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求精準度萬物 丈量氣象風云

作者:admin 來源:轉載 日期:2019/2/21 16:53:21 人氣:0

        2300多年前的標準計量器商鞅方升為秦國統一度量衡,最終統一六國奠定了基礎。自此,計量求精準度萬物、量天地衡公平的意義也一直延續至今。

  “科技要發展,計量須先行”。實際上,早在20世紀50年代,我國已經開展氣象儀器計量工作。從1954年中央氣象局成立儀器技術科至今,氣象計量已走過了六十四個年頭。我國氣象計量事業經歷了從無到有、從弱到強、從簡單計量校準到科技創新,從國內到參與國際計量合作并在國際氣象計量領域產生一定影響的歷程。為確保探測數據統一、精準,一代又一代氣象計量人付出了自己的努力和心血。

砥礪前行,走向國際前列

  1954年,中央氣象局成立儀器技術科。1978年,中國氣象科學研究院氣象儀器計量檢定所成立。1995年5月5日,中國氣象局為貫徹國家計量法,加強對氣象計量的監督和管理,經國家技術監督局考核和批準,在中國氣象科學研究院氣象儀器計量檢定所的基礎上成立國家氣象計量站,由其承擔全國氣象行業氣象儀器的計量校準和量值傳遞工作,并對全國31個省級氣象計量技術機構進行業務指導。

  1997年,世界氣象組織(WMO)確定中國國家氣象計量站為Ⅱ區協亞洲儀器中心(RIC-北京),面向區域成員提供國際計量校準服務。1998年,原氣象儀器計量檢定所撤銷,與大氣探測研究所合并為大氣探測技術研究中心,對外仍稱國家氣象計量站。2002年,國家氣象計量站劃入中國氣象局大氣探測技術中心(今中國氣象局氣象探測中心)。

  64年來,我國氣象計量事業從無到有、從弱到強,一路砥礪前行,特別是改革開放以來,我國氣象計量事業更是得到蓬勃發展,從儀器維護到自主科技創新,從服務國內氣象部門到為WMO其他成員提供國際計量服務,國家氣象計量站一步步走到了國際前列。

  隸屬中國氣象局氣象探測中心的國家氣象計量站,如今已發展為在全國五省(直轄市)擁有19個實驗室,覆蓋氣壓、空氣溫度、空氣濕度、空氣流速、太陽與地球輻射、降水、大氣電學、大氣化學、能見度等氣象要素,固定資產過億元的國家授權法定計量檢定機構,承擔著我國氣象部門計量檢定、校準和量值傳遞任務,保證著我國氣象、氣候相關業務和科研領域量值的準確統一。

  國家氣象計量站擁有一支專業化、年輕化的高層次人才隊伍,現有技術和管理人員17人,其中博士3人,碩士8人,本科6人;正研級高工3人,高級工程師9人,工程師3人;一級注冊計量師7人,二級注冊計量師6人,一級計量標準考評員4人。

  某種意義上,國家氣象計量站更像是奔跑著的年輕人。年輕,不僅是因為計量站人員平均年齡才37歲,更重要的是計量站洋溢著活力和希望,每天都有新的變化。

  2018年,國家氣象計量站通過中國合格評定國家認可委員會(CNAS)實驗室認可和國家認證認可監督管理委員會檢驗檢測機構資質認定(CMA)。同年,大計量和軍民融合戰略啟動,給計量站帶來新的活力。 (張瑋鷗 于賀軍 南雪景)

錙銖必較,打造給尺子劃刻度的“利刃”

  “無以規矩,不成方圓”。而氣象計量正是要在規矩上劃刻度,是“規矩的規矩”,以保證全國乃至全球氣象探測數據是使用同樣的尺子來量度的。

  為劃好這個刻度,國家氣象計量站建立了氣壓、溫度、濕度、風速、輻射、降水、大氣電學、大氣化學和能見度等計量標準,制定了一整套管理體系,并有效運行,這就相當于有了一把在尺子上劃刻度的利刃。

  因此,全國氣象探測儀器都要溯源到國家氣象計量站相應計量標準。國家氣象計量標準的準確可靠,是保證氣象探測數據準確可靠的前提和基礎。計量標準這個“規矩的規矩”如果有一個“芝麻”大小的偏差,那么,經過幾級的量值傳遞,終端測量數據偏差也許已經成為“西瓜”了。正所謂“失之毫厘,謬以千里”,而氣象計量就是在這毫厘之間“錙銖必較”。

  多年以來,國家氣象計量站一直為我國氣象預報、氣候預測和防災減災提供著穩定可靠的計量技術支撐。目前,我國所有國家級自動氣象站的基本氣象觀測要素全部在氣象計量的有效保障之下,從高山到海洋,從森林到荒漠,每一個跳動的觀測數據都是從國家氣象計量站溯源而來,每一個測量結果的不確定度都是在氣象計量業務的掌控之中。同時,氣象計量還為我國經濟發展、科學研究、國防建設和人民生活提供著可靠有效的技術保障。

  隨著全球氣候變化和能源危機問題的日益顯現,我國對新能源的研究和利用也越發迫切。全國風能、太陽能資源的調查、評估和規劃利用都是在氣象計量的有力保障下開展的。國家氣象計量站建設有我國最高等級的空氣流速標準和太陽與地球輻射標準,全國用于風能、太陽能調查、評估和規劃利用的測量數據全部要溯源到國家氣象計量站空氣流速和太陽與地球輻射標準,計量標準的準確可靠和量值傳遞體系的有效運行,保證了全國范圍能源評估的準確統一,為我國能源產業布局和能源戰略實施提供了重要技術支撐。誰能說氣象計量站風速實驗室里轉動的葉片與馬六甲海峽上的油輪沒有關系呢?

