“ 第一次全球大氣試驗” （FGGE），是世界氣象組織和國際科聯共同主辦的“ 全球大氣研究規劃”（GARP） 中規模最大的一個子計畫。這項計畫，在經過了十年的醞釀和準備之後於1977年5月召開的世界氣象組織第29屆執委員會上，作出了最後的安排，整個試驗活動，共有149個國家和地區參加, 分為三個階段進行：1978年為準備階段，1979年為實施階段，1980一1984年為資料出版、研究、交流和總結階段。在實施階段中，又分為兩個觀測期1月5日一3月5日為為第一觀測期，5月1日一6月30日為第二觀測期。
基本介紹
- 中文名：全球大氣研究計畫第一次全球試驗
- 外文名：First garp global experiment
- 簡稱：FGGE
- 實施階段：1979年
- 產生的背景：世界天氣監視網等
- 主要目的：確定天氣系統可預報性的極限等
產生背景,試驗目的,實施情況,觀測手段,基本觀測系統,特別觀測系統,其他的觀測系統,資料處理,
產生背景
產生的背景：世界天氣監視網和全球大氣研究計畫
進入20世紀60年代，由於高速電子計算機的發展，數值預報方法在日常天氣預報業務中有了較廣泛的套用。為了進一步提高數值預報能力，延長預報時效，一個首要的條件是必需獲得全球範圍的觀測資料另一方面由於氣象衛星等先進的觀測手段的出現，進行全球聯合觀測的可能性也己具備。在這種形勢下，在氣象領域中兩個空前規模的國際合作計畫就應運而生了。其一是世界氣象組織於1962年組織的世界天氣監視網計畫，英文縮寫為WWW，另一稱為全球大氣研究計畫，英文縮寫為GARP。它是1965年在世界氣象組織和國際科協理事會共同籌劃下產生的。
世界天氣監視網屬於日常的全球性天氣監視系統，其目的在於提供日常的全球氣象情報服務。它由全球觀測系統、全球通訊系統和全球資料加工系統三大部分組成。它的全球通訊系統將華盛頓、墨爾本和莫斯科三個世界氣象中心和各區域氣象中心、國家氣象中心連結成一個全球閉合通訊環路。通過這條閉合環路，全球氣象觀測資料可以迅速集中到世界氣象中心，經過加工處理變成成品後，又再通過這條環路迅速進行分發。
全球大氣研究計畫則是屬於一項全球性實驗研究計畫，也可稱之為研究對流層和平流層物理過程的計畫。根據聯合組織委員會的決定，全球大氣研究計畫有兩個目的：（1）為了認識對流層和平流層內支配天氣變化的大尺度非定常的運動，對各種重要的簽本物理過程進行研究，以掌握大氣的短期變化狀態, 從而提高每天的乃至數周的夭氣預報的準確性；（2）了解決定大氣環流統計性質的各種因子，從而更進一步認識氣候的物理基礎。
全球大氣研究計畫, 是由兩個性質不同但又密切相關的部分所組成的：（1）使用數值方法, 設計大氣的各種主要運動的物理模式, 並加以驗證, 從而能更精確地描述各種重要的物理過程及其相互作用；（2）為獲得製作和驗證這些物理模式所需要的資料而進行大氣的觀測和試驗研究。
世界天氣監視網與全球大氣研究計畫是相輔相成的，它表現在，全球大氣研究計畫的觀測系統主要有賴於世界天氣監視網，而反過來世界天氣監視網的合理的設計又有賴於全球大氣研究計畫的研究結果。例如在世界天氣監視網內應該採用什麼樣的觀測系統最合適原始資料精確到什麼樣的程度最好這兩個問題均有待於通過全球大氣研究計畫來解決。
為了順利地實施全球大氣研究計畫並獲得預期的效果，全球大氣研究計畫在進行全球性的觀測試驗之前，或與之同時，要對一些氣象上有特殊意義的地區進行重點的觀側試驗，這些試驗稱為全球大氣研究的副計畫，如已經進行或即將進行的大西洋熱帶試驗計畫、氣團變性試驗研究計畫、季風試驗計畫、極地試驗計畫、西非氣象試驗計畫等。
它們只是在某些特殊的局部地區對大氣環流中的某些重要方面進行研究。要想搞清楚各種大氣模式之間的聯繫以及模式的客觀性如何，還必須通過全球範圍的同時觀測來為大氣模式提供初始場資料以及對模、式的模擬結果的真實性進行嚴格評定。為此, 全球大氣研究計畫決定進行一次規模龐大的全球性試驗，稱為全球大氣研究計畫第一次全球試驗，其英文縮寫為FGGE。
試驗目的
