空基气象观测是以气球、飞机和火箭作为携带传感器的平台，以对流层、平流层和中间层大气的物理、化学特性为观测对象，采用遥感遥测技术的观测系统。目前，我国已建立了由常规高空探测为主、用于科学研究试验的平飘气球探测、用于科学研究试验的微型无人驾驶飞机探测、用于人工影响天气和大气成分监测的专用飞机探测、国内民航飞机空中气象报告和用于国防科学试验的火箭探测组成的空基气象观测系统。
3.天基气象观测
我国已发射4颗极轨气象卫星、2颗静止气象卫星、2颗资源卫星和1颗海洋卫星，成为继美国和俄罗斯之后，第三个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家。建成气象、海洋和资源卫星资料接收处理系统；开发了许多能反映大气、陆地、海洋和环境特征的应用产品。
（二）发展趋势
1.地基气象观测
向高精确度高时空分辨率发展：常规观测网向合理的密度发展，自动气象站使加密观测和连续测量成为可能。地基遥感探测向更高时空分辨率发展。
向气候系统拓展：由传统的大气状态向气候系统领域拓展。大气成分、陆面过程、生态系统、海洋气象、水文气象、环境气象等观测将成为地基气象观测的基本组成部分。
向遥感遥测、自动化方向发展：人工观测正在被自动化的遥感遥测技术取代。遥感技术在地基大气探测中得到充分应用。
向一站多能、综合观测发展：各种专业观测站将实现统筹规划、合理布局、优势互补、资源共享，实现综合气象观测。
2.空基气象观测
利用（GPS、伽利略、北斗）卫星（多普勒或定位）信息测风、定位的常规高空探测系统是由美国发展起来的新型探测系统（GPS探空系统），将成为全球常规探空系统的主流。
世界气象组织（WMO）提出了新的通用高空探测系统。系统由无线电经纬仪（RDF）和GPS测风系统构成，既具有RDF功能，又具有GPS测风功能；既可以使用GPS探空仪，又可以使用非GPS探空仪。气球探测将得到快速发展。美国计划到2025年，在全球布设400个可回收重复使用的平飘气球。
21世纪，无人驾驶飞机和专用飞机探测将成为大气探测的重要手段。飞行中飞机自动探测到的气象资料下传（AMDAR）已呈全球化趋势，AMDAR系统将进一步完善，并增加湿度等传感器。在火箭探测方面，美国正在研究在洋面漂浮船站上自动发射气象火箭技术。芬兰Vaisala公司则发展一种探测1000米以下大气温压湿参数的低空探测火箭，用于边界层环境监测。
3.天基气象探测
卫星遥感向对地综合观测发展：一星多用、发展对地综合观测是发展中国家集中有限经济和技术力量，突破长寿命、高可靠性等关键技术，实现应用卫星发展的有效途径。
遥感探测向“四高两全一多”发展：卫星遥感仪器向“高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率、高辐射准确度以及全球、全天候、多波段观测”发展。“四高两全一多”的有效改进、整体平衡和协调发展，是今后遥感探测的努力方向。
向主动和被动多源遥感相结合方向发展：空间遥感已走向多源观测时代，多频段多通道、主动与被动等多源遥感数据融合，以获取更确定、更丰富的定量信息将是一个重要的发展方向。遥感应用正向定量和地球系统领域发展。
二、发展目标
（一）地基气象观测
建成并完善地基气象观测业务体系；优化组合，最佳配置，资源共享，实现多种技术和手段的综合观测；增强观测能力，提高时空分辨率、准确性和自动化程度。地基气象观测业务技术和质量达到国际先进水平。
（二）空基气象观测
在一体化观测体系框架内，根据气球、飞机、火箭三种探测平台的特点，合理配置，优势互补，构成功能齐全、投资效益比高的空基遥感遥测系统。
（三）天基气象观测
建立高、低轨道卫星相结合的综合对地观测体系；建立对地观测卫星的资料综合处理和资料共享体系；拓展遥感在地球系统领域中的应用；实现向综合对地观测强国的跨越。
三、地基气象观测业务
（一）地面气象观测
优化地面气象观测网，布设加密的地面气象观测站，在高原、荒漠、海岛等地区布设无人自动气象站。站网间实现优势互补，资源共享，一站多能。大力推行地面气象观测技术规范化、标准化、自动化，整体达到国际先进水平。
