氣象觀測是天氣預報的基礎。經過60年，尤其是改革開放30年來的努力，我國氣象觀測手段已從傳統的氣象觀測工具發展到使用氣象衛星和超大型電腦，從微觀氣象研究走向宏觀氣象研究，再從宏觀氣象研究指導和影響微觀氣象研究，從目前氣象情況的研究推斷未來氣象發展趨勢，從長遠的氣象走勢分析出發確定今後的規劃及行動。目前，我國形成了國家、省、地三級組成的衛星遙感應用體系，除可接收利用我國風雲系列氣象衛星外，還可接收利用美國、日本、歐洲等多顆衛星資料。
“全國風向不定、天氣多變、可能有雨。”——這是1872年，法國人在上海建立徐家匯觀象臺後所做的天氣預報。
“29日08時，天安門地區天空狀況多雲，氣溫16℃至17℃，相對濕度50%，風力不大，能見度較好。”——這是2009年8月28日16時，北京市氣象臺發佈的首份“國慶標準”的天氣預報。
天氣預報是建立在豐富而詳盡的氣象觀測基礎上的。舊中國的氣象觀測臺站最初都是西方傳教士、教會在租界內建立起來的，所謂氣象臺站不過是百葉箱中簡單的水銀氣壓計、溫度計、濕度計、雨量計等等。之後雖然有了一些中國自己建的氣象觀測站點，但直至新中國成立，我國的氣象觀測狀況與半個多世紀前比起來，依然沒有多大改觀。
經過60年，尤其是改革開放30年來的努力，我國的氣象觀測手段由人工氣象站發展為自動氣象遙測、新一代天氣雷達、風廓線儀、移動應急觀測車、風雲系列氣象衛星等等，初步建立了地基、空基和天基相結合，門類比較齊全，佈局基本合理的現代化綜合氣象觀測系統。
地基：自動氣象站全面接管
8月28日16時，就在北京市氣象臺發佈首份“國慶標準”天氣預報時，中國氣象局大院裏，一個巨大的電子螢幕上顯示著位於該點位自動氣象站的實時觀測數據：“溫度27.4℃，濕度24%，氣壓1008.0hPa，風向東南，風速0.8m/s”，一兩分鐘後，濕度顯示為23%，風速變為了1.3m/s。
距這個戶外顯示屏幾步之遙的國家氣象中心大樓裏，中央氣象臺首席預報員喬林，像往常一樣在值班，每一次重大活動——不論是奧運會還是神舟飛船發射，都需要他這個預報專家出馬，參與會商，提供預報意見。當天晚上，在天安門廣場將進行國慶60週年慶祝活動的首次現場演練，氣象預報是個不可缺少的角色。
喬林告訴記者，現在的天氣預報簡單來講就是以數值預報產品為基礎，以Micaps(天氣預報人機交互系統)系統為主要平臺，綜合應用各種氣象資訊和各种先進技術方法加上預報員的經驗，最後製作出來的。
“以前的天氣預報可不是這樣！聽老一代天氣預報員講，以前地面觀測站很少，而且大都是人工的，一天只有一兩次數據採集，可依據的資料少，更沒有利用數值模式計算得到的數值預報產品，預報起來十分困難。”喬林說。
對於1987年參加工作的喬林來說，因為天氣狀況的實時捕捉能力增強，獲得的氣象資料更豐富多樣化，數據處理更快更方便，對天氣發生、發展和消亡的規律有了更多的認識，同時由於數值預報系統的迅速發展和數值預報能力的提高，天氣預報的及時性和準確度也就更高了。
據中國氣象局綜合觀測司司長王曉雲介紹，我國自20世紀80年代開始推進地面氣象觀測自動化工作，目前，全國已建成近3萬個自動氣象站，實現了溫度、濕度、氣壓、風向、風速、降水和地溫等項目的自動化觀測，觀測數據的統計處理、編發電碼、生成月年報表及資訊傳輸等基本實現了自動化。此外還開展了5個國家氣象觀象臺建設試點，建成了8個海洋氣象浮標觀測站、98個太陽輻射站、30個大氣成分站、7個大氣本底站、157個酸雨觀測站、29個沙塵暴監測站、100個自動土壤水分觀測站和400座風能資源觀測塔。
