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织天网、解难题!精密监测让防汛 “智”在必得

作者: 来源:中国气象局 时间:2020-09-14

防汛救灾气象服务阶段性成效系列报道


在我们生活的地球上,有两个气象世界,一个是真实的,由大气粒子组成;一个是抽象的,由监测数据描绘。在第二个世界里,由卫星、雷达、地面站构成纵横交错的网络,以TB计的海量气象数据一刻不停地穿梭其上;在数据通道与现实世界交汇的端口上,输入数值模式,获得未来10天精细化网格预报产品,再融入预报员的经验和思考,就能为一条街道、一个村庄何时撤离,一个高位湖泊、一座超汛限水库合理减负提供精准参考。

它们藏于一份份决策材料、一个个预警信号之后,在不断刷新汛期灾害监测定义的同时,也在刷新着预报精准、服务精细的无限可能。

海量数据

助力应大考、解难题

极其复杂的地形、数千米的海拔落差,往往给西南地区天气系统带来最不可预估的变量,也使这里的暴雨预报成为世界难题。

626日,四川凉山冕宁,一场局地性极强的暴雨躲过了数值模式,却没有躲过依托于数千次立体观测的短临实时追踪:

识于微”——当天下午,对流泡刚刚露头,即被风云四号气象卫星捕捉。16时,四川省气象台发布暴雨黄色预警、省气象局启动暴雨三级应急响应。

追得紧”——20时前后,云团生成,渐趋密实,不同发展阶段均被卫星云图登记在册2132分,在省气象台的指导下,冕宁县气象局果断升级暴雨橙色预警。

辨得细”——在这场短时强降雨期间,从多普勒雷达、自动气象站到闪电定位仪,从回波、雨量到负闪,多源数据互为印证;2期短临预报、5期预警信号、7期雨情通报,监测预报信息快速发出……

前端紧张追捕,后端预报预警及时,共同助力冕宁县17057705人安全转移。

生命至上!回看四川凉山州冕宁暴雨保障服务

今年防汛形势严峻异常,从复杂下垫面暴雨预报到流域水情灾情、危险性分析,这场大考中气象部门要成功破题,必须最大限度地集智聚力。如果说预报精准、服务精细是答案,那么监测精密就是那份永不中断的参考资料

复杂的天气形势撞上预报结论分歧大、调整快的各家模式,是跟着模式东奔西跑还是坚持原有预报结论?预报订正该如何做,做到什么程度?这是从中央气象台首席预报员到基层所有预报员都要直面的必答题

714日,在不到12小时的时间里,各家数值预报关于湖北荆门17日至19日的新一轮强降雨结论突变时间紧张、必须早下决断,武汉中心气象台台长吴翠红与同事核对数据后,守住原有预报结论,也守住了正确答案。

718日下午,在王家坝水位超警戒的危急情形下,扛住此前国内外数值预报报偏的压力,中央气象台首席预报员陈涛凭借对天气过程的充分把握和丰富的天气实况数据,完成了一次成功的未来三天强降雨订正预报。

2020719日,即将到达保证水位的王家坝闸。

实时、海量气象数据为预报员们每一次拍板注入底气——从对MICAPS可视化界面上各种天气实况的提取,到湖北省气象预报服务业务一体化平台雷达图、卫星云图等产品的调用,每一次与数值预报并行的自主判断背后,都有天空地数据、图像作支撑

作为严峻汛情下重要堤坝、湖泊是否泄洪的重要依据之一,中上游降水过程及面雨量每天、每小时、每分钟会如何变化?开闸蓄洪后,蓄洪区温度、湿度如何,风向风速怎样?每一个答案都事关人民生命财产安全,不仅要答对,更要答细。

712日零时,鄱阳湖标志性水文站星子站达22.53米,超过1998年水位22.520.01米,突破有水文记录以来的历史极值。江西省气象局每天两次滚动开展未来24小时逐6小时降雨落区预报,省防办据此下达提前转移指令,紧急转移安置35.2万人。

据国家卫星气象中心2020712日公布的数据,卫星遥感监测显示7818时,鄱阳湖主体及附近水域面积较72日扩大352平方公里,达4206平方公里,为近10年来最大。

71920时,安徽阜阳淮河王家坝水文站水位已达29.09米,接近29.3米的保证水位。在此前后,淮河王家坝气象监测预警中心每日一期、期期聚焦重点的《气象信息专报》和决策气象服务材料第一时间发出720831分,接国家防总命令,淮河王家坝闸开闸泄洪,自上游而来的淮河水一路奔涌流向蓄洪区。

