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科技成果汛期上陣 “空天地”尋蹤災(zāi)害天氣

來(lái)源:中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)
2018-07-26 09:49:59

中國(guó)日?qǐng)?bào)7月26日電 今年汛期,中國(guó)氣象局針對(duì)臺(tái)風(fēng)“瑪莉亞”的24小時(shí)路徑預(yù)報(bào)誤差僅45公里,達(dá)歷史最好水平;今年上半年,暴雨預(yù)警準(zhǔn)確率已由83%提高到86%,強(qiáng)對(duì)流預(yù)警提前量已由36分鐘提高到41分鐘。如今,充分利用氣象現(xiàn)代化成果,發(fā)揮風(fēng)云四號(hào)A星、新一代天氣雷達(dá)拼圖等科技優(yōu)勢(shì),綜合運(yùn)用實(shí)況分析產(chǎn)品、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品、智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)和多種預(yù)報(bào)技術(shù)方法,暴雨、臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流等極端天氣的預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度和時(shí)間提前量得以逐步提高。

作為強(qiáng)對(duì)流天氣的“示蹤器”,閃電的成功捕捉被視為有效提升強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)警準(zhǔn)確率的重要進(jìn)展。這位“閃電捕手”,來(lái)自風(fēng)云四號(hào)A星搭載的我國(guó)首臺(tái)地球靜止軌道閃電探測(cè)儀器,其每秒可探測(cè)500張閃電圖像,實(shí)現(xiàn)對(duì)中國(guó)及周邊區(qū)域24小時(shí)不間斷探測(cè)。通過(guò)將閃電的實(shí)時(shí)、連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)與云圖疊加,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)與跟蹤,進(jìn)而形成閃電災(zāi)害預(yù)警產(chǎn)品。據(jù)悉,由閃電成像儀探測(cè)到的閃電“事件”產(chǎn)品于5月16日首次用于在山東大部、安徽北部和江蘇北部出現(xiàn)的強(qiáng)對(duì)流天氣業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)。評(píng)估顯示,產(chǎn)品能夠定量反映強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)的閃電分布,實(shí)現(xiàn)了氣象衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)閃電零突破。這只是風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星眾多服務(wù)產(chǎn)品中的一個(gè),目前,風(fēng)云四號(hào)A星正式下發(fā)包括大氣、云、沙塵、降水、輻射、閃電等在內(nèi)的共28種全新遙感產(chǎn)品,正在為汛期內(nèi)的各類災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警提供支撐。

7月22日11時(shí)20分,新一代天氣雷達(dá)組網(wǎng)拼圖給正在靠近陸地的臺(tái)風(fēng)“安比”進(jìn)行全方位體檢——回波結(jié)構(gòu)松散、無(wú)明顯“臺(tái)風(fēng)眼”、回波主要分布在移動(dòng)方向的前側(cè)……結(jié)合這份“體檢報(bào)告”,綜合衛(wèi)星、近海浮標(biāo)等提供的觀測(cè)信息,預(yù)報(bào)員在地圖上清晰地圈出一個(gè)個(gè)精細(xì)的降雨落區(qū),這是在“安比”登陸前的1個(gè)小時(shí)。目前,我國(guó)新一代天氣雷達(dá)拼圖系統(tǒng)建設(shè)已進(jìn)入攻堅(jiān)階段,建立“觀測(cè)分析”“監(jiān)測(cè)預(yù)警”和“檢驗(yàn)評(píng)估”等3個(gè)模塊,新增雷暴聚類、雷暴密度、雷暴跟蹤、冰雹指數(shù)、冰雹概率、冰雹路徑跟蹤等6項(xiàng)強(qiáng)對(duì)流監(jiān)測(cè)產(chǎn)品,重點(diǎn)聚焦強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)定制區(qū)域內(nèi)強(qiáng)對(duì)流天氣的多級(jí)預(yù)警。其中,冰雹監(jiān)測(cè)產(chǎn)品能夠定量化輸出冰雹發(fā)生概率、直徑,產(chǎn)品分辨率為1km×1km,時(shí)間分辨率為10分鐘,通過(guò)對(duì)近一年的101個(gè)冰雹個(gè)例進(jìn)行算法評(píng)估,冰雹命中率達(dá)80.2%。

