科技杂谈▏我国陆海空天协同综合观测体系有何特点？

近日，生态环境部、国家发展改革委近日联合印发《生态环境监测“十五五”规划》（以下称为《规划》），为未来五年我国生态环境监测工作划定路线图，也为美丽中国建设筑牢监测根基。

《规划》提出，到2030年，现代化生态环境监测体系建设取得重要进展。基本建成天空地海一体化生态环境监测网络，国家监测网络实现体系化运行和数智化升级，央地监测网络协同布局、互联互通。新污染物、重金属、生态问题等风险预警监测能力基本形成，数据质量持续提高。到2035年，基本建成现代化监测体系，生态环境监测综合实力达到国际先进水平。

为实现这些目标，《规划》部署了五大重点任务，涵盖监测网络建设、业务支撑、质量管理等关键领域。还谋划6项重大工程，提出新污染物协同监测、生物多样性监测、国家温室气体监测等能力建设。《规划》首次设置量化指标，比如国家网和地方网运行维护、实验分析的智能化水平要提升到70%以上，地方站点备案联网率达到98%以上。

此外，还突出“科技赋能”，推进人工智能等新技术与监测业务深度融合，贯穿到监测网络、运控、数据、应用全流程，围绕智能无人、新型感知、自主可控、模型算法等主攻方向，打造数智化监测技术装备集群，推动监测网络系统性重塑与技术范式迭代。

目前，我国已建成世界上规模最大、覆盖最全、陆海空天协同的综合观测体系，曾经难以捉摸的风云变幻正日益变得“可感知、可预见”，为我们的日常生活和社会高效运行构筑起一道坚实屏障。我国陆海空天协同综合观测系统核心特点可概括为：全域立体覆盖、装备自主可控、多源协同融合、智能高效运行、开放共享服务。

建成10万余个地面自动气象站（平均间距约9.8公里，实现乡镇全覆盖）、131个高空气象观测站（配备自主研发的“上升—平漂—下降”三段式北斗探空系统）、842部天气雷达（世界最大网，6分钟/250米分辨率）、10颗风云气象卫星（全球唯一同时业务运行晨昏、上午、下午、倾斜四轨的国家），并布设1300余个海岛/岸站、40余个海上平台、300余个漂流/锚碇浮标及大型气象无人机，形成从地表至1万米高空、覆盖近海300公里及全球关键航线的立体观测网。

陆基：10万+地面站（乡镇全覆盖，平均间距约9.8公里），27个国家气候观象台、9个大气本底站，327个温室气体站。

海基：离岸300公里探空网，整合锚碇浮标、漂流浮标、船舶、海岛及海上平台气象站，海底光缆主干网络、海底空间站等，与雷达、卫星联动协同，覆盖全球主要海区。

空基：842部天气雷达（世界最大，覆盖90%+人口区），无人机/探空系统（10公里高空三维分钟级观测）。

天基：10颗风云卫星在轨，全球唯一同时运行四条近地轨道民用气象卫星；35颗商业小卫星补充，高低轨协同组网。实现24小时全天候海面气象、洋流、海冰、海上目标全域观测，承担全域装备调度、灾害应急指挥职能，向下无缝联动海面与水下设施。

核心设备国产化率显著提升，北斗探空系统实现芯片级自主，打破GPS垄断；风云卫星载荷达27类，具备分钟级成像与大气垂直探测能力；地基遥感垂直观测站49套，实现大气温湿风廓线分钟级监测；大型无人机常态化用于台风和青藏高原观测，机动能力国际领先；截至目前，我国已建成包含557个海洋站、456个浮标、70个岸基雷达在内的海上实时环境感知网，基本覆盖了我国管辖海域，形成了从太空卫星、空中无人机、水面浮标到海底潜标的立体化、智能化海洋观测体系。

风云卫星：载荷27类，空间/时间分辨率国际领先，自主数据与算法。

北斗探空系统：全国131站升级，精度提升一个量级，打破国外垄断。

天气雷达：842部全自主知识产权，强对流监测识别率超80%。

海洋观测设备：浮标、无人艇、水下机器人、海底观测网等关键技术自研。

构建了“国省市县四级”一体化业务平台，地面、雷达、卫星、探空数据实现即采即传、分钟级融合；观测可用性超99%，质量管理体系通过ISO9001认证；灾害性天气综合监测识别率达83%，强对流预警提前量平均48分钟（国际先进），支撑24小时暴雨预报准确率超89%。中国科学院海洋研究所研发的“海气交互关键层大剖面综合同步观测浮标系统”于2025年在南海3500米水深成功布放，2026年4月中科院海洋所布放了国内首套单边锚智能自动观测浮标。依托“海洋一号”、“海洋二号”等自主海洋动力环境卫星星座，我国建立了完整的卫星海洋观测体系。

天地一体：卫星→雷达→地面站→海洋平台无缝衔接，形成“天网+地网+海网”立体数据链。

多尺度联动：卫星看大尺度环流，雷达抓中小尺度强对流，地面站测局地要素，探空描垂直剖面。

跨部门共享：气象与水利、生态环境、自然资源等共建共享4.5万个监测站，数据互通。

“十五五”期间，气象部门将深化人工智能应用，构建国家级“观测即服务”模型，推动台站工作重心从设备值守转向数据管理与服务创新。通过“云边协同”架构，实现智能感知、自主决策与即时服务，进一步提升灾害天气的监测精准度和预警提前量。

高密度高时效：雷达6分钟/250米分辨率；静止卫星1分钟成像、15分钟加密观测。

智能化处理：AI赋能数据质控、融合、反演，支撑提前15天重大天气过程、6个月气候异常预测。

一体化业务：观测—传输—处理—服务全流程自动化，灾害监测率超80%。

风云卫星数据服务133个国家和地区，纳入全球业务观测体系；温室气体、空间天气、海洋气象等数据与生态环境、交通、应急等部门共享；“全民早期预警中国方案”（如“妈祖”系统）已在40余国应用，支撑“一带一路”防灾减灾。

全球服务：风云卫星为130+国家和地区提供数据，支撑全球防灾减灾。

中国方案：“妈祖”预警系统落地多国，国际用户应急保障机制覆盖38国。

规模最大：全球最密集的地面站网、最大雷达网、唯一四轨道气象卫星组网。

覆盖最全：从地表到10公里高空、从近海到全球航线、从天气到气候全要素观测。

自主可控：核心装备与数据体系完全自主，安全可靠。

协同最强：陆海空天多源数据深度融合，支撑精准预报与智慧服务。

目前，我国陆海空天协同综合观测体系以预报精准和防灾减灾为导向，于“十四五”末（2025年）全面建成，被世界气象组织誉为“最佳实践”，正向“十五五”深化人工智能融合与多圈层（大气、海洋、陆地、冰雪、生物）协同观测升级。

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