攻克高并发时分、频分自适应广域地-空物联网构建与智能化管理应用技术。

　　面向往返式智能探空系统上升-平漂-下降三段式观测产生的大范围、多种类数据信息应用需求，提升地面辅助应用系统能力，开发支撑往返式智能探空系统和预报服务需求应用的信息化管理平台，建立在观测三维空间范围内通信和监控无缝隙覆盖的高并发时分、频分自适应广域地-空物联网，实现全网的智能化运行管理。

　　解决观测业务自适应、智能化调度管理问题，基于气球轨迹大气动力学预判模型、气球运行物理模型、气球运动的历史数据、再分析场和预报场产品，结合实时卫星定位技术、实时移动趋势分析技术、下行实时控制流通讯技术实现定高平漂气球和探空仪智能化调度观测。

　　解决观测数据综合应用问题。研究利用智能化信息处理技术，研究适合往返式智能探空组网观测数据产品加工和应用服务化体系架构，实现 10 分钟级观测资料应用。

　　高空大气观测是大气科学的最核心基础支撑，占气象气候预报业务资料应用的90%以上比重，我国长期以来建立了包括常规探空为主体，地基、空基和天基有效补充的完善大陆区域高空业务观测网络。但是，相对发达国家，海洋气象观测，特别是海洋高空大气观测，在观测手段、站网布局等方面处于极度匮乏状态，无法满足数值预报准确性和应对防灾减灾的需求。其中，探空站网稀疏，观测范围仅限于沿海和近海，时空分辨率不足，自动探空站难以实现对于南海关键区域的站网加密。我国在渤海、黄海、东海、南海、日本海海域的沿海探空站间距稀疏，对洋面气候垂直观测能力有限（且季节性空白明显），存有显著的海洋气候敏感地区垂直观测资料空白区，现有探空站网的年探空仪观测覆盖范围，同时一天间隔12小时的2次观测难以满足数值预报、气候监测的需求。

　　由于施放条件的限制，气球一般在施放后气球的探测时间和范围都是有限的。因此现有探空模式对于高空气象要素直接探测能力不足，在探测时间和探测范围上都有待提高。

　　平流层连续观测手段单一。目前国内主要依托卫星或L波段探空实现平流层观测，但由于技术条件所限无法对洋面大气三维结构场进行高精度、高时空分辨率的直接基准的长时间探测，未能有效实现平流层大气的变化规律以及对流层-平流层-中间层相互作用的监测，是海洋大尺度气象系统的科学认知和监测预报另一瓶颈问题。

　　现有探空模式采用气球单程升空方式，上升至3万米左右高度，气球爆炸，探空截止，探测时间通常在70分钟左右，探测范围一般在100公里以内。由于施放条件的限制，气球一般在陆地施放，即使气球升空后往海洋方向飞行，它的探测时间和范围都是有限的。因此现有探空模式对于海洋的高空气象要素直接探测能力不足，在探测时间和探测范围上都有待提高。往返平漂气球可通过一次施放实现“上升-平漂-下降”三段探测，获得6小时以上的大气探空数据。这将使目前业务每天间隔12小时的两次探空资料，变为每天间隔6小时左右的4次探空资料，同时还可以获取两次4小时以上的平流层连续观测资料，将显著提升探空观测效益。同时，在高空风的左右下，经过4小时以上平漂的气球范围大大增加，伞降后可获取远离陆地的海洋上空的垂直观测资料，提高数值预报准确性和防灾减灾的气象支撑能力。

　　新的观测形态带来更多价值同时其高频次、跨地域、长时探测等也对传统观测网络提出了巨大的挑战，气象探空业务运行云平台就是为了支撑起以上新形态的探空业务，采用全新的物联网、大数据、智能控制等先进技术而设计。