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空天地一體化氣象監測技術顯身手 臺風暴雨預警有望實現“早準快”

發布時間:2020年09月16日15:24 來源:光明日報

  今年汛期,我國各級氣象部門堅持人民至上、生命至上的理念,立足防大汛、抗大洪、搶大險,利用各種高科技手段進一步強化氣象監測預警,充分應用氣象衛星、雷達和智能網格預報等現代化裝備和技術,進行空天地一體化氣象監測,準確預報出今年雨帶位置階段性變化,以及入汛以來23次大范圍強降雨的落區、強度和時間,做到了重大災害性天氣監測不漏網、預報不失誤、服務無疏漏,為各級黨委政府防汛救災和人民群眾避災避險提供有力支撐。

  “天”字號重器汛期服務顯身手

  多源的數據融合實現“天氣現象一張圖”,“數算一體”提升全鏈條效能,八大類觀測設備達到全覆蓋,氣象云資源池精細化監控得以呈現……進入汛期以來,綜合氣象觀測產品系統“天衍”、氣象大數據云平臺“天擎”、綜合氣象觀測數據質量控制系統“天衡”、氣象綜合業務實時監控系統“天鏡”等國家級氣象業務系統和平臺,在汛期氣象服務中大顯身手,為保障人民群眾生命財產安全發揮了重要作用。

  據介紹,通過人工智能、大數據識別等技術手段,“天衍”實現從“CT級”到“全息級”觀測,可以對冰雹、雷暴、大風、強降水等天氣過程進行實時精準監測和預警,并對能見度、雷電判識、臺風定位、雨滴譜等多類精細化特色產品進行改進。其中,冰雹產品命中率達95%、雷暴聚類產品成功率達90%。今年,借助算法合作,“天衍”可充分滿足個性化定制需求,受到交通、建筑、農業等領域企業的關注。

  “天擎”可將氣象行業數據與算法資源整合,使算法向數據靠攏,從而解決過去各業務系統反復調用、存儲、傳輸帶來的冗余問題,成為氣象部門適應大數據時代,推進氣象業務系統轉型升級的重要抓手。截至目前,山東、內蒙古、安徽等26個?。ㄗ灾螀^、直轄市)已完成“天擎”1.0版本的建設工作,今年年底將在全國范圍內實現“天擎”業務試運行。

  從天氣雷達到國家地面站等八大類觀測設備,從新疆喀什探空站到山東榮成探空站,從觀測設備的數據獲取到數據評估……這些都離不開“天衡”。該系統由數據獲取、質量控制、診斷勘誤、數據評估四個業務環節組成,可實現“一張地圖看好壞”,全方位、多維度同步監控各個設備數據質量情況。自今年5月起,每月一次的質量例會制度啟動,對標氣象觀測質量管理體系要求,推動建立八大類觀測質量首席為責任主體的改進機制。

  400余種氣象資料的傳輸情況、30余個業務系統的運行狀態、氣象云資源池的精細化監控、網絡安全的全面態勢感知等,均能通過“天鏡”一體呈現。一旦出現問題,各類業務系統告警將以多種手段及時發布,助力應急決策指揮。在“天鏡”的幫助下,氣象信息業務形成統一運維體系,向著集約化、綜合化、流程化的階段邁進。

  我國衛星遙感綜合應用突破關鍵技術

  記者從中國氣象局獲悉,今年入汛以來,國家衛星氣象中心利用風云三號氣象衛星等持續對巢湖、鄱陽湖、洞庭湖、太湖等重點湖泊水庫水體進行精密監測,今年已制作發布56期水體監測報告。

  2017年衛星遙感綜合應用體系建設指導意見出臺以來,我國氣象衛星遙感綜合應用體系建設成果豐碩。如今,我國氣象衛星遙感應用影響力空前提升、業務體系基本建立、關鍵技術取得實質突破。

  在關鍵技術方面,我國攻克靜止軌道三軸穩定衛星平臺圖像導航配準等關鍵技術,衛星定位定標精度接近國際先進水平;GRAPES模式衛星資料同化占比從62%提高到73%,新型衛星資料數值模式同化能力取得顯著突破;在國際上首創數值模式與衛星觀測互動模式,顯著提高觀測效率;助力災害性天氣監測時效提高到5分鐘、臺風平均定位精度穩步提升,海冰、積雪、路表溫度等氣候產品精度達國際先進水平,衛星遙感核心氣象業務支撐能力顯著增強。

  實現氣象預警“早準快”

  今年6月18日,長江中下游梅雨鋒暴雨聯合科學試驗開展首次飛機觀測,一架搭載了云雷達和云中水凝物探測儀的飛機從湖北宜昌三峽機場起飛,穿越梅雨鋒降水云團進行空基觀測。與此同時,位于湖北咸寧的中國氣象局長江中游暴雨監測野外科學試驗基地、荊州江陵觀測基地通過對流層風廓線雷達、毫米波云雷達、微波輻射計、GPS探空系統等地面觀測設備觀測,并配合飛機觀測和天氣演變,進行不定時觀測;中國風云四號衛星等氣象衛星數據也被實時調用進行對比分析。

  從高空到云中,從雷達到衛星,從云團形狀到移動路徑……多種探測手段共同構建了立體觀測網絡,全方位開展梅雨鋒宏觀環境、云微物理和降水觀測,為探尋研究梅雨鋒暴雨形成奠定了良好基礎。

  7月16至7月19日,長江中下游流域出現大范圍強降水,強降雨帶一路東移,橫掃重慶、湖北、安徽、江西等地,是一次典型的梅雨鋒暴雨過程,布設于湖北咸寧、襄陽、秭歸、荊州,安徽合肥和壽縣、南京江寧等地的試驗觀測站點聯合對此次過程進行了“完美捕捉”。本次試驗首次將梅雨鋒暴雨觀測和研究范圍擴展至長江中、下游流域等梅雨鋒主要影響區域,全面“記錄”梅雨鋒系統發生發展過程。

  “流域聯動、多方協同的試驗思路對探究梅雨鋒暴雨中尺度系統動力、熱力結構,以及暴雨云團的水凝物結構和微物理特征有著重要幫助?!痹囼烅椖控撠熑?、中國氣象局武漢暴雨研究所所長崔春光研究員介紹,試驗通過對比梅雨鋒系統在長江中游和下游的結構特征差異,分析研究了梅雨鋒系統自西向東移動中的變化規律。

  8月14日,甘肅省隴南市抗洪救災指揮部的大屏幕開始滾動顯示氣象預警信息、降水實況分布圖、衛星云圖和雷達回波圖等。隴南市氣象部門緊盯雷達監測資料和降水實況,根據實際情況升級暴雨預警信號,并通過隴南市自然災害監測預警指揮系統平臺向有關縣區的各級干部及市級單位聯絡員發布短時強降水監測站點周圍10公里范圍內預警。

  “預警信息發布及時準確,得益于平臺規范了省級指導、市級訂正、縣級發布的一體化業務,實現了預警信號產品推送到基層預報員桌面,解決預警信號發布效率低、提前時間短的問題。預警提前量實現6小時以上,第一時間將氣象信息提供至一線防汛部門?!碧m州中心氣象臺副臺長劉新偉說。

(來源:《光明日報》2020年09月14日08版 記者:袁于飛 責任編輯:趙寧)

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