遙測：練就雷達千里眼
據人民網報道，今年國慶閱兵等許多重大活動都在室外舉行，需要氣象部門對當天某個具體位置，比如天安門、長安街沿線的能見度、風速風向、雲量雲高、溫度和濕度等氣象要素進行精細化預報，氣象部門面臨一個很大的挑戰。
北京市氣象局首席預報員孫繼松認為，國慶慶典氣象服務與奧運會開閉幕式天氣預報相比，面臨新的難關：“低雲、雲量、能見度預報，關係到閱兵效果，需要作出準確預報。但以往對低雲我們幾乎不做預報，這對氣象部門是一個新課題。另外，10月北京進入初秋，容易出現低能見度天氣，國慶氣象服務對能見度預報的精確度提出了很高要求，我們目前還有差距。”
另據記者了解，氣象部門還將借鑒奧運會、殘奧會開閉幕式人工影響天氣保障服務的成功經驗，做好人工消減雨準備工作。
然而，不論是局地災害性天氣警戒，還是人工影響天氣作業，甚或沿海颱風路徑預報等，都需要天氣雷達的實時監測。這種地基遙測遙感業務能力，也在近30年中有了長足的提升。
王曉雲介紹說，我國天氣雷達建設從二十世紀六七十年代開始起步，經歷了模擬天氣雷達、數字天氣雷達到多普勒天氣雷達三個發展階段，現已建成了以多普勒天氣雷達為主、數字化天氣雷達為補充的全國天氣雷達監測網，監測能力和範圍已躋身於世界先進行列。
在80年代初，我國就形成由51部各種型號雷達組成的天氣雷達觀測網，在局地災害性天氣警戒、沿海颱風聯防和人工影響天氣作業等方面發揮了積極作用；在1990年，建成了由55部S波段和C波段數字化天氣雷達組成的全國天氣雷達監測網，並開展了區域聯防和數字拼圖，在災害性天氣預警、短時預報和雷達定量估測降水方面取得了長足進展；20世紀末，隨著國際天氣雷達技術發展和國家需求的增長，針對氣象預測預報和氣象預警服務對天氣雷達監測提出的新需求，確定了發展多普勒天氣雷達的思路，制定了《我國新一代天氣雷達發展規劃》。
經過十年多的建設和發展，現已初步建成了由146部新一代天氣雷達和50多部數字化雷達構成的、覆蓋全國重點地區的全國新一代天氣雷達監測網。與此同時，還開展了雙線偏振、相控陣、多基地、多波長等先進雷達探測技術和裝備的研發與探索，為未來發展天氣雷達綜合探測業務奠定了良好基礎。
1989 年，中國氣象科學研究院和航太科工集團第二研究院二十三所研製成功首臺對流層風廓線雷達，並投入科研試用。隨後，一些研究單位和企業相繼研製成功了平流層風廓線雷達、邊界層風廓線雷達，先後投入科學試驗和業務試用。
為適應國家公共安全對雷電監測、預警預報的需求，從2005年起積極推進全國雷電監測網建設，現已建成由全國31個省級地閃監測系統、325個雷電監測站以及上海、北京、武漢總閃雷電監測系統構成的全國雷電綜合監測網，提高了對雷電災害的監測預警能力和氣象服務水準。
空基：氣球與民航齊飛
據中國氣象局網站消息，圍繞10月1日慶祝活動、天安門地區演練及綵排等重要活動，中國氣象局已經確定了北京、河北、山西和內蒙古等地的6個加密探空站。
針對“十一”當天的天氣狀況，氣象部門將提前15天開展滾動預報，為有關單位提供決策服務材料；從9月28日開始，北京市氣象局與中央氣象臺將每天進行視頻聯合會商；氣象衛星將實行雙星加密觀測，北京及周邊6部天氣雷達、6部探空雷達也將進行加密觀測。
