前    言

器测时期观测到的气候系统变化事实是气候变化科学的基础。随着现代气象学科发展和气象观测技术的进步，从最初的温、压、湿、风等几个观测要素，发展到现代的天基（卫星）、陆基（探空、雷达、观测站和自动气象站等）乃至空间天气的全球气象观测网。可以说，气象观测和资料从数量、种类和内涵上都已得到了空前的发展。尽管如此，这并不表明全功能的独立的气候变化观测系统已经形成。有关人类活动引起的气候变化的研究也对气象资料发展提出了新需求：即获取足够高质量和覆盖面的观测资料，并将其分析成多种用途的产品，为减缓、适应、脆弱性和影响评估、可能的地质工程和气候变化变率及其后果预测等提供决策信息。

气象资料可以粗略地分为“基础资料”和“数据产品”两个层次。“基础观测资料”即在日常业务观测或在相关的科学实验中直接观测得到、并经过一定范围的质量控制的资料集（档案）。其时空间分辨率往往决定于观测仪器的采集频率，比如自动气象站观测得到的小时级、分钟级观测资料，高空L波段观测得到的秒级、分钟级和准点观测资料，等等。以及基于基础资料的简单的统计整编数据，如逐小时资料统计整编得到的日、侯、旬、月、年值等。“数据产品”则是基于“基础资料”，通过不同的技术方法（统计、模拟）得到的系统性、针对性的加工产品。对于气候变化观测研究而言，主要关注的是尽可能高分辨、长序列、均一化的气候数据“产品”等。而显然，最具备这些特点的，就是所谓的“基准数据（参考数据、标杆数据）产品”。准确的气候变化事实即是基于基准气候数据产品监测和分析结论。

正如所有的观测系统最初都不是为气候目标所设置的，“气候资料”也不同于“天气实况”，它是需要经过更为复杂的统计处理后形成的所谓具有“气候质量”的“数据产品”。1993年世界气象组织（WMO）提出“基准气候数据”的概念，确定了以现场观测资料（陆面气温、降水，海表温度和高空对流层和平流层低层温度等）为核心的优先发展要素。2003年全球观测系统（GCOS）进一步提出了“基本气候变量（ECV）”，2010年提出了目前的50个涵盖大气、海洋、陆地、生态等专业领域的与地球气候紧密相关的关键要素，对“基准气候数据”的范围进一步拓展。既然是作为基准气象资料，其“准确性”就成为这类资料的核心问题。应该说，长期以来国内业务和服务部门对“数据产品”的重视程度还远远不够；目前的业务、科研应用的绝大部分气象资料仍然停留在“基础资料”的层次：以简单的基础观测资料的共享代替“数据产品”的服务。

本书是2014年国家公益性行业专项项目“气象数据时空分析关键技术及网格化数据集研制”、国家“十二五”科技支撑项目第五课题“基础数据产品研发与气象资料综合处理业务系统”、2012年国家公益性行业专项项目“近百年全球陆地气候变化监测技术与应用”第一课题、中国气象局气候变化专项项目“近百年中国区域气温变化序列及不确定性研究”等项目的成果集,最后成书也得到了中国气象科技创新工程任务“气象资料质量控制与多源融合及再分析”的资助。全书共分为五个部分：第一章为基本概念和相关研究方法的综述研究；第二章为基础资料的处理方法（质量控制与统计整编）；第三章为基准气候数据产品研发技术；第四章为气象数据产品对比及评估，第五章为观测到的气候变化事实成因等。第一、五章，由李庆祥统稿，第二章由江慧、廖捷统稿，第三章由杨溯统稿，第四章由徐文慧统稿，全书最后由李庆祥审定统稿。每部分均收录了若干篇相关成果论文。这些论文大部分为项目组成员所完成，很多已以中文或英文发表于国内外学术期刊；本书也特别邀请了部分相关领域专家撰写了一些稿件，这些稿件为提高本书的学术水平起到了巨大的作用。最后，英国东安吉利尔大学气候研究中心（CRU）的Philips Jones教授在其访问期间与本人就“基准气候数据”概念进行了热情讨论，他的意见对执笔人对基准气候数据的理解得以进一步深化，谨致谢忱！

我们希望本书为提高我国的基准气候数据以及气候变化观测研究水平起到一定的抛砖引玉作用。但也鉴于本人水平有限，大部分论文的作者都是非常年轻的研究人员，能力、水平尚有不小差距，也敬请读者不吝批评指正。

                     李庆祥 于中山大学

                                       2017年10月