工业革命以来，社会发展不断，工业化过快带来的是全球气温升高，异常、极端天气增多，冰川消融。联合国政府间气候变化专门委员会发布的第6次评估报告中指出，目前大气中二氧化碳的浓度处于至少200万年来的最高点；北极海冰面积是至少过去1000年来的最低值；全球升温的速度是至少过去2000年以来最快的；海平面上升幅度是至少过去3000年以来前所未有的。
针对变换无端的气候，2021年11月初，来自近200个国家的120位领导及2.5万左右与会者齐聚格拉斯哥，就当前全球气候、环境问题启动为期两周的全球气候谈判。当前，气候变化已成为人类共同的议题。
实际上，人类对于气候变化早已做出相应“对抗”，气候监测的设备仪器不在少数。早在1982年，我国第一个区域大气本底监测站在北京上甸子投入使用。1994年，青海瓦里关国家大气本底站在海拔3816米的青藏高原上建立。通过气候系统的监测，监测员记录气候变化和异常、极端气候事件，可以模拟和预报气候，评价气候变化对生态系统及社会经济的潜在影响。
2021年，我国多个大型气候监测项目投入建设、落地应用，为我国准确气候预测以及各类气象服务、科学研究的基础做出贡献，推动气候学科的发展。
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首个极端灾害预警智库启动建设
2021年9月，成都高新减灾研究所与西财智库签署战略合作协议，双方将共建中国首个极端灾害预警智库。据了解，该智库将整合专家资源，以数据化为中心，聚焦国家和区域流动数字地震台网、观测中心的监测数据以及我国灾害预警、防灾减灾重大决策部署，分析我国极端灾害的个性和共性、响应方案、化解措施，协助制定、发布预警信息规则，提供客观、专业、针对性强、创新性的对策和建议，加强极端灾害监测、预警、减灾、救灾能力建设，提升灾害防御水平。
极端灾害预警智库的成立，将有力推动我国多灾种预警技术、应用、政策、法规领域的科研与创新。同时，极端灾害预警智库也推动气候监测智能化、数据化落地，形成完整的海陆空网格化监测分析体系。
冰川实时监测系统正式投入应用
2021年10底，中国南极测绘研究中心联合中国科学院西北生态环境资源研究院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外观测研究站组装了冰川实时监测系统，并成功投入运行，实现每五分钟在线自动更新监测数据。
该系统是由全球导航卫星系统、激光测距、地震仪、相机、冰温、气象等监测模块组成。通过4G网络，实时传输观测数据并完成在线发布。工作人员可随时借助网络在线查阅，加强了数据采集的实时性、准确性、连续性、在线可视化。不仅如此，由于该系统兼容多种传感器，因此集数据采集、传输、解析、入库、发布于一体，自主可控，硬件可定制扩展，为玉龙雪山站“一站四区”冰川精细化研究和实时监测奠定基础。
此外，系统搭载多款传感器在玉龙雪山布设，验证冰川与环境长期观测技术与方法，获取冰川多要素观测数据。同时，根据该系统还能够通过全球导航卫星系统实时监测的冰流速数据，判断冰川运动状况及潜在的冰川跃动现象。测量工作中，该系统可监测白水河1号冰川物质消融、积累及其冰流速、冰震等数据信息。如系统测距传感器距冰面距离的增长、消融，判断该冰川消融状态；记录冰川的冰面湿度、降雪过程，判断冰川的以及环境的状态。
无人机气象应急观测科研试验启动
2021年11月，无人机海陆空立体协同观测科研试验正式启动。搭载多种气象载荷的翼龙-10无人机在高空与海面浮标、气球探空系统、地面垂直遥感观测设备组成立体观测网络，对多气象载荷及无人机平台进行验证，探索建立基于无人机的气象应急观测体系。此次试验中无人机新搭载了GNSS掩星/海反探测系统、太赫兹冰云探测仪。该无人机搭载多种气象探测载荷，开创了同一无人机平台多模式应急气象协同观测的先河。
其中，太赫兹冰云探测仪可对云中冰水含量进行有效探测，GNSS掩星/海反探测系统可通过接收低轨卫星信号来反演大气温湿廓线及海温、海风等气象要素。同时，下投探空系统和毫米波云雷达也将在试验中同步开展气温、水汽、风和水凝物的垂直观测，试验将持续1个月左右。
高时空海洋观测资料匮乏、气象应急探测手段不足仍然是制约海洋经济发展、防灾减灾的重要原因。当前，无人机海陆空立体协同观测科研试验正是为解决这些关键问题，不断完善飞机平台、丰富探测载荷的有力方法，更为无人机全链条式观测业务打下重要基础。
青海建成高原大气氧含量监测站网
11月10日，由青海省气象局、北京师范大学、青海师范大学联合建立的高原大气氧含量监测站网建成，计划12月1日进入正常化监测运行。
青海高原大气氧含量监测站网由25个监测站点组成。监测数据通过GPRS网络实时传输至青海省气象信息中心，覆盖整个青海省。
建立青海高原氧含量长期监测网络和氧含量正常化监测运行业务，对于保障高原生态屏障安全具有重要意义。此外，该监测站将进一步丰富我国地面气象观测站布局，提升气候变化监测评估能力，持续为我国碳达峰、碳中和行动成效科学评估与碳排放核算提供数据支撑。
自然保护区生态气象监测系统建设
11月18日，西藏气象工作者藏北羌塘开展藏北羌塘自然保护区生态气象监测系统建设，预计要建立5套生态气象观测站。生态气象观测主要以遥感监测为主，地面观测为辅，采用点面结合的方法，对自然区生态系统进行实时、连续性、长期性、科学性监测，旨在监测水、土壤、大气、生物等生态系统不同要素，了解不同生态系统中地气间的能量流动和物质循环。目前，地面气象观测的主要观测仪器有涡度相关通量塔、光合测定仪、土壤盐分、pH测定仪、土壤蒸渗仪、水位仪等设备。
在号称“生命禁地”建立检测系统，一方面为国家和各级政府开展生态建设和环境保护提供决策依据，同时也可为气候系统模式研究以及气候变化预测、气候变化影响评估提供基础性资料。
我国首个国家温室气体观测网基本建立
2021年12月，中国气象局发布我国第一份国家温室气体观测网名录，这标志着我国首个温室气体观测网基本建成。本次发布的国家温室气体观测网包含60个高精度观测为主的台站，覆盖全国主要气候关键区；观测要素涵盖二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫和三氟化氮等7类温室气体要素。
温室气体观测网以温室气体及碳中和监测评估中心为核心，依托长序列数据和专业人才队伍，在多个省份设立分中心，形成全国观测网点，建成我国碳中和行动有效性评估系统，准确区分全球、区域、城市等不同尺度的自然碳通量和人为碳通量。
如今，国家温室气体观测网的建立将进一步丰富我国地面气象观测站布局，提升气候变化监测评估能力，持续为推动精算碳排放提供数据支撑，向着“双碳”目标靠近。