由中國(guó)氣象局自主研發(fā)的GRAPES全球四維變分同化系統(tǒng)(GRAPES-4DVAR)于6月28日通過(guò)業(yè)務(wù)化評(píng)審,正趕上在汛期顯身手。該系統(tǒng)能夠有效同化高時(shí)間頻次的常規(guī)資料和各類衛(wèi)星資料,使用觀測(cè)資料總量較三維變分同化系統(tǒng)增加50%左右。基于四維變分同化系統(tǒng),我國(guó)全球數(shù)值預(yù)報(bào)模式對(duì)于北半球3天以內(nèi)和南半球1天至10天的預(yù)報(bào)結(jié)論改進(jìn)明顯;雨帶和大量級(jí)降水預(yù)報(bào)技巧提高,臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差明顯減小15%左右。該系統(tǒng)很快在7月10日預(yù)報(bào)今年第8號(hào)臺(tái)風(fēng)“瑪莉亞”的過(guò)程中得到有效檢驗(yàn)——風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星紅外高光譜探測(cè)儀15分鐘分辨率加密觀測(cè)數(shù)據(jù)于1分鐘內(nèi)進(jìn)入GRAPES全球四維變分同化系統(tǒng),隨后其輸出結(jié)果顯示改進(jìn)了對(duì)副高強(qiáng)度和位置的預(yù)報(bào),為預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度和路徑提供了重要參考。

今年汛期,通過(guò)多維氣象實(shí)況數(shù)據(jù)分析技術(shù),氣象部門能夠?qū)⒏鞣N不同來(lái)源、同一對(duì)象(如降水)的觀測(cè)數(shù)據(jù)整合在一起,通過(guò)復(fù)雜計(jì)算,并不斷與觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比調(diào)校,最終推導(dǎo)出各格點(diǎn)最貼近真實(shí)的情況;在時(shí)間方面,通過(guò)將多種來(lái)源數(shù)據(jù)整合,將原本時(shí)間上不連續(xù)的觀測(cè)資料拼出一條完整的時(shí)間軸,最終制作出空間均勻(格點(diǎn))、時(shí)間連續(xù)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。目前,運(yùn)用該技術(shù)可在12分鐘內(nèi)完成對(duì)數(shù)據(jù)從觀測(cè)端到質(zhì)量控制、入庫(kù)、融合分析、實(shí)況產(chǎn)品制作的全流程,送達(dá)預(yù)報(bào)員桌面,直接服務(wù)于智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)。與此同時(shí),基于多年積累的降水、陸面氣象要素和云分析等融合分析技術(shù),面向智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)需求,完成質(zhì)量提升、時(shí)效優(yōu)化后的首批實(shí)況分析產(chǎn)品于今年6月通過(guò)業(yè)務(wù)準(zhǔn)入論證,12分鐘時(shí)效的中國(guó)陸地5km分辨率的降水、氣溫、相對(duì)濕度、總云量等18種產(chǎn)品,已作為零時(shí)刻的實(shí)況產(chǎn)品支撐汛期智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)應(yīng)用。同時(shí),三維云、海表溫度、洋面風(fēng)等第二批實(shí)況分析產(chǎn)品也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)運(yùn)行。高時(shí)空分辨率時(shí)空分析產(chǎn)品能夠?qū)邓畯?qiáng)度、落區(qū)及時(shí)間演變特征,臺(tái)風(fēng)發(fā)生發(fā)展及空間結(jié)構(gòu)特征,高溫、大風(fēng)等災(zāi)害性天氣的時(shí)空特征進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。

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