中國氣象局固城農(nóng)業(yè)氣象野外科學試驗基地（以下簡稱“基地”）成立于1988年，學科方向為農(nóng)業(yè)氣象，位于河北省保定市定興縣固城鎮(zhèn)東，2018年入選中國氣象局野外科學試驗基地，2019年入選中國氣象局國家綜合氣象觀測試驗基地，2021年入選科技部國家野外科學觀測研究站。

基地組織全國農(nóng)業(yè)氣象試驗站區(qū)域聯(lián)合試驗。該實驗包括24個省（自治區(qū)、直轄市）的30個農(nóng)業(yè)氣象試驗站，開展冬小麥、玉米（夏玉米、春玉米）和水稻（單季稻、早稻、晚稻）分期播種試驗，積累冬小麥、玉米和水稻的農(nóng)業(yè)氣象試驗資料，縮短冬小麥、玉米和水稻氣象試驗研究周期，增加試驗數(shù)據(jù)的可比性，為農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務服務指標的修訂、農(nóng)業(yè)氣象模擬模型的改進及區(qū)域應用、農(nóng)業(yè)氣象適用技術的開發(fā)等提供基礎試驗資料和科學依據(jù)，大力提高農(nóng)業(yè)氣象和生態(tài)氣象的業(yè)務服務支撐能力和技術水平。

組織全國生態(tài)氣象聯(lián)網(wǎng)試驗研究。該研究網(wǎng)絡包括農(nóng)田、草原、荒漠等不同生態(tài)類型的試驗基地，實現(xiàn)生態(tài)氣象通量觀測和數(shù)據(jù)處理的規(guī)范化，帶動基層臺站共同開展試驗研究。

開展植物物候變化機制與模擬研究。該研究闡明植物關鍵物候期的開始與持續(xù)時間變化規(guī)律、影響因子識別和光合生理生態(tài)特征，定量揭示植物全氣候生產(chǎn)要素及光、溫、水等氣候因子對物候變化的影響途徑與貢獻；分析研究不同氣候區(qū)不同類型植物物候與氣候生產(chǎn)潛力的關系，以及同一氣候區(qū)不同物種物候與全氣候生產(chǎn)要素之間的關系；構建基于全氣候生產(chǎn)要素的植物物候模擬模型，為揭示氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響，準確模擬生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、碳收支及生態(tài)系統(tǒng)與大氣之間物質與能量交換提供準確的物候預測。

開展風云衛(wèi)星數(shù)據(jù)的業(yè)務應用試驗研究。該研究發(fā)展了基于風云三號e星數(shù)據(jù)的氣象條件貢獻率評價系統(tǒng)中不同類型植被（森林、草地、濕地、荒漠、玉米、小麥）關鍵變量（植被生產(chǎn)力與覆蓋度）的定量反演算法，風云三號e星數(shù)據(jù)質量控制模塊、風云三號e星數(shù)據(jù)與modis數(shù)據(jù)關系模塊、基于風云三號e星數(shù)據(jù)的不同類型植被生產(chǎn)力估算模塊、基于風云三號e星數(shù)據(jù)與modis數(shù)據(jù)的不同類型植被覆蓋度估算模塊等，實現(xiàn)基于風云衛(wèi)星數(shù)據(jù)的氣象條件貢獻率評價系統(tǒng)升級，提高風云衛(wèi)星數(shù)據(jù)在生態(tài)氣象業(yè)務中的應用能力與影響力。

建立作物干旱監(jiān)測評估預警關鍵技術并實現(xiàn)業(yè)務應用。該成果緊扣作物干旱的核心影響要素——大氣干燥程度、土壤供水能力、作物耐旱性和區(qū)域環(huán)境背景，采用研究與應用并重的思路，從水分變化的敏感性、作物多尺度變化的代表性以及大氣干燥程度、土壤供水能力和作物耐旱能力綜合作用的體現(xiàn)性三個方面，驗證了葉片水分對作物干旱的指示作用，發(fā)展了以葉片水分為指標的作物干旱識別技術。創(chuàng)建了基于胞間二氧化碳濃度和氣孔限制值確定作物干旱災變判別技術，明確了玉米頂端第一片完全展開葉的光合作用由氣孔限制轉為非氣孔限制時的葉片含水量為75.4％±0.38％。建立了基于大氣－土壤－植被系統(tǒng)干旱發(fā)生發(fā)展過程的綜合干旱指數(shù)（cdi），發(fā)展了高密度短序列站點氣象資料長序列應用的伽馬分布函數(shù)參數(shù)法，實現(xiàn)了全國范圍內4萬多個高密度短序列站點氣象資料的長序列應用，發(fā)展了高精度多源資料綜合干旱監(jiān)測評估技術，全國旱情監(jiān)測評估空間分辨率由50公里提高至10公里，精度平均提高22.7％。

進行高光譜遙感氣象站研發(fā)與驗證。高光譜遙感氣象站裝置將氣象觀測單元和光譜觀測單元集合一起，對衛(wèi)星重訪周期長且與氣象觀測資料不匹配等的不足，實現(xiàn)植被高光譜信息與環(huán)境氣象數(shù)據(jù)的同步實時獲取，采集數(shù)據(jù)包括并可通過地面觀測植被高光譜數(shù)據(jù)與同步氣象數(shù)據(jù)構建關系，實時監(jiān)測植被變化，并可為結合衛(wèi)星數(shù)據(jù)實現(xiàn)大范圍監(jiān)測植被長勢和碳源匯估算等提供技術和數(shù)據(jù)支撐，進一步提高衛(wèi)星高光譜遙感數(shù)據(jù)的應用和植被生長動態(tài)監(jiān)測的空間范圍。

進行了機載通量觀測系統(tǒng)研發(fā)與驗證。針對當前基于定位觀測的渦度相關通量觀測系統(tǒng)難以滿足非典型生態(tài)系統(tǒng)通量觀測的不足，研發(fā)了機載通量觀測系統(tǒng)，與渦度相關觀測系統(tǒng)的碳通量數(shù)據(jù)有很好的相關性，r2達0.82，實現(xiàn)任意生態(tài)系統(tǒng)任意時段通量觀測，為結合衛(wèi)星數(shù)據(jù)實現(xiàn)大范圍碳源匯監(jiān)測以及氣候模式下墊面參數(shù)化提供支撐。機載通量觀測系統(tǒng)由大疆m600pro六旋翼無人機、氣體分析儀和小型氣象站構成，數(shù)據(jù)采集頻率為1赫茲，采集數(shù)據(jù)包括二氧化碳、甲烷和水汽濃度以及風速、風向、溫度、濕度和大氣壓。