风云变幻奇观(捕捉风云变幻的)

风云变幻奇观(捕捉风云变幻的)(1)

7月4日15时30分左右,广东省佛山市三水区发生中等级别龙卷风,由台风“暹芭”引起的超级单体风暴在雷达回波中较为明显。

在龙卷风高发地区的江苏省高邮市,C波段相控阵天气雷达与江苏新一代天气雷达组网后,成功捕捉到2020年6月12日14时高邮市城南新区的多个龙卷风。

党的十八大以来,我国以雷达、探空等为主的空基观测能力不断提升,空基观测数据和产品广泛应用于天气预报预警和重大活动、赛事气象服务保障等。

风云变幻奇观(捕捉风云变幻的)(2)

福建闽侯雪峰雷达 图/王晓佳

优布局——推动地空天一体化协同观测

截至目前,我国已建成236部由S波段和C波段新一代天气雷达构成的世界上规模最大、最有影响力的气象雷达网,近地面1千米覆盖范围超220万平方公里,传输时效从8分钟缩短到50秒,业务可用性达99%。

中国气象局组建雷达气象中心,出台系列雷达发展规划,从体制机制上保障天气雷达效益发挥,创新发展天气雷达、地基遥感垂直观测、气象卫星等装备智能物联和同步观测技术方法,推动地空天一体化协同观测技术发展,不断填补新一代天气雷达、地基遥感垂直观测系统(以下简称“垂直观测网”)等监测盲区。

今年汛期,我国首部S波段相控阵双偏振天气雷达——福州闽侯雷达进入关键技术调试期;新一代天气雷达业务软件(ROSE2.0)正式业务运行,核心技术自主可控,在华东、华南多次强对流过程中大显身手;雷达拼图系统V3.0投入业务试运行,更新频次由10分钟缩短到6分钟。

中国气象局组织攻克了北斗导航探空技术难点,研发出我国第三代探空系统。该系统采用北斗导航定位技术,探测精度达到国际先进水平,一次放球获取“上升—平漂—下降”三段探空资料,实现了从定时定点接收观测数据向实时智能组网接收的技术变革。目前,已在广东等地开展观测试验,为后续探空业务改革打下坚实的基础。

按照“应用一代、预研一代”方案和下一代天气雷达核心技术自主可控要求,雷达气象中心逐步建立气象雷达装备研发新模式,雷达硬件研发逐步走上标准化发展轨道,大力推动了相控阵气象雷达等大型高精度观测技术装备的研发与应用。

看效益——广泛应用于多时空多场景

8月初,雷达气象中心根据气象雷达生态监测数据,发布云南、湖南、安徽等7个省农业迁飞害虫飞行路径、起落点等监测材料,并提示草地贪夜蛾已迁入河北唐山、天津一带,为相关部门、区域以及农民精准防治提供依据。

开展空中迁飞生物监测和服务,是基于天气雷达的多场景应用之一。近年来,以雷达、探空、垂直观测数据和产品应用为核心,中国气象局气象探测中心开发定量降水估测算法、回波智能外推算法、粒子相态识别算法等,研发了强对流追踪识别、强对流天气外推预警产品;改进雷达数据传输方式,将时效从442秒缩短至50秒。

基于强对流追踪识别等产品,6月12日16时,根据天气雷达回波线状对流系统形成快速发展强回波超级单体,随后形成清晰的中气旋和强回波核心信号,雷达气象中心快速将“直径较大的冰雹灾害已经形成”这一重要信息发出,并与前方预报员及时互动,为北京市气象台预报强对流天气提供重要依据。

天气雷达基数据三维拼图系统(V3.0)集数据质量控制、产品生成、数据分析、发布服务等于一体,2017年台风“天鸽”的“CT图”被网友刷屏。假相当位温、三维风速流场、台风暖心结构3个体绘制产品,不仅可以看到2021年台风“烟花”外观结构图,还可以看到台风内部的涡旋信息。

在超大城市气象观测试验中,13个由Ka波段云雷达、微波辐射计、L波段风廓线雷达、气溶胶激光雷达和X波段双偏振雷达组成的温度、湿度、风力风速、气溶胶、水凝物等5条廓线超级站,其试验成果在北京冬奥会及庆祝新中国成立70周年大会等气象服务保障中发挥了重要作用。

2022年中国气象局地球系统数值预报中心第二季度业务结果统计显示,天气雷达资料应用在中国气象局中尺度天气数值预报系统(CMA-MESO)的应用占比从2012年的不到2%提高到55%;2021年5月统计结果显示,探空资料对全球预报贡献占比约为16.3%;2016年,24小时内云分析同化雷达反射率可提高10毫米以上量级降水预报评分5%至18%;2020年,CMA-MESO同化应用天气雷达径向风资料后,进一步提高了近地面要素的预报能力。

中国气象局宣科中心(中国气象报社) 出品

作者:简菊芳(姜立鹏、江源对本文有贡献)

编辑:大淼 吴彤 王婉

审核:段昊书

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