（二）地基气候系统观测
建立统一、规范的针对五大圈层及其相互作用的气候系统地基综合观测系统。采用地基直接测量和遥感测量技术，发展长期、连续、高准确度、高时空分辨率的观测业务，完善观测项目，提高观测质量。
（三）地基遥感探测
建设布局合理的全国天气雷达、风廓线雷达、闪电定位、GPS/MET等地基遥感监测网，实现组网观测。发展相控阵天气雷达、激光雷达、毫米波雷达等新型气象遥感探测技术，使我国地基气象遥感业务达到国际先进、部分领先水平。
四、空基气象观测业务
（一）气球探测
到2010年，常规探空站全部配备现代化的集成探空系统，实现L波段探空系统与GPS探空系统的技术集成。
开发平飘气球探测技术，根据需要，施放平飘气球，开展下投式探空仪探测。到2020年，探测准确度达到国际先进水平，全部常规探空站施放用GPS等卫星信息定位、测风的电子探空仪。
根据气象业务需要，在西部或在台风登陆前施放平飘气球，开展下投式探空仪探测业务。
（二）飞机探测
2010年前，完善商用飞机观测资料收集、处理业务系统；开展装备专用气象探测飞机的前期工作；发展无人驾驶飞机探测的业务。
2020年前，形成商用飞机、无人驾驶飞机和有人驾驶飞机探测相结合的飞机探测业务体系。
（三）火箭探测
根据国家安全、国防建设、科学实验的特殊需要，开展火箭探测业务，建立我国标准大气廓线。
五、天基气象观测业务
（一）低轨卫星观测
发展我国第二代极轨气象卫星（风云三号），实现全球、全天候、多光谱、三维和定量探测，2012年形成业务能力；提高卫星对地观测能力；提高数据收集、传输、处理和应用服务能力，建立星座运行的业务体制，研发综合观测业务平台。
（二）高轨卫星观测
加强第一代高轨卫星观测业务能力，实现风云二号02批静止气象卫星的天气、空间环境监测和数据收集与转发功能；发展第二代高轨卫星综合观测平台，实现地球大气、陆地、海洋环境以及空间环境监测，同时承担地基观测资料的收集和分发，以及通过VHF/L波段转发器提供搜索救援服务。
（三）卫星数据处理
建立高、低轨卫星数据处理和应用业务，生成能反映地球五大圈层变化特征的各种参数，建立卫星数据应用平台和分布式地球环境卫星遥感数据库及数据共享平台。
（四）卫星遥感定标与真实性检验
增设辐射定标场，完善辐射定标实验室和辐射校准系统建设，建立卫星辐射定标体系。从风云三号卫星开始，逐步建立一套规范的卫星遥感仪器校飞试验业务系统。利用性能稳定、定标准确度比较高的同类在轨卫星遥感仪器的定标结果对目标遥感仪器进行互定标。建立陆面、海洋多星共用的高准确度综合性微波辐射校正业务体系。
（五）卫星遥感信息产品真实性检验
综合使用探空资料、飞机平台同类遥感仪器反演产品和模式计算输出结果进行大气遥感信息产品真实性检验，对大气遥感产品的检验面逐步覆盖到90%。建立地表遥感产品真实性检验场，对大气遥感产品的检验面逐步覆盖到98%。
（第四节）我国专业气象业务
一、现状和发展趋势
（一）发展现状
气象事业和国民经济各行业互相结合，已经形成了中国特色的专业气象业务体系。专业气象业务直接为国民经济各行业和人民生产生活服务，成为气象业务不可或缺的重要组成部分，在经济建设、国家安全和人民生活中发挥了重要作用，取得了显著的社会经济效益和环境生态效益。
但是目前我国专业气象业务的专业化水平发展不平衡，产品的精细化和个性化不够；业务技术体制不健全，信息共享不够；国际竞争力较弱。总体而言，专业气象业务服务水平与国民经济建设和社会发展的需求还不相适应。
（二）发展趋势
专业气象业务服务产品的精细化、专业化和服务手段的现代化是专业气象业务发展的重要趋势。数值预报技术的迅速发展，在支持专业性气象业务服务方面取得了重大突破，专业气象业务将进入一个全面发展的阶段。
二、发展目标
应用专业数值预报产品，专业气象业务预警、预报和保障服务更加先进，不同行业和社会其他需求得到较好的满足，基本实现对社会各行业无缝隙产品的应用和服务。专业气象业务总体水平达到同期国际先进水平。
