目標是：

　　⊙ 改進和優(yōu)化全球大氣和海洋表面狀態(tài)觀測系統(tǒng)，以最有效和高效的方式滿足準備日益準確的天氣分析、預報和警報以及氣候和環(huán)境監(jiān)測活動的要求在世界氣象組織和其他相關國際組織的計劃下開展；

　　⊙ 為觀測技術和實踐提供必要的標準化，包括在區(qū)域基礎上規(guī)劃網絡以滿足用戶在質量、空間和時間分辨率以及長期穩(wěn)定性方面的要求。

　　數據來源

　　全球觀測系統(tǒng)每天在世界各地收集數以百萬計的觀測數據：

　??？ 太空層面：50多顆衛(wèi)星從太空收集信息

　??？ 天空層面：約40家商用飛機公司運營的約4000架飛機、近1000個配備無線電探空儀的氣象氣球從天空收集信息

　??？ 海洋層面：約400個系泊浮標、1250個漂流浮標、7300艘船只在海上收集信息

　??？ 陸地層面：遍布全球的1萬個自動化和陸基觀測站從陸地收集信息

　　作為高空站的無線電探空儀連接到自由上升的氣球上，并從全球近900個地點同時發(fā)射。超過三分之二的臺站在世界標準時間(UTC)0點和12點報告觀測結果。每天有100到200個站點進行一次觀測。

　　氣球飛行持續(xù)約2小時，測量從地面到35公里高空的壓力、風速、溫度和濕度。它們可以在氣球爆炸并在降落傘下落回地面之前飛行數公里。

　　氣象氣球發(fā)揮關鍵作用

　　幾十年來，作為全球觀測網絡的一部分，氣象氣球發(fā)揮著關鍵作用，是地面數據的主要來源。

　　數據獲取

　　超過三分之二的氣象氣球站每天進行兩次觀測，另有100至200個氣象站每天進行報告。氣球飛行的持續(xù)時間約為2小時，測量地面上的壓力、風速、溫度和濕度，高度可達35千米，然后爆裂并利用降落傘下落回地球。

　　工作原理

　　每天，自由上升的乳膠氣球從全球近900個地點同時釋放，配有無線電探空儀的氣象氣球收集每日觀測數據，提供實時信息輸入。

　　附著在氣球上的無線電探測儀由一個小電池供電，可忍受-95°C的低溫和極低的高空氣壓。無線電探測儀上的發(fā)射器每隔一到兩秒就把數據發(fā)回給地面的跟蹤設備。通過跟蹤無線電探空儀的位置，我們還可以計算出風速和風向。

　　在海洋區(qū)域，無線電探空儀觀測由大約15艘船只進行，這些船只主要往返于北大西洋，配備了自動船載高空探測設備 (ASAP)。高空臺站的一個子集還包括 GCOS 高空網絡 (GUAN)。有關高空站的更多詳細信息，請參閱世界氣象組織觀測站信息庫(https://space.oscar.wmo.int/)。

　　人們一直在研究改進無線電探空儀，以確保它們能夠進行準確、一致的測量，保證連續(xù)的氣候數據沒有中斷，且數據本身不會受到技術變化的不利影響。

　　氣球材料制作

　　氣球本身由天然橡膠乳膠或基于聚氯丁二烯的合成乳膠制成。合成乳膠氣球的分解速度比天然橡膠乳膠氣球慢得多，因此最好使用后者。

　　通過使用既滿足功能要求又可生物降解的材料，人們一直在努力生產環(huán)保無線電探空儀、氣球和飛行列車以減少氣象監(jiān)測設備對環(huán)境的污染。

　　氣球充滿氫氣或氦氣。側面在發(fā)布前的厚度約為0.051毫米，在典型的爆裂高度下厚度僅為0.0025毫米！它們的典型重量為500克，但可以從10克到3000克不等，而它們的有效載荷高達1000克(對于最大的氣球)。

　　釋放時，氣球的寬度不到2米，在上升過程中，氣球周圍的氣壓會降低，從而使氣球中的氣體在上升到直徑約6米時膨脹！

　　氣象數據的價值

　　幾十年來，氣象氣球一直是全球觀測網絡的重要組成部分，因為它們是地面數據的主要來源。

　　氣象氣球為計算機預報模型實時提供有價值的輸入，為氣象學家進行預報和預測風暴提供本地數據，為研究提供氣候監(jiān)測和數據，以更好地了解天氣和氣候過程。全世界所有的預報員都使用氣象氣球數據的計算機預報模型。

　　全球氣象工作合作

　　通過全球觀測系統(tǒng)和電信系統(tǒng)的結合，世界氣象組織會員及其合作伙伴每天可以實時獲取和交換數十億次觀測數據，以此滿足各國公民了解天氣的需求。

　　為進一步加強氣象氣球網絡和地面觀測網絡，并為天氣預報模型提供更多數據，包括填補最不發(fā)達國家和小島嶼發(fā)展中國家的空白，世界氣象組織啟動了全球基本觀測網絡(GBON，https://public.wmo.int/en/programmes/wigos/gbon )，由系統(tǒng)觀測融資基金 ( SOFF ) 提供支持。獲得更多信息：

　　MeteoSuisse 博客(法語)

　　https://www.meteosuisse.admin.ch/portrait/meteosuisse-blog/fr/2023/02/le-ballon-meteorologique.html

　　無線電探空儀跟蹤器，在這里

　　https://radiosondy.info/

　　(聯(lián)合國微信公眾號)