據了解，為滿足世界氣象組織和探空技術發展的需求，進一步提高我國高空探測的能力，加快新一代高空探測系統的研製，1996年中國氣象局制定了《我國探空系統發展規劃(1996—2010年)》，明確了我國新一代探空系統的發展重點是L波段電子探空儀和二次測風雷達系統，未來目標是GPS探空系統。目前，在全國120個探空站中，已有91個探空站建成了L波段二次測風雷達—電子探空儀系統；此外還開展了國產GPS探空系統的研製，目前正在進行對比實驗。
王曉雲說，為彌補我國氣球探空網路覆蓋不足，中國氣象局積極推進飛機氣象資料下傳(AMDAR)及共用工作，從2003年開始，中國氣象局與中國民航合作，共同開展了AMDAR試驗，2004年雙方簽署了飛機氣象觀測資料的傳輸協議，目前每天大約有9000份左右的AMDAR資料進入氣象數據庫，並在數值預報資料同化等方面得到應用。
天基：“風雲”織就天網
在國家氣象中心大樓後面，一座正在進行外墻加固維修的辦公樓內依然人頭攢動，樓頂上形狀各樣的衛星數據接收天線提示——這是國家衛星氣象中心。
董超華已經在這裡工作了30多年。1969年，剛從南京氣象學院畢業就被分配到這裡，參與籌建衛星氣象中心。這項工作是按照1969年周總理的“搞我國自己的氣象衛星”指示而啟動的。
董超華在這裡度過了一生中最美好的歲月，見證和參與了我國衛星氣象事業從創建、發展到壯大全過程。她也從一名技術人員，成為國家衛星氣象中心主任，主持全面工作，現在她是我國風雲三號氣象衛星地面應用系統工程項目總設計師。
三十多年來，每一次氣象衛星發射，都成為董超華人生經歷中不可磨滅的閃光印記。
1988年9月7日及1990年9月3日，我國先後發射兩顆自行研製的風雲一號極軌氣象試驗應用衛星，標誌著我國已成為能夠自行研製和發射氣象衛星的國家。
1999年5月10日和2002年5月15日，我國分別成功發射風雲一號C星和D星，實現了極軌氣象衛星從試驗應用型向業務服務型的轉變。
1997年6月10日及2000年6月25日，我國分別成功發射兩顆風雲二號靜止氣象試驗衛星，標誌著我國已成為能夠自行研製和發射極軌和靜止兩個系列氣象衛星的國家。
2004年10月19日、2006年12月8日和2008年12月23日，我國分別成功發射風雲二號C星、D星和E星，實現了靜止氣象衛星“雙星運作、在軌備份”。
2008年5月27日，我國新一代極軌氣象衛星系列的首發星A星成功發射。風雲三號A星具有全球、全天候、三維、定量、多光譜遙感監測能力，實現了我國氣象衛星從單一遙感成像到地球環境綜合探測、從光學遙感到微波遙感、從公里級解析度到百米級解析度、從國內接收到極地接收的四大技術突破。風雲三號A星的發射與應用，標誌著中國氣象衛星及應用步入一個嶄新的歷史階段。
“我國衛星數據地面接收和應用系統的研發更是自主創新的體現。”董超華回憶說，在我國氣象衛星成功發射以前，已開始了針對國外氣象衛星的接收應用工作，並著手準備針對我國自行研製的氣象衛星的接收和應用系統的建設工作。隨著我國風雲系列氣象衛星的成功發射，對地面應用系統進行了全新的設計和建設。為滿足不斷發展的需要，地面應用系統又需做相應的技術升級改造和功能擴充。
