加拿大氣象現代化進展簡介

2020-12-25 中國氣象局

　　加拿大是世界上氣象和水文服務自動化程度最高的國家之一，擁有價值3.75億加元的技術設施。由於地廣人稀，地處高緯，人口居住集中，加拿大氣象事業的發展具有很多自己的特色。加拿大氣象局（MSC）隸屬於加拿大環境部，負責全國的氣象和環境預報業務。近年由於政府為解決長期以來的赤字，大規模減少政府預算，使氣象的常規預算（包括工資、業務和基建）接近於零增長。但加拿大氣象局為完成其使命，積極開展改革，繼續技術創新，使得氣象業務獲得了可持續的發展，氣象現代化也朝著期望的方向邁進。

　　一、監測網絡

　　天氣監測網絡目前加拿大共有770個陸地公共地面天氣觀測站提供1小時一次的觀測資料，這是加拿大公共天氣觀測網的核心部分，其中261個是航空氣象站，31個是加拿大國防部設立的觀測站。大部分（513個）是自動站。另外還有31個高空探測站，46個固定浮標觀測站和26個海洋漂浮站。此外，大量志願觀測船舶也提交觀測報告，作為海洋觀測資料的補充。加拿大地面測站空間分布極不平衡。在靠近美加邊境地區，測站密度很高，超過了世界氣象組織所規定的測站密度。

　　天氣雷達網絡加拿大現有28部雷達在運行，其中兩部屬於加拿大國防部，一部屬於麥吉爾大學，其它都屬於加拿大環境部。加拿大環境部正在實施「國家雷達計劃」，內容包括建設新的雷達和升級已有的雷達。「國家雷達計劃」將於2003年底完成，到時候加拿大將有總計31部雷達。所有的雷達都是都卜勒雷達。

　　由於加拿大對流天氣頻繁，雷達的作用非常突出。加拿大一個預報臺管幾部雷達。因此，加拿大的雷達拼圖做得很有特色。同時因為在考慮雷達站址時主要考慮三個因素：人口、災害天氣發生的頻率和美國的雷達位置。加拿大大部分人口居住在靠近美加邊境的狹長地帶，所以天氣雷達站主要集中在靠近美加邊境地區。

　　雷電監測網加拿大雷電監測網絡於1998年建成。加拿大和美國組成世界上最大的雷電監測網，共有189個自動監測點，其中加拿大有83個，另外106個在美國。這個網絡的控制中心在美國亞利桑那州圖森市。該中心一小時可以處理超過20萬個雷電的資料。

　　加拿大的雷電監測有兩種方式：一種是落地時間測定，另一種是雷電發生方向測定。加拿大雷電監測網的探測效率超過90％，定位精度500米。雷電監測網不僅提供所有的正、負雲地閃電資料，還可監測2％-5％的雲中閃。

　　浮標觀測網加拿大環境部的海洋資料獲取系統已經成為世界第二大的浮標觀測網（美國第一）。現有46個固定浮標站，26個漂流浮標站（18個在太平洋，2個在大西洋，6個在北冰洋）。加拿大環境部準備在東北太平洋再布設一些漂流浮標觀測站，在內湖再布設一些固定浮標觀測站，另外在北冰洋和加拿大東南部的聖勞倫斯灣也要再布設一些浮標站。

　　衛星接收主要接收美國的兩顆靜止氣象衛星資料：GOES-8（75W）、GOES-10（135W）。兩顆衛星覆蓋北美地區，每15分鐘一次資料。加拿大也使用極軌衛星資料監測冰、雪、霧、強對流天氣等。

　　二、資料與通信

　　加拿大現在的國家資料庫是在90年代初開始建設，在1997年開始投入業務使用。到目前為止，該資料庫存儲了超過一百年的氣候資料。這些資料隨時為科研、新聞媒體和用戶服務。現在有80億的觀測數據存儲在計算機資料庫裡，佔用了5500億字節數的硬碟。每天都有20萬個新的觀測數據輸入到資料庫裡。為滿足存儲諸如都卜勒雷達資料、衛星資料等的要求和做到讓用戶能上網獲取實時資料，加拿大氣象局將改進現有的國家資料庫，以滿足用戶的需求。

　　三、數值模式與預報

　　當前加拿大業務數值預報主要依靠「全球環境多尺度」模式（簡稱GEM模式）。2001年11月，完成三維變分同化，包括質量控制和重大意義資料上的改進。這些極大改進了GEM模式的預報水平，可以說是加拿大數值預報發展歷史上的裡程碑，從此，GEM模式接近了歐洲中心ECMWF模式的預報水平。其計算系統也將完成從NEC平臺到新的IBM超級計算機系統的遷移，在計算能力上將得到很大的提高。

　　加拿大氣象局的天氣預報流程基本上體現了以工作站為平臺，以數值預報產品為基礎，綜合運用衛星、雷達、閃電定位等多種探測資料的多種方法，結合預報員經驗的預報技術路線。其天氣預報強調自動化，以U-MOS為主的數值天氣預報釋用方法起主要作用。另外還有風寒預報、雪颮預報等預報系統。閃電預報方法也已在今年5月份投入業務運行。這些新的以網絡為基礎的業務系統，利用多媒體技術，幾乎所有資料產品都有彩色動畫功能，方便、直觀、簡單、全面，充分體現以人為本的設計理念。

　　四、公眾信息服務

　　依託信息技術的發展，加拿大的管理、預報、服務、培訓都主要依靠網絡。內部網和外部網有機結合。單一天氣窗口網頁可以瀏覽各個城市和各種氣象產品，可以獲得加拿大環境部的全部服務信息。這不僅方便了公眾，也有利於提升氣象局的整體形象。可以說網際網路是加拿大公眾氣象服務的有效途徑；另外由環境部運行的Weatherradio通過廣播提供公眾服務；還有免費電話自動答詢服務；天氣諮詢氣象專家則24小時在線提供收費的、適時的、最新的天氣信息；警報準備氣象專家WPM，是草原和北部區域建立的一種服務，服務重點是高影響天氣，即在嚴重天氣事件發生前、中和後，保證媒體、緊急事件處理組織和公眾與氣象專家溝通，這一服務即將推廣到加拿大全境。 （來源於2003年9月2日《中國氣象報》 作者：顧青峰）

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