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觀測預報互動聯動:讓觀測數據更好用更實用

發布時間:2022年07月04日 來源:中國氣象報社

■功能強大、氣象災害指征鮮明的氣象觀測產品通過聯動互動機制,直接推送至預報員桌面甚至與預報服務系統相結合

■國家級、省級預報服務單位利用天氣過程對觀測產品進行實時檢驗和評估,觀測和預報聯合推動氣象高質量發展

■嚴格把好裝備質量、觀測數據應用端質量關,為模式預報、短臨預報提供高質量觀測數據

6月12日至13日,一場強對流天氣給京津冀以及河南、山東等地帶來冰雹、短時強降水等天氣。在北京市氣象臺,中國氣象局氣象探測中心(以下簡稱“探測中心”)派駐雷達專家與預報專家進行現場交流互動。在探測中心后方,技術專家團隊全力以赴,利用實時業務平臺牢牢把關雷達、探空、地面站等裝備和數據質量,并利用X波段天氣雷達、地基遙感垂直觀測系統以及雷達產品相關算法等,與前方預報團隊及時互動,為預報精準、服務精細提供強有力的支撐。

中國氣象局黨組書記、局長莊國泰對探測中心與國家氣象中心及省級氣象臺站的互聯互動給予高度評價,并要求做好工作總結,建立聯動互動工作機制,在汛期和重大活動氣象服務保障中加強應用和推廣,提升觀測服務質量效益。

1+1如何大于2?

6月12日,強對流影響北京地區之前,探測中心(雷達氣象中心)雷達應用室總工姚聃進駐北京市氣象局預報會商平臺,為預報團隊“解讀”觀測產品,為北京市氣象臺準確預報過程、及時發布預報預警提供技術支撐。

在此次過程中,雷電、大風、冰雹、短時強降水等相態極其復雜,且變化多端,需要“捕捉”隱藏在觀測產品中的關鍵細節,但這并不容易。

姚聃介紹,人機交互的有效推進是其中的關鍵,既要充分挖掘天氣雷達和多源氣象觀測資料中潛藏的關鍵信息,又要以監測預警業務實戰為經驗,以身臨其境的應用和檢驗為基礎,了解預報業務的實際需求,探索雷達算法的改進路線。

以強對流為例,雷達就像監視它的“前線哨崗”。在對流系統進入北京區域之前,姚聃就已注意到冷渦云系的演變和上游地區雷達回波的發展情況,分析其產品中蘊含的豐富信息,并及時與預報專家交流互動。

6月12日16時,線狀對流系統“主力”從西北向東南發展,并于17時30分前后在密云、懷柔等地形成快速發展的強回波。18時30分前后,該超級單體持續發展,形成清晰的中氣旋和深厚而接地的強回波核心。這些危險信號表明,直徑較大的冰雹已經形成。

發現這些危險信號后,姚聃及時與預報員互動。在共同應用觀測資料和識別產品過程中,掌握算法原理和動力機理的雷達專家,與熟悉天氣過程和演變規律的預報專家深入交流、相互促進、共同提升,實現了1+1>2的效果。

實際上,不僅在北京市氣象臺現場有探測技術的支撐和觀測預報的實時互動,在中國氣象局啟動暴雨四級應急響應后,探測科技與預報的實時互動就一刻也沒有停止過。探測中心利用“天衡天衍”系統和新一代天氣雷達業務軟件,加強對暴雨、大風等災害性天氣的實時監測,并與中央氣象臺強天氣預報中心及北京、山東、江蘇、河南、湖北等?。ㄊ校庀笈_實時互動互聯,利用強降雨、冰雹、強對流單體三維立體監測等最新實況,為臨近預報預警提供支撐和檢驗。

如何更好地支撐預報和服務?

觀測與預報互動的背后,是對雷達、探空、地面站等裝備質量和數據質量控制的苛刻要求。探測中心數據質量室主任趙培濤介紹,“天衡天衍”系統對應急區域天氣雷達自動開展了7200余次電磁干擾和故障壞圖質量控制,人工勘誤40余次,處理182起降水異常告警,確保了應急氣象保障服務期間觀測裝備能用、數據好用、觀測服務預報支撐管用。

針對在懷柔、密云造成嚴重冰雹災害的超級單體風暴,雷達氣象中心積極與北京市氣象局合作,在中國氣象局綜合觀測司部署的雷達觀測試驗框架下,利用X波段天氣雷達開展針對該風暴的精細化觀測,實現多波段雷達對關鍵目標的協同觀測,連續監測冰雹在空中醞釀、增強和下落致災的全過程。

這就好比在戰場上如果要摸清對方的關鍵力量,就得派出能近距離觀察的偵察機,仔細掃描核心區域每一處細微變化。這些細節既為冰雹及其移動路徑判斷提供了技術支撐,又為冰雹等發生發展機理研究、識別外推算法改進等積累了寶貴的科學數據。這一有效探索將隨著雷達觀測試驗的持續推進,面向更多試點省份,針對龍卷風、雷暴大風、短時強降水等強對流過程進行推廣和應用,形成預報、觀測閉環良性互動。

強對流天氣過程發展速度之快,用“神出鬼沒”來形容也不過分。目前的探測手段盡管豐富,但仍有不足,需要地基遙感垂直觀測系統來助力。

探測中心基地室正研級高級工程師郭啟云介紹,地基遙感垂直觀測系統由風廓線雷達、毫米波測云儀、微波輻射計、氣溶膠激光雷達和GNSS/MET等組成,可實現地面到對流層頂以下的大氣溫度、濕度、風、水凝物、氣溶膠廓線的連續觀測,用于彌補探空觀測時次密度(每天2次)的不足,常作為刻畫整個天氣演變過程的重要手段。

在此次過程中,探測中心開發的溫度平流、低空急流、云水相態識別等分鐘級精細化的垂直廓線融合產品,清晰“描述”了影響北京及其周邊的強對流過程,為降水識別、相態轉換、強對流潛勢預報等提供了重要技術支撐。

實際上,垂直廓線融合產品在2022年北京冬奧會、冬殘奧會氣象服務保障中也發揮了應有的作用。

觀測與預報服務的互動聯動是“人民至上、生命至上”的具體體現,也是踐行氣象高質量發展的重要實踐。下一步,探測中心將進一步完善觀測預報互動工作機制,強化觀測服務產品、觀測裝備及數據質量信息的直通式服務,并利用災害性天氣復盤的技術機制總結經驗、完善機制,在汛期和重大活動服務保障工作中加強應用。

(作者:簡菊芳?責任編輯:張林)

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