（一）航空气象
发展目标：建立航空气象全球区域预报中心。在机场终端区建设现代化探测系统；加密航线天气和气象要素监测，加强航空器空中资料的应用；开发各种航空气象服务产品；完善机场终端区和航线重要天气实时预报、警报系统。航空气象的整体综合实力和服务达到国际一流水平，适应我国从世界民航大国向民航强国跨越式发展的需要。
发展任务：在机场终端区建设立体密集的气象监测网，加密沿航线区域上的气象特征量的监测，加强飞机飞行报告资料的应用；建立机场终端区重要天气实时警报系统；建立全球区域预报中心，确立航空气象强国地位。建立人工智能预报和合适的统计预报模式及其集合预报系统，开发适合航空气象特点的天气数值模型和航线及区域使用预报产品；评估气候对航空飞行的影响，开展飞机排放物对气候的影响评估；建立完善多种服务渠道组成的服务网络系统，引入座舱气象服务终端概念，完善航空气象质量管理体系。
（二）农业气象
发展目标：积极拓展农业与生态系统监测和信息服务领域；建立气象条件与作物生长发育的生理模型，延长气象预报时效；建立重大农业气象灾害预警业务和特色农产品气象保障业务；建立和完善科学估算作物种植面积的业务系统，完善重大农业气象灾害预警业务和特色农产品气象保障业务。
发展任务：建立水稻、小麦、玉米、棉花、经济作物等的重大农业气象灾害预警、预报系统，开展相应的警报、预报服务；延长农业气象预报时效；积极拓展粮、棉、油作物之外的其他农产品产量预报业务；努力发展机理性强的作物产量预报模型；开展与我国粮食进出口有关的国外主要作物产量预报；开展利用遥感技术提取作物面积的方法，建立和完善作物种植面积的业务系统；逐步以机理性的作物生理模型为基础，结合统计方法，建立综合性业务预报模型，开展作物发育期气象预报；加强作物生长发育的机理性研究，发展定量评价技术。建立气象条件与作物生长发育的机理性模型，开展农业气象定量评价服务；加大特色农产品生产、保鲜、储运等方面与环境气象条件关系的研究力度，建立特色农产品气象保障服务业务。
（三）水文气象
发展目标：构建高时空分辨率的水文-气象综合监测系统及其监测信息共享平台；发展气象-水文资料一体化信息服务系统，发展水资源综合评估技术，发展具有短、中、长期预警预报能力的气象-水文耦合数值模式，预测与评估水循环动态变化过程；完善水文-气象监测、预警、预报、评估系统，提高旱涝灾害预报准确度和时效，改进水资源时空分布的评估和预测；预测与评估全球变化和人类活动对水循环过程与水资源的影响及趋势。
发展任务：构建高时空分辨率的水文-气象综合监测系统及信息共享平台，实现水文气象资料共享；开展流域面雨量预报；发展气象-水文数值耦合模式和分布式水文物理模型以及洪水预报系统；建立气象-水文耦合数值模式，预测与评估水循环变化。相应产品的预报准确率在现有基础上提高25%；开发由河道水力和热力条件构成的冰情数学模型，模拟河道冰情的生消变化过程，进行冰情、春汛预报和冰塞、冰堵预报；发展水资源预测和评估方法，建立水资源监测、预测和评估系统，探讨水资源可持续利用的方式和对策；开展气候变化对水环境影响评估。加强水体水质状况和成分等水环境的监测，研究污染物进入水体的物理过程、化学反应和生化效应，开展几小时至几天的水质变化预报，未来较长时间内具有一定出现概率的水质预测。
（四）交通气象
发展目标：建立和完善现代化的交通气象监测、警报、预警、预报综合系统，为交通运输的畅通和安全提供国际水平的气象保障服务。
发展任务：建立道路气象信息系统和路面专业气象预报服务系统；建立自动气象观测站和路面状况观测站网；在铁路和城市轨道交通沿线及周边地区布设气象、轨道状况监测系统；建立轨道交通气象预报、警报系统；建立水路运输气象监测网及水上安全气象预报、警报系统。
（五）海洋气象
发展目标：完善海洋-大气综合监测系统，利用全球和区域海洋-大气耦合模式及产品，建立各种客观预报方法、灾害预警系统和导航体系，开展海洋资源开发利用的气象服务；建立智能化海洋气象救援保障服务系统。海洋气象业务达到国际先进水平。