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13356711513人工觀測逐漸轉為自動觀測，觀測自動化水平不斷提高；新一代天氣雷達在北京、上海世博會、廣州亞運會等重大活動氣象保障中作用凸顯；“風云二號”F星準確定位臺風登陸地點……氣象部門打造的地基、空基、天基觀測網，在防災減災、應對氣候變化等方面發揮了重要作用。
氣象部門將綜合氣象觀測網分為地基、空基、天基觀測等三部分，地基觀測主要包括地面氣象觀測和天氣雷達等地基遙感觀測，空基觀測主要包括L波段探空系統觀測，天基觀測主要是氣象衛星觀測。我國的綜合氣象觀測系統在觀測能力、規模、密度等方面已經達到*水平。我國2423個地面氣象觀測站全部建成自動氣象觀測站，溫度、濕度、氣壓、風速、風向等基本氣象要素實現了觀測自動化，觀測頻率達到分鐘，我國的地面氣象觀測能力已達到*水平。2020年 4月1日，地面氣象觀測自動化改革從全國試運行正式切換調整為業務運行，這意味著我國地面氣象觀測告別人工觀測，進入全面自動化的新時代。（除應急情況外）
截至2020年，我國建設區域自動氣象站超過6萬個，平均間距20公里左右，鄉鎮覆蓋率達88.6%，顯著提升了氣象災害監測預警能力。
其中，自動化觀測頻次較人工觀測約增加4倍至8倍，觀測數據傳輸用時由分鐘優化至秒，數據采集流程以不落地方式直傳至省；地面氣象觀測自動化數據在國、省兩數據環境實時落地，作為業務數據接入MICAPS平臺，并在實況監測、預報預警等業務中得到普遍應用。這也保證了現有預報服務業務平穩順暢，觀測數據上傳頻次、傳輸速度、數據量顯著提升。
中國從上世紀90年代中期開始規劃新一代天氣雷達網，經過10多年建設，已在重點防汛區、暴雨多發區和沿海、省會城市建設178部新一代天氣雷達，在人口聚居地的覆蓋率達90%左右。新一代天氣雷達實現6分鐘一次數據實時傳輸和全國及區域聯網拼圖，提高了臺風、暴雨、冰雹等災害性天氣的監測、預報、預警能力，在北京、上海世博會、廣州亞運會和新中國成立60周年等重大活動的氣象保障中發揮了重要作用。
在專業氣象觀測方面，氣象部門建設了93套氣溶膠質量濃度觀測系統，實現全國所有省會和副省城市的全覆蓋；建成2000多個自動土壤水分觀測站，覆蓋國家規劃的800個糧食主產縣；在瓦里關、上甸子、龍鳳山、臨安和香格里拉等5個大氣本底站建成溫室氣體在線監測系統，初步形成溫室氣體在線觀測網；建成1000多個交通氣象觀測站，334個雷電觀測站，58部風廓線雷達，16個空間天氣站。
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