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气象监测是指气象监测机构通过气象监测系统对气象环境状况进行整体性监测和预警的活动。气象监测系统通过对反应气象质量的指标进行监测和上报，以确定该地降雨量、风速风向等气象环境数据。气象监测是科学管理气象和气象执法监督的基础，是气象预测必不可少的基础性工作。气象监测的核心目标是提供气象要素现状及变化趋势的数据，预测气象变化，顺利解决当前主要气象问题，为气象管理服务。
近日，浙江省气象局下发《关于做好气象监测预报能力提升工程(立体化观测项目)的通知》。根据《通知》，浙江将新建自动气象观测站1295个、气压要素观测站298个、湿度要素观测站223个、全天空仪986个、海雾观测站10个;新建1部S波段双偏振天气雷达、28部X波段天气雷达，升级风廓线雷达7部，新建风廓线雷达22部、激光测风雷达7部、微波辐射计34部、激光雷达15部、云雷达34部;新建光学溯源与测量实验室、激光雷达标校实验室、酸雨计检定实验室、微波辐射计检定实验室、省级监测装备运维监控和自动标校系统。
自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备。如果需要，可直接或在中心站编发气象报告，也可以按业务需求编制各类气象报表。随着气象要素值的变化，自动气象站各传感器的感应元件输出的电量产生变化，这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值，并按一定的格式存储在采集器中。
在配有计算机的自动气象站，实时将气象要素值显示在计算机屏幕上，并按规定的格式存储在计算机的硬盘上。在定时观测时刻，还将气象要素值存入规定格式的定时数据文件中。根据业务需要实现各种气象报告的编发，形成各种气象记录报表和气象数据文件。
六要素自动气象站是一种固定式的地面自动观测设备。系统采用先进的气象传感器、数据采集器、控制处理器、GPRS无线传输等，该系统既可进行常规的环境温度、气压、环境湿度、风向、风速、降雨量6类气象要素观测。六要素自动气象站主要用于气象、水文、农林、航空、海洋、科考等领域，可用作气象局的中尺度站，可以用于机场作为二类观测，也可用于常年气象条件科学考察，如风电、火电等环境考察等。
微波辐射计是利用被动的接收各个高度传来的温度辐射的微波信号来判断温度、湿度曲线，能定量测量目标(如地物和大气各成分)的低电平微波辐射的高灵敏度接收装置。微波辐射计实质上就是一个高灵敏度、高分辨率的微波接收机。微波辐射计作为一种无源微波遥感仪器，正是根据自然界中所有物体都有辐射电磁波的原理而制成的。微波辐射计主要由三部分组成，即提供空间分辨能力，能收集能量的天线;将收到的噪声功率转换为电压的接收机部分，记录和显示设备等。使用最多的是锐方向束天线，共分反射天线、透镜天线和阵列天线三种。主要技术性能表现在温度分辨力和空间分辨力上。空间分辨力主要取决于天线孔径和波长。
天气雷达，是气象雷达的一种，是监测和预警强对流天气的主要工具，其工作原理是通过发射一系列脉冲电磁波，利用云雾、雨、雪等降水粒子对电磁波的散射和吸收，为探测降水的空间分布和铅直结构，并以此为警戒跟踪降水系统。天气雷达常用的波长大多在1-10cm范围。因10cm波长的衰减小，用于探测台风、暴雨及冰雹较好。国内普遍使用的是国产713雷(5.6cm)、714雷达(10cm)和711雷达(3.2cm)，可探测雷达站周围几百公里范围内的天气系统。
天气雷达由以下几个基本部分组成：发射机──产生高频脉冲，定向天线──发射探测脉冲和接收回波脉冲，按收机──放大回波脉冲信号，显示器──显示气象目标物(如降水区、风暴)相对于雷达的位置、回波强度和结构。天气雷达常用的显示器有 3种：①距离显示器(A显或A/R显)。显示不同距离上气象目标物的回波强度的一种仪器。②平面位置显示器 (PPI)。以雷达站为显示中心，把气象目标物的方位和距离的平视图以极坐标形式显示出来的一种指示仪器。它可反映降水区、风暴等的水平分布。③距离高度显示器 (RHI)。把在给定方位的铅直平面内气象目标物的距离和高度以直角坐标形式显示出来的一种指示仪器。它可反映降水区、风暴等的铅直结构。70年代以后，定量探测的天气雷达还附有小型计算机的数字处理系统。
全天空成像仪是白天全天空云量的持续自动监测仪器，是全自动、全色彩天空成像系统，提供实时处理和显示白天的天空状态。全天空成像仪可以实现白天全天空云量的持续自动监测，时空分辨率较高，得到的云量计算结果更精确。主要由成像部分、太阳跟踪装置、环境保护系统三部分组成，成像部分是一款高性能带鱼眼镜头的数字成像系统，定时拍摄获取全天空可见光红、绿、蓝三波段图像，采样频率最短为3秒钟，太阳跟踪装置是专门计算和跟踪太阳的位置，遮挡太阳直射的入射光，避免较强的太阳直射光破坏成像部分的感光元件，环境保护系统是根据不同的外场环境而设计的温控系统和防雨雪装置等。
全天空成像仪主要的部件有：照相机、带有加热装置的半球镜面、镜面上方的遮光带以及下方的电子设备系统。该仪器可以在白天自动进行全天空云量的持续监测，其工作原理是：通过仪器上方的照相机垂直向下拍摄带有加热装置的半球镜面，得到当时天空所呈现的图像，并将拍摄得到的图像自动存储到计算机上进行云量计算和处理。
大气、云粒子对可见光具有不同的散射原理：大气分子对可见光的散射与λ4成反比，如果天空为晴空，对蓝光波段的散射远远大于对红光波段的散射，因此晴空呈现蓝色;而云粒子对可见光的散射，在不同的波段散射的程度是相当的，因此云体呈现白色。根据不同的散射原理，可以从图像信息值(RGB值)中区分云与蓝天。自然界中的可见光都是按照一定的比例混合而得到，任意一种颜色都可以用红(R)、绿(G)、蓝(B)三色混合而成，图像中的每个像素点均含有RGB三个亮度值，而RGB值在一定程度上反映了红(中心波段为650nm)、绿(中心波段为570nm)、蓝(中心波段为450nm)这三个波段的辐射强度。因此，首先提取图像中的信息值(RGB值)，计算每个像素点的红蓝比值(定义为：R/B)，然后设定合理的阈值来判别像元点是否为云点，这种方法被称为阈值识别法。
新闻来源：中国气象局
作者：小车
