我國已建成世界上規(guī)模最大、覆蓋最全的綜合氣象觀測系統(tǒng)和先進(jìn)的氣象信息系統(tǒng)，建成了無縫隙智能化的氣象預(yù)報預(yù)測系統(tǒng)，還將進(jìn)一步加快科技創(chuàng)新，做到監(jiān)測精密、預(yù)報精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)，提高氣象服務(wù)保障能力，推動氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
“受偏南暖濕氣流和冷空氣的共同影響，12月15日，本市將有大雪、道路結(jié)冰和大霧天氣。預(yù)計19時前后，降雪開始影響本市西南部地區(qū)，21時前后影響城區(qū)，23時前后降雪覆蓋全市，且將持續(xù)到明天中午前后。全市大部分地區(qū)有大雪，降水量5至8毫米……”
這是北京市氣象臺12月15日17時左右發(fā)布的最新天氣會商結(jié)果。盼了一天的雪姑娘，終于在19時前后如期而至，率先由房山良鄉(xiāng)飄起的小雪花拉開帷幕。
常言說天有不測“風(fēng)云”，而如今，得益于氣象觀測與預(yù)報技術(shù)的進(jìn)步，人們切身體會到：天氣預(yù)報越來越準(zhǔn)了。全國24小時晴雨預(yù)報準(zhǔn)確率已達(dá)87%，暴雨預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)到88%，強對流預(yù)警時間提前至38分鐘，可提前3至4天對臺風(fēng)路徑做出較為準(zhǔn)確的預(yù)報……這樣的準(zhǔn)確度和高效率究竟是如何“煉”成的?
監(jiān)測產(chǎn)品更多元
7顆風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星在軌運行，點亮了廣袤無垠的太空，數(shù)以萬計的地面觀測臺站匯成片片綠洲。如今，我國“天—地—空”一體化綜合氣象觀測網(wǎng)絡(luò)越織越密。那么，這些觀測收集來的數(shù)據(jù)都去哪兒了?
由中國氣象局氣象探測中心打造的綜合氣象觀測產(chǎn)品平臺——天衍系統(tǒng)不斷完善升級，實時為預(yù)報服務(wù)提供種類豐富、質(zhì)量可靠的綜合氣象觀測產(chǎn)品。
2018年，天衍系統(tǒng)在河北、山西、江蘇等10個省份試點應(yīng)用。系統(tǒng)以“現(xiàn)在天氣”“綜合觀測”“監(jiān)測預(yù)警”為3條主線，形成了重要天氣和氣象要素的多源觀測產(chǎn)品，覆蓋八大類氣象觀測設(shè)備數(shù)據(jù)，并具備個性化深度定制區(qū)域監(jiān)測預(yù)警信息和多雷達(dá)流數(shù)據(jù)產(chǎn)品同步顯示功能。目前，該系統(tǒng)已在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)應(yīng)用。
“觀測設(shè)備更新?lián)Q代，我們提供的觀測信息也不再是簡單的氣溫、氣壓、風(fēng)速、濕度等，而是通過多源融合等方式，開發(fā)多種強天氣識別特色產(chǎn)品。”探測中心數(shù)據(jù)質(zhì)量室副主任趙培濤說。
2019年，天衍系統(tǒng)全面升級改版，取得了不俗的成績。8月初，臺風(fēng)“利奇馬”對我國東部造成巨大影響。“風(fēng)云衛(wèi)星從太空俯瞰臺風(fēng)，天衍系統(tǒng)則通過‘全息’級別實況數(shù)據(jù)，制作三維產(chǎn)品形象展示出‘利奇馬’登陸時的立體狀態(tài)，為業(yè)務(wù)人員刻畫出臺風(fēng)的真實結(jié)構(gòu)。”探測中心數(shù)據(jù)質(zhì)量室業(yè)務(wù)首席李肖霞說。
“通過要素之間相互組合、相互校驗，我們推出的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，不管是交通部門還是旅游部門等都可以應(yīng)用，填充相對應(yīng)的道路或景點信息，進(jìn)行二次開發(fā)和預(yù)報，同時我們也可以針對用戶需求，提供個性化觀測服務(wù)。”趙培濤表示，天衍系統(tǒng)以增強探測產(chǎn)品核心技術(shù)為出發(fā)點，在強天氣監(jiān)測的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)從以直接觀測為主到遙感觀測全面接入，系統(tǒng)功能逐步完善，產(chǎn)品精度顯著提高，在監(jiān)測產(chǎn)品深度融合的基礎(chǔ)上，應(yīng)用場景進(jìn)一步拓展，助推預(yù)報準(zhǔn)確率提升。
