“云能天”，攻三关

中国气象报记者 王亮

从人工观测到自动化观测，需要重点持续攻克和推进应用“云能天”三方面的关键技术。

火烧乌云盖，大雨来得快。云是悬浮在大气中的小水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体；有时也包含一些较大的雨滴、冰粒和雪晶。对云的观测包括云状、云量、云高等项目，涉及三族十属二十九类云，较为复杂，2014年自动化改革推进时，云状观测项目已取消；今年4月1日，地面气象观测自动化改革从全国试运行切换调整为正式业务运行，旨在进一步实现云量、云高的自动化观测。

“与一般的气象要素观测不同，云的观测更为复杂。”张鑫说，基于对云的定义和理解相对主观，在利用算法和声光电等方式处理云的观测信息时，显得边界比较模糊。他举例，对于云高的人工观测，通常采用目测方式，由观测员根据云状、云体结构、云块大小、亮度、颜色、移速等，结合本地经验估测云高。而各种云都是在不断演变的，高度不固定，所以人工观测云时容易产生较大的主观误差。因此，面对同一片天空，通过观测设备完成对云遮蔽天空视野成数的云量观测和云底距测站垂直距离的云高观测，结果将更为客观。

“能”即能见度，涉及白天观测和夜间观测。相比较人工观测，能见度自动观测是连续、实时的，观测的可比性和稳定性较好，观测的精度和时间分辨率不断提高，对于提升能见度预报的精细化水平持续发挥重要作用。如对于持续时间不长的团雾，人工观测可能无法准确捕捉能见度的变化情况，但逃不过自动观测仪器的“眼睛”。

“天”即天气现象，包括降水、地面凝结、雷电等，这些现象都是在一定的天气条件下产生的。张鑫介绍，天气现象最早的观测项目有34种，在2014年自动化改革推进过程中，基于项目本身的观测内容与合并等需求去掉了十余种项目，目前共有21种。具体而言，例如露和霜等气象要素信息较为相似，且对下垫面的气象条件要求较高，其观测自动化进展与现代科技进步密不可分。

基于高精度摄像头等仪器配备，中国气象局气象探测中心在2010年开始进行天气现象自动化观测试验，通过视频实景等拍照片式的图像识别方式，持续推进天气现象自动化观测。伴随高精度摄像头等技术的进步，更高清晰度的图片被成功获取，从图像采集到处理，再到大数据、深度学习、人工智能等更丰富智能算法的应用，天气现象得以被进一步科学掌握。