第一次全球大氣試驗的主要目的：
（1）更充分地認識大氣的運動, 從而建立更符合實際的天氣預報模式；
（2）確定天氣系統可預報性的極限；
（3）設計出一個最佳的綜合氣象觀測系統, 為對大氣環流的較大尺度特徵進行日常的數值預報創造條件；
（4）在一年的觀測期所許可的範圍內, 研究幾個星期到幾年的氣候震動的物理機制, 以建立適當的氣候模式，並對其進行檢驗。
實施情況
實施情況分兩個試驗期：①預備性試驗期，1977年12月 1日至1978年11月30日。在此期間氣象衛星系統，氣象通信系統和氣象資料處理系統等陸續投入工作；對特殊觀測系統和資料收集、加工的可靠性進行檢驗，做好正式試驗期前的最後準備工作。②正式試驗期，1978年12月1日至1979年11月30日。其中包括1979年 1月5日至3月5日和5月 1日至6月30日兩個特別觀測期，在這兩個特別觀測期內,1月15日至2月13日和5月10日至6月8日又稱為加強觀測期。
觀測手段
第一次全球大氣試驗的觀測系統是一種綜合性的觀測體系，以世界天氣監視網為主體, 並補充一些特別的觀測系統，其主要構成如下：
基本觀測系統
在整個第一次全球試驗的實施年內全部參與觀測
（1）屬於世界天氣監視網的地面和高空觀測站網、船舶和飛機。計畫將有9218個站作地面觀測835個站作高空觀測；9個定點海洋天氣站，7370條船舶作自願地面觀測平均每天有1600份航測報告。
（2）靜止氣象衛星。分別由美、日、歐洲空間局發射五顆對地靜止氣象衛星，分布在赤道上空36000公里高度五它們的位置為75°W、135°W、0°、140°E、60°E。目前這五顆衛星已先後發射。這些衛星都能獲取可見光和紅外雲圖，根據云的移動可測得高空和低空的風，還可測量海面溫度、雲量、雲頂溫度、輻射平衡等參數。
（3）極軌衛星。在全球試驗的實施年期間, 將有兩個業務用極軌衛星系列美國的“ 泰羅斯一N”系列和蘇聯的“ 流星” 系列投入工作，它們的高度分別為830公里和1000公里。它們可以用可見光和紅外光觀測全球的雲量、雪和凍的分布，也可通過紅外光和微波的輻射測量，間接計算溫度和水汽的垂直廓線、推斷海洋上的降雨和陸地的土壤濕度等。
此外通過靜止衛星和極軌衛星還可收集浮標、氣球和自動天氣站等其他觀測平台的觀測資料。
特別觀測系統
僅在兩個特別觀測期內開展觀測。
（1）熱帶赤道地區的測風網，包括觀測船、機載下投式探空儀，熱帶定高氣球。其中下投式探空儀由在400一200毫巴高度上飛行的飛機攜載，每隔一定時間間隔下投，其下降速度約每分鐘25毫巴，在其下降過程中接收全球奧米伽導航系統的信號並將其連同觀測到的氣象資料一起轉發給飛機。它可測量運載飛機飛行高度以下直至地面的風、溫度、水汽和重力位勢等的垂直廓線。定高氣球在140毫巴規定高度附近的等密度面上飛行，在特別觀測期中每天4次發回有關氣球本身位置、飛行速度和溫度的資料。預定在每一特別觀測期中將有100個定高氣球在高空進行觀測。
（2）在南半球海洋上布放的漂移型浮標系統。
預定在兩個特別觀測期內將有近300個浮標分布在20一65°S 地區內，平均水平解析度約為1000公里。它們將按照全球大氣研究計畫的規定測量海面溫度和氣壓。
其他的觀測系統
這類觀測系統不是專為第一次全球大氣試驗進行觀測的, 但它們可以起相當大的作用。
（1）研究用氣象衛星。預定在第一次全球大氣試驗期間有兩個研究用極軌衛星在高空運行，它們是雨雲一G和海洋衛星一A， 可以提供一部分氣象觀測資料。
（2）商用飛機。在試驗期間，將有80架安裝有，慣性導航裝置的商用飛機可以收集飛行高度約為200毫巴上的氣象資料。
資料處理
資料分為三級處理：Ⅰ級資料是需要轉換為氣象參數的原始資料。Ⅱ級資料是氣象參數資料，按用途分a、b、c三組處理：其中Ⅱ-a組資料,供日常業務預報使用；Ⅱ-b組資料，供全球大氣研究使用；Ⅱ-c組資料，供氣候研究使用。Ⅲ級資料是初始場參數，其中由Ⅱ-a組資料求得的分析值，以供日常業務用，稱為Ⅲ-a組資料；由Ⅱ-b組資料求得的分析值，以供全球研究用，稱為Ⅲ-b組資料。