數(shù)值預(yù)報更精準(zhǔn)
“過去我們常用的中尺度預(yù)報模式分辨率最高只能到10公里，在這種形勢下想要捕捉強對流、極端天氣的身影仍有難度，也很難做出精細(xì)化的溫度、降水等氣象要素預(yù)報。”中央氣象臺首席預(yù)報員陳濤說。
陳濤把數(shù)值預(yù)報模式分辨率比作一張捕魚的“網(wǎng)”，分辨率不夠就相當(dāng)于網(wǎng)眼粗了，只有把“網(wǎng)”織得更密，才能杜絕小局部極端天氣等“漏網(wǎng)”。
今年6月，我國自主研發(fā)的新一代中尺度3公里分辨率數(shù)值預(yù)報模式(GRAPES—Meso)正式投入業(yè)務(wù)化運行，向全國各氣象臺提供預(yù)報應(yīng)用產(chǎn)品。
陳濤告訴記者，提高預(yù)報模式分辨率意味著更多的觀測數(shù)據(jù)支撐、更大的運算量，以及要面對更不可靠的預(yù)報穩(wěn)定性。“預(yù)報網(wǎng)格每細(xì)化1倍，計算量將至少是原先的8倍，為了保證計算精度，還得相應(yīng)調(diào)整模式計算和物理方案。從應(yīng)用情況看，3公里預(yù)報模式顯然比10公里要更加準(zhǔn)確。”
練就過硬本領(lǐng)，不怕時間檢驗。面對9月9日那場席卷華北地區(qū)的大范圍降雨，常規(guī)數(shù)值預(yù)報模式判斷北京僅是這場大尺度系統(tǒng)性降水過程中一個不起眼的存在。然而，3公里預(yù)報模式卻顯示，北京局部地區(qū)被高亮的紅色強降雨區(qū)覆蓋，醒目異常。“這種局地的暖區(qū)降水只有3公里預(yù)報模式才能報出來。”強天氣預(yù)報中心高級工程師唐文苑說。
3公里預(yù)報模式還在其他行業(yè)“大展拳腳”。以航空預(yù)報為例，飛機起飛降落時容易受到近地面風(fēng)力影響，有風(fēng)險隱患。借助3公里預(yù)報模式，可以提供更精細(xì)準(zhǔn)確的邊界層風(fēng)場影響預(yù)報。
“我們正在進(jìn)一步探索和攻關(guān)，以達(dá)到預(yù)報誤差、預(yù)報時效、計算能力這三者間的平衡。”陳濤說。
氣象服務(wù)更細(xì)致
曾幾何時，氣象部門發(fā)布城鎮(zhèn)天氣預(yù)報，內(nèi)容只包括2400多個城鎮(zhèn)的天氣現(xiàn)象、高低溫和風(fēng)速風(fēng)向預(yù)報，頻次也只是一天3次，預(yù)報的時間和空間精度遠(yuǎn)不夠高。
2018年12月，我國氣象預(yù)報服務(wù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的“一張網(wǎng)”網(wǎng)格預(yù)報業(yè)務(wù)運行，把各個城市所在區(qū)域分解成許多個5公里×5公里甚至1公里×1公里的網(wǎng)格，對每個網(wǎng)格里的天氣情況進(jìn)行預(yù)報。網(wǎng)格化預(yù)報的精細(xì)不僅體現(xiàn)在空間上，還反映在可以每天更高頻次更新和發(fā)布上。公眾可以隨時隨地了解自己當(dāng)前所處位置是什么樣的天氣，還可以知道未來一小時或幾小時包括降雨量、氣溫和濕度等要素的變化。
當(dāng)然，氣象服務(wù)早已不再局限于預(yù)報氣溫、風(fēng)和降水，而是把氣象和生活的方方面面相結(jié)合，衍生出了穿衣指數(shù)、晨練指數(shù)、護(hù)膚指數(shù)、洗車指數(shù)、花粉過敏指數(shù)、蚊子指數(shù)等公眾氣象服務(wù)產(chǎn)品，甚至在福建有星空預(yù)報，在吉林有霧凇預(yù)報，在黃山有云海預(yù)報，在新疆昭蘇有彩虹預(yù)報……
中國氣象局局長劉雅鳴在新中國氣象事業(yè)70周年座談會上表示，必須加快科技創(chuàng)新，做到監(jiān)測精密、預(yù)報精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)，提高氣象服務(wù)保障能力，持續(xù)發(fā)揮氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線作用，推動氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
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