經過三十多年的發展，目前，我國氣象衛星地面應用系統形成了以國家衛星氣象中心和北京、廣州、烏魯木齊、佳木斯和北極基律納5個衛星地面站為主體，同時還包括31個省級衛星遙感應用中心和2500多個衛星資料接收利用站，形成了國家、省、地三級組成的衛星遙感應用體系，除可接收利用我國風雲系列氣象衛星外，還可接收利用美國、日本、歐洲等多顆衛星資料。
截至2008年年底，我國已成功發射了10顆氣象衛星，其中，極軌5顆靜止5顆。目前，風雲一號D星、風雲二號C星、D星、E星和風雲三號A星均在軌穩定運作，並提供業務應用和服務。我國已成為國際上同時擁有靜止和極軌兩個系列業務氣象衛星的三個國家或區域組織之一，我國的氣象衛星已是世界氣象組織(WMO)全球天基觀測網重要成員，可為我國及世界各國防災減災、應對氣候變化和保障人民安全福祉提供豐富的衛星資料和遙感服務產品。
名詞解釋
靜止氣象衛星
靜止氣象衛星距地約36000公里高度，與地球自轉同步，高頻次俯瞰地球三分之一表面，動態監測日—地系統變化，具有極高的觀測優勢。作為對地表、大氣、空間進行遙感探測的重要工具，對提高天氣、氣候預報的準確率和防災減災具有重要意義。
靜止氣象衛星獲取的可見光圖像，目前仍然是天氣分析和預報的重要依據。雲圖上雲團、雲係的變化和運動是大氣環流以及大氣和地面相互作用過程的直觀反映，仔細分析不同時段雲係特徵，可以清晰了解大氣中多種尺度天氣系統的發生和發展過程，從而摸索規律、探尋機理。
“風雲二號”C星定位於東經105°赤道上空，可以提供以我國中部地區為中心的地球三分之一范圍內的雲圖資料，這一位置對我國天氣預報具有特殊意義。從西伯利亞南下的冷空氣，青藏高原東移的天氣系統以及印度洋北上的暖濕氣流，都在“風雲二號”C星的監測範圍內，這大大增強了實時監測我國上游地區天氣系統發生、發展的能力。印度洋上空幾乎沒有島嶼，氣象觀測資料十分缺乏，印度洋上的衛星雲跡風資料是對這個地區進行天氣分析的基本資料。另外，“風雲二號”C星允許加長“探測駐留”時間，有利於提高輻射解析度和空間解析度。
極軌氣象衛星
極軌氣象衛星也叫太陽同步軌道氣象衛星，其軌道在地球上空800—1000公里之間，圍繞地球南北兩極運作，運作週期約115分鐘，我國的風雲一號氣象衛星就是極軌氣象衛星。其優點是覆蓋全球，觀測領域廣闊。
風雲三號衛星是我國新一代極軌太陽同步軌道氣象衛星，品質為2298.5千克，採用三軸穩定姿態控制方式。它是瞄準國際先進技術水準而設計的衛星，技術含量高、系統複雜、研製難度大，是國內目前投資最大、功能最強的對地觀測衛星。風雲三號安裝有可見光紅外掃描輻射儀、紅外分光計、微波溫度計、微波成像儀等10余種具有國際先進水準的探測儀器，探測性能比僅有可見光一種手段的第一代極軌氣象衛星風雲一號有質的提高，可在全球範圍內實施三維、全天候、多光譜、定量探測，獲取地表、海洋及空間環境等參數，實現中期數值預報。風雲三號一幀掃描的幅寬高達數千公里，而在這樣一幅巨大的照片上，地面解析度達到百米量級。星上儀器最高探測靈敏度達到0.1K，這意味著在距地面807公里高空的衛星，對地表溫度0.1攝氏度的微小變化都可以準確感覺到。衛星每101分鐘繞地飛行一圈，每圈都經過兩極。通過在北極附近向瑞典租用的地面站，可使衛星至少每101分鐘就向地面傳回一次數據，數據傳輸的實時性大大提高。(遊雪晴)
