间谍？不如了解气象气球的重要性

　　最近有报道称，加拿大和美国在其境内击落了几个飞行物，其中包括一个所谓的中国“间谍气球”。

　　连日来，外界对上周末美军击落三个无人驾驶飞行物有颇多猜测。美国总统拜登近日发表公开讲话，称这些无人驾驶飞行物“极有可能与私人公司、娱乐或科研机构有关”。

　　联合国专门机构——世界气象组织指出，气象气球一直是全球观测系统的非常重要的组成部分，是天气预报和气候监测的基础。

　　尽管现代社会的科学技术发展迅速，但人们对天气的依赖程度增加，这体现在航空和海上旅行和运输呈指数级增长，生活在世界海岸线和洪泛平原等脆弱地区的人口增多，以及为应对人口增长而愈发依赖集约化耕作方法。

　　人们对天气信息日益增长的需求和依赖，以及新兴观测技术的出现，推动全球观测系统不断发展，并且需要继续维持这一体系完成日后的气象相关工作。

　　全球观测系统

　　世界气象组织表示，宝贵的气象信息输入为全球观测系统提供了支持，这是过去60年来最雄心勃勃和最成功的国际合作实例之一。

　　历史发展

　　全球观测系统是为支持世界天气监视网(World Weather Watch)而发起的，后来也越来越多地支持气候监测。它由众多独立的地基和空基观测系统组成，这些系统由众多国家和国际机构拥有和运营，这些机构具有不同的资金来源、忠诚度、总体优先事项和管理流程。

　　长期目标

　　全球观测系统的主要长期目标是：

　　⊙ 改进和优化全球大气和海洋表面状态观测系统，以最有效和高效的方式满足准备日益准确的天气分析、预报和警报以及气候和环境监测活动的要求在世界气象组织和其他相关国际组织的计划下开展；

　　⊙ 为观测技术和实践提供必要的标准化，包括在区域基础上规划网络以满足用户在质量、空间和时间分辨率以及长期稳定性方面的要求。

　　数据来源

　　全球观测系统每天在世界各地收集数以百万计的观测数据：

　　？ 太空层面：50多颗卫星从太空收集信息

　　？ 天空层面：约40家商用飞机公司运营的约4000架飞机、近1000个配备无线电探空仪的气象气球从天空收集信息

　　？ 海洋层面：约400个系泊浮标、1250个漂流浮标、7300艘船只在海上收集信息

　　？ 陆地层面：遍布全球的1万个自动化和陆基观测站从陆地收集信息

　　作为高空站的无线电探空仪连接到自由上升的气球上，并从全球近900个地点同时发射。超过三分之二的台站在世界标准时间(UTC)0点和12点报告观测结果。每天有100到200个站点进行一次观测。

　　气球飞行持续约2小时，测量从地面到35公里高空的压力、风速、温度和湿度。它们可以在气球爆炸并在降落伞下落回地面之前飞行数公里。

　　气象气球发挥关键作用

　　几十年来，作为全球观测网络的一部分，气象气球发挥着关键作用，是地面数据的主要来源。

　　数据获取

　　超过三分之二的气象气球站每天进行两次观测，另有100至200个气象站每天进行报告。气球飞行的持续时间约为2小时，测量地面上的压力、风速、温度和湿度，高度可达35千米，然后爆裂并利用降落伞下落回地球。

　　工作原理

　　每天，自由上升的乳胶气球从全球近900个地点同时释放，配有无线电探空仪的气象气球收集每日观测数据，提供实时信息输入。

　　附着在气球上的无线电探测仪由一个小电池供电，可忍受-95°C的低温和极低的高空气压。无线电探测仪上的发射器每隔一到两秒就把数据发回给地面的跟踪设备。通过跟踪无线电探空仪的位置，我们还可以计算出风速和风向。

　　在海洋区域，无线电探空仪观测由大约15艘船只进行，这些船只主要往返于北大西洋，配备了自动船载高空探测设备 (ASAP)。高空台站的一个子集还包括 GCOS 高空网络 (GUAN)。有关高空站的更多详细信息，请参阅世界气象组织观测站信息库(https://space.oscar.wmo.int/)。

　　人们一直在研究改进无线电探空仪，以确保它们能够进行准确、一致的测量，保证连续的气候数据没有中断，且数据本身不会受到技术变化的不利影响。

　　气球材料制作

　　气球本身由天然橡胶乳胶或基于聚氯丁二烯的合成乳胶制成。合成乳胶气球的分解速度比天然橡胶乳胶气球慢得多，因此最好使用后者。

　　通过使用既满足功能要求又可生物降解的材料，人们一直在努力生产环保无线电探空仪、气球和飞行列车以减少气象监测设备对环境的污染。

　　气球充满氢气或氦气。侧面在发布前的厚度约为0.051毫米，在典型的爆裂高度下厚度仅为0.0025毫米！它们的典型重量为500克，但可以从10克到3000克不等，而它们的有效载荷高达1000克(对于最大的气球)。

　　释放时，气球的宽度不到2米，在上升过程中，气球周围的气压会降低，从而使气球中的气体在上升到直径约6米时膨胀！

　　气象数据的价值

　　几十年来，气象气球一直是全球观测网络的重要组成部分，因为它们是地面数据的主要来源。

　　气象气球为计算机预报模型实时提供有价值的输入，为气象学家进行预报和预测风暴提供本地数据，为研究提供气候监测和数据，以更好地了解天气和气候过程。全世界所有的预报员都使用气象气球数据的计算机预报模型。

　　全球气象工作合作

　　通过全球观测系统和电信系统的结合，世界气象组织会员及其合作伙伴每天可以实时获取和交换数十亿次观测数据，以此满足各国公民了解天气的需求。

　　为进一步加强气象气球网络和地面观测网络，并为天气预报模型提供更多数据，包括填补最不发达国家和小岛屿发展中国家的空白，世界气象组织启动了全球基本观测网络(GBON，https://public.wmo.int/en/programmes/wigos/gbon )，由系统观测融资基金 ( SOFF ) 提供支持。获得更多信息：

　　MeteoSuisse 博客(法语)

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

　　无线电探空仪跟踪器，在这里

　　https://radiosondy.info/

　　(联合国微信公众号)