  全球氣候變化的研究也是在氣象計量保障下才得以開展。國家氣象計量站建有不確定度0.02ppm(百萬分之0.02)的測溫電橋,為全球溫度變化研究提供精細的技術保障手段。資料稱“近50年來全球溫度上升了0.2℃到0.3℃”,這樣細微的溫度變化,必須靠穩定統一的氣象計量來“明察秋毫”。

  “科技要發展,計量須先行”的論斷在氣象計量業務中得到了全面體現。 (簡菊芳 孔詩媛 丁紅英)

創新發展,躋身氣象計量強國

  作為法定計量檢定機構,國家氣象計量站不僅具有國家質量監督檢驗檢疫總局(今國家市場監督管理總局)授權,依法開展計量檢定和量值傳遞工作,同時國家氣象計量站還取得了國家認證認可監督管理委員會檢驗檢測機構資質認定CMA(China Inspection Body and Laboratory Mandatory Approval)認證。

  這表明,國家氣象計量站具有向司法、行政機關、仲裁機構和社會經濟、公益活動出具具有證明作用數據和結果的資格和能力,其數據和結果將被依法承認。取得計量檢定授權和CMA認證,不僅對保證氣象部門量值準確統一至關重要,而且是維護氣象部門合法利益和氣象行業正常市場秩序的有力手段。

  氣象部門每年新建、維護和改造大量氣象探測裝備,“一帶一路”倡議和軍民融合的理念又進一步促進了氣象行業的創新發展,氣象行業市場規模已有數十億元之巨,進出口貿易和服務貿易也在逐年增加,國家氣象計量站用科學、客觀、公正的數據,為氣象部門每一個業務過程和環節提供著基礎保證,捍衛著政府、企業和用戶的利益。

  作為WMOⅡ區協亞洲儀器中心,國家氣象計量站承擔著為區域成員提供國際計量校準服務的重任。近年來,我國多次為越南、蒙古國、印尼、朝鮮、巴基斯坦、哈薩克斯坦、孟加拉國、緬甸、南非、尼泊爾、斯里蘭卡、泰國、也門等國提供常態化的高質量計量校準和培訓服務。國家氣象計量站專家先后與日本、澳大利亞等國同行進行技術交流與合作,我國氣象計量的國際地位得到進一步提升。

  2018年6月,國家氣象計量站正式獲得CNAS認可,這表明國家氣象計量站管理體系符合ISO/IEC 17025要求,具備出具有效數據和結果的能力,標志著國家氣象計量站在標準化、規范化和國際化的道路上又邁進了堅實一步。

  此次通過CNAS認可的共有9個校準項目和8個檢測項目,涵蓋大氣壓力、空氣溫濕度、太陽和地球輻射、空氣流速和環境試驗等領域。

  CNAS是國際實驗室認可合作組織(ILAC)多邊互認協議(MRA)成員。ILAC-MRA宗旨是減少技術壁壘,避免重復檢測,實現“一次檢測、全球承認”的目標。獲得CNAS認可,意味著國家氣象計量站出具的數據和結果,將獲得歐美及亞太地區60多個國家和地區的承認。這不僅是對計量站校準和檢測能力的肯定,也為國家氣象計量站更多更好地參與雙邊、多邊國際合作交流開辟了廣闊的空間。

  我國氣象計量國際影響力的提升,大大增強了我國氣象探測數據的可信度,為我國氣象探測產品參與全球數據交換提供了又一強有力保障,我國氣象裝備廠商在國際市場上的競爭力也得到了加強。(張瑋鷗 丁蕾 劉昕)

以大計量之謀略,刻畫新的“方圓” 

  多年以來,氣象計量業務一直圍繞氣象觀測需求,專注于氣壓、溫度、濕度、風速、雨量和輻射等氣象觀測要素。全國已建立計量標準近300項,年檢定校準傳感器超過6萬個,對于保障我國地面氣象探測數據的準確、可靠、可比發揮著重要作用。

  2017年,氣象計量業務“十三五”總體計劃中首次提出了“大計量”的概念,實現氣象觀測單位統一和量值準確可靠的活動全部被納入計量業務范疇,包括地面氣象(包含海洋氣象和農業氣象)、高空氣象、大氣成分、溫室氣體、空間天氣及氣象雷達、氣象衛星等相關測量儀器設備的檢定、校準、測試、比對、核查、標定、定標和標校等業務活動,以及氣象計量標準建立和保持、量值傳遞和溯源、氣象計量技術和方法研發、計量監督等內容。

  全面擴大氣象計量工作的覆蓋范圍,提升氣象計量機構的業務能力,充分保證氣象計量數據的質量,是國家防災減災、應對氣候變化和生態文明建設對氣象計量工作提出的必然要求。“大計量”概念的提出,極大地拓展了氣象計量業務的內涵和外延。可以說,把為實現氣象觀測數據準確可靠的全部活動統籌規劃通盤考量,本身就是對氣象計量業務工作的一次“計量”和“溯源”。

  通過未來十多年的努力和建設,逐步形成全面覆蓋現有氣象探測儀器與裝備,技術法規體系完備、量值傳遞體系完整、數據質量可靠、業務布局合理、人力資源充足的氣象計量業務,實現氣象計量與氣象探測儀器產品質量評估業務的整合,是國家氣象計量站刻畫的一個新的“方圓”。

  在全面建設氣象現代化的征途中,氣象計量也許不是先鋒,但氣象計量永遠是先鋒的“規矩”。(簡菊芳 崇偉)

本文轉載于中國氣象局

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