基于環(huán)境互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　摘要：從氣候監(jiān)測(cè)診斷、氣候評(píng)估與災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理、氣候系統(tǒng)模式、氣候變化平臺(tái)以及我國現(xiàn)代氣候業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀。提出了以環(huán)境互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以便于改善氣候服務(wù)體制，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和應(yīng)對(duì)氣候變化的能力，并且系統(tǒng)地分析了國際氣候發(fā)展趨勢(shì)和我國氣候業(yè)務(wù)間的差距，明確了如何進(jìn)一步改進(jìn)氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模式的分辨率，研發(fā)新一代的高技術(shù)水平氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)展氣象災(zāi)害評(píng)估技術(shù)，建立基于中國環(huán)境互聯(lián)網(wǎng)的氣候服務(wù)系統(tǒng)等任務(wù)。

　　關(guān)鍵詞：監(jiān)測(cè)診斷；氣候服務(wù)；環(huán)境互聯(lián)網(wǎng)；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

　　1、引言

　　我國地處東亞季風(fēng)區(qū)，幅員遼闊，自然條件復(fù)雜，是世界上自然災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，其中氣象災(zāi)害占我國自然災(zāi)害的70%以上。在全球氣候變暖背景下，氣象災(zāi)害的時(shí)空分布特征發(fā)生了很大變化，高溫、干旱、強(qiáng)降水、臺(tái)風(fēng)等極端天氣氣候事件頻繁發(fā)生。[1]美國國家研究委員會(huì)（NationalResearchCouncil）2008[2]和2010年[3]的兩份報(bào)告分別強(qiáng)調(diào)了城市大氣邊界層廓線觀測(cè)和城市氣象科學(xué)試驗(yàn)基地建設(shè)的重要性。2008年，世界氣象組織為城市地面觀測(cè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)和站點(diǎn)的選址編制了指南[4]。隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的蓬勃發(fā)展和人民生活水平的逐步改善，人們對(duì)美好生活環(huán)境的向往，也隨之對(duì)生態(tài)環(huán)境密切關(guān)注。因此，對(duì)環(huán)境因子的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，成為了各級(jí)環(huán)保部門工作的重中之重。以往對(duì)環(huán)境因子的監(jiān)測(cè)，通常采用的是專用儀器在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但是大部分?jǐn)?shù)據(jù)需要及時(shí)回送環(huán)境監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行后期的數(shù)據(jù)分析和處理，為環(huán)境質(zhì)量的綜合評(píng)估提供了前提基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的傳送方式既浪費(fèi)時(shí)間又存在著不菲的花銷。因此利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，采用分布式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)而推進(jìn)中國環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的新篇章。

　　2、規(guī)劃

　　基于環(huán)境互聯(lián)網(wǎng)的氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的規(guī)劃目標(biāo)是：使全國人民能夠享受世界先進(jìn)水平的氣候服務(wù)系統(tǒng)，基于這個(gè)目標(biāo)，該系統(tǒng)的發(fā)展要突出氣候監(jiān)測(cè)的改進(jìn)及升級(jí)。時(shí)刻堅(jiān)持綠色發(fā)展的理念和以人為本的思想觀念。

　　堅(jiān)持綠色發(fā)展。圍繞國家創(chuàng)新型城市建設(shè)和低碳綠色發(fā)展的總體思路，圍繞城市氣候服務(wù)體系建設(shè)的需求，構(gòu)建城市氣候綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)；在氣候變化敏感區(qū)、生態(tài)氣候功能區(qū)、氣候背景參考區(qū)、水源保護(hù)區(qū)、氣候資源利用區(qū)、人居密集區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、校園等地區(qū)建設(shè)城市氣候觀測(cè)站點(diǎn)；通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)城市各生態(tài)區(qū)的氣候特征，為全市應(yīng)對(duì)氣候變化、氣候資源開發(fā)利用等提供基礎(chǔ)性、權(quán)威性、標(biāo)準(zhǔn)性的科學(xué)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐。

