中國氣象報記者 王亮
從人工觀測到自動化觀測，需要重點持續攻克和推進應用“雲能天”三方面的關鍵技術。
火燒烏雲蓋，大雨來得快。雲是懸浮在大氣中的小水滴、過冷水滴、冰晶或它們的混合物組成的可見聚合體；有時也包含一些較大的雨滴、冰粒和雪晶。對雲的觀測包括雲狀、雲量、雲高等項目，涉及三族十屬二十九類雲，較為複雜，2014年自動化改革推進時，雲狀觀測項目已取消；今年4月1日，地面氣象觀測自動化改革從全國試運行切換調整為正式業務運行，旨在進一步實現雲量、雲高的自動化觀測。
“與一般的氣象要素觀測不同，雲的觀測更為複雜。”中國氣象局氣象探測中心高級工程師張鑫說，基於對雲的定義和理解相對主觀，在利用算法和聲光電等方式處理雲的觀測信息時，顯得邊界比較模糊。他舉例，對於雲高的人工觀測，通常採用目測方式，由觀測員根據雲狀、雲體結構、雲塊大小、亮度、顏色、移速等，結合本地經驗估測雲高。而各種雲都是在不斷演變的，高度不固定，所以人工觀測雲時容易產生較大的主觀誤差。因此，面對同一片天空，通過觀測設備完成對雲遮蔽天空視野成數的雲量觀測和雲底距測站垂直距離的雲高觀測，結果將更為客觀。
“能”即能見度，涉及白天觀測和夜間觀測。相比較人工觀測，能見度自動觀測是連續、實時的，觀測的可比性和穩定性較好，觀測的精度和時間分辨率不斷提高，對於提升能見度預報的精細化水平持續發揮重要作用。如對於持續時間不長的團霧，人工觀測可能無法準確捕捉能見度的變化情況，但逃不過自動觀測儀器的“眼睛”。
“天”即天氣現象，包括降水、地面凝結、雷電等，這些現象都是在一定的天氣條件下產生的。張鑫介紹，天氣現象最早的觀測項目有34種，在2014年自動化改革推進過程中，基於項目本身的觀測內容與合併等需求去掉了十餘種項目，目前共有21種。具體而言，例如露和霜等氣象要素信息較為相似，且對下墊面的氣象條件要求較高，其觀測自動化進展與現代科技進步密不可分。
基於高精度攝像頭等儀器配備，中國氣象局氣象探測中心在2010年開始進行天氣現象自動化觀測試驗，通過視頻實景等拍照片式的圖像識別方式，持續推進天氣現象自動化觀測。伴隨高精度攝像頭等技術的進步，更高清晰度的圖片被成功獲取，從圖像採集到處理，再到大數據、深度學習、人工智能等更豐富智能算法的應用，天氣現象得以被進一步科學掌握。
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