　　堅(jiān)持以人為本。氣候監(jiān)測(cè)是保障人民的生活質(zhì)量穩(wěn)中有升，至關(guān)重要的是滿足廣大人民對(duì)氣候信息廣范化的需求度。將人口分布情況納入氣候監(jiān)測(cè)指標(biāo)，圍繞人民的穿衣著裝、醫(yī)療保健、飲食健康、出行交通、旅游觀光、空氣質(zhì)量、文化娛樂、等開展相關(guān)監(jiān)測(cè)；強(qiáng)調(diào)對(duì)城市氣候系統(tǒng)能量平衡的監(jiān)測(cè)，開展以城市區(qū)域及邊界層為重點(diǎn)的大氣物理、大氣化學(xué)、生物氣候?qū)W方向的綜合監(jiān)測(cè)。

　　3、系統(tǒng)總體架構(gòu)

　　基于環(huán)境互聯(lián)網(wǎng)氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是客戶端／服務(wù)器結(jié)構(gòu)（C/S結(jié)構(gòu)）。無線監(jiān)測(cè)設(shè)備作為客戶端，集成了環(huán)境氣候數(shù)據(jù)采集模塊，GPS定位數(shù)據(jù)接收模塊和無線數(shù)據(jù)通信模塊。該設(shè)備放置于小型無人機(jī)的底座托盤上，通過各種傳感器將無人直升機(jī)在懸停點(diǎn)采集到的濕度、溫度、風(fēng)速等數(shù)據(jù)和GPS實(shí)時(shí)定位信息參數(shù)進(jìn)行保存及封裝，利用無線通信模塊將數(shù)據(jù)經(jīng)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至部署有接收服務(wù)端程序的計(jì)算機(jī)上，服務(wù)端將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，然后通過ＡＤＯ數(shù)據(jù)庫操作技術(shù)，將數(shù)據(jù)存入SQLServer數(shù)據(jù)庫中，方便用戶查詢[5]。該系統(tǒng)主要使用了5個(gè)模塊：帶有無線通信模塊的終端模塊、環(huán)境氣候傳感器模塊、電源模塊、GPS定位數(shù)據(jù)接收模塊和信號(hào)變換模塊。終端模塊是核心模塊，其帶有的無線通信模塊負(fù)責(zé)接收來自環(huán)境氣候傳感器模塊、GPS定位數(shù)據(jù)接收模塊和信號(hào)變換模塊的信號(hào)，并將其中的環(huán)境氣候信息和GPS定位數(shù)據(jù)信息發(fā)送至服務(wù)器端[6]。

　　4、展望

　　基于環(huán)境互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的氣候監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將在不斷優(yōu)化、完善現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，構(gòu)建“大數(shù)據(jù)時(shí)代”的氣候監(jiān)測(cè)信息共享平臺(tái)。努力實(shí)現(xiàn)從“硬件設(shè)施”建設(shè)管理向“數(shù)據(jù)挖掘”集成創(chuàng)新方向轉(zhuǎn)型；發(fā)展的源動(dòng)力要從“業(yè)務(wù)應(yīng)用”切換到“社會(huì)共享”。要以城市管理服務(wù)人口為對(duì)象，按照公共氣象服務(wù)均等化的要求，圍繞以人為本的核心理念，圍繞政府的人文關(guān)懷和精細(xì)服務(wù)的服務(wù)型主題，通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、制定數(shù)據(jù)共享政策、完善流程、強(qiáng)化質(zhì)量、多源融合數(shù)據(jù)、增加服務(wù)產(chǎn)品、拓寬服務(wù)領(lǐng)域、改善服務(wù)手段等措施，開拓并建立公平公正、惠及全民、水平適度、可持續(xù)發(fā)展的普惠型、均等化氣候監(jiān)測(cè)信息服務(wù)體系。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]第二次氣候變化國家評(píng)估委員會(huì)第二次氣候變化國家評(píng)估報(bào)告北京：科學(xué)出版社，2011.

　　[2]NRS.ObservingWeatherandClimatefromtheGroundUp:ANationwideNetworkofNetworks.Washington，DC:NationalAcademiesPress，2008.

　　[3]NRS.WhenWeatherMatters:ScienceandServicestoMeetCriticalSocietalNeeds.Washington，DC:NationalAcademiesPress，2010.

　　[4]WorldMeteorologicalOrganization.UrbanObservations.In:GuidetoMeteorologicalInstrumentsandMethodsofObservation，WMONo-8.Geneva:WMO，2008.

　　作者李震王彥明

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