国家卫星气象中心持续利用高分三号雷达卫星资料监测淮河流域濛洼蓄洪区及附近水域。

从王家坝到鄱阳湖,每一份预报产品都接住了决策服务对精准、再精准的高要求;再往前看,一整套以需求为导向的立体监测体系同样成功接住了预报端对精细、再精细的要求——连续3年皖北强对流天气监测协同观测试验探索局地灾害性天气精准探测技术,实现434部雷达、9000余个自动气象站等实况数据的汇聚、质控和集中监控;7颗在轨业务运行风云气象卫星24小时不间断监测天气情况,风云三号极轨卫星组合每天4巡查我国各大江河流域和湖泊,星载合成孔径雷达(SAR)穿透云雾,将鄱阳湖最清晰的水体变化监测图呈现在人们眼前。

需求驱动

一张大网再造增长极

如果说能从汛期复杂天气形势中找出一个不变的特点,那就是:多变。这就意味着,任何阶段,都可能成为关键时刻;任何区域,都可能成为紧要位置。这也决定了,监测大网的布局,必须具备因时因势聚焦重点、闻而动的智慧。

7月下旬,选定了新落脚点的雨带,迫使八百里巢湖水位超百年一遇标准。在保卫巢湖的战场上,有一块阵地属于监测

722日首批3个六要素自动气象站在巢湖沿岸应急布设,到针对巢湖风浪监测预报需求追加8套应急观测气象站、调派移动式风廓线雷达和固定式风廓线雷达实施局地组网立体监测,再到环巢湖风浪监测预报平台紧急上线、现场人工观测浪高数据实时更新,监测矩阵成型只用了不到48小时。

在安徽巢湖市双桥河附近临时架设的气象观测设备

卫星遥感监测结果显示,7251315分巢湖主体及周边水域晴空区可见水体面积相比630日监测结果扩大约46%

而这,只是气象监测不断自我调整、完善的一个缩影。随着观测布局日趋完善,建设驱动下预报准确率和预警时效的增长曲线面临放缓可能,如何在已有结构基础上,为汛期的预报精准、服务精细再造一个新的增长极?

答案是:科技。

与人工观测相比,观测频次提高4倍到8倍、数据量增加10倍,传输用时优化至秒级、传输频次提升至1分钟。从今年41日开始,正式迈入全面自动化时代的地面气象观测体系,以新技术为引领,刷新了更高的时间分辨率。

与单一数据相比,国家气象信息中心多元融合再分析资料成功实现台风穿透深厚云层看本质826日至98日,东北地区在半月内遭遇台风三连击,而数据融合让人们能够更加科学深刻地认识台风、应对台风。

风云气象卫星、多普勒天气雷达、地面气象观测站……每一种观测方式都是防灾减灾业务中的中坚力量。如何让名称、形态有异的观测手段碰撞出新的火花?

思路是:机制。

今年汛期,国家卫星气象中心与江西省气象局针对鄱阳湖水体变化联合推出的监测产品。

一个有长序列卫星数据,一个有长序列地面数据,在今年梅雨期流域水情最危急的时刻,国家卫星气象中心与江西、江苏、湖北等地联合推出的国省联名产品首次亮相即广受赞誉。依托全国卫星遥感综合应用体系建设,覆盖国省两级的卫星遥感业务流程为生产更多1+12的产品打好基础,也为加快技术流动创造了条件。

82日,在今年第3号台风森拉克影响海南期间,我国首次高空无人机台风综合探测试验成功。这离不开前期4次风云气象卫星、无人船、往返智能探空、漂流浮标等多种探测手段与作为主角翼龙-10”大型无人机密切配合下实现的立体观测。

82日下午,一架高空大型气象探测无人机从海南起飞,圆满完成对台风森拉克外围云系的综合气象观测任务。

人员的合作、设备的调配,已经在为未来的发展探索更多的可能;而把视线再放宽,我们还能看到:中国气象局气象探测中心综合气象观测业务信息化系统实现观测站点元数据信息精细化管理,天气雷达维护维修在线技术支持系统可用于天气雷达故障准确定位,为台站维护维修技术实时在线支持……

红海满员,就用科技再造一个蓝海;单一手段有天花板,就向机制再要增长极。

监测精密,永不止步

新的可能,正在刷新

中国气象报社出品

作者:中国气象报记者 卢健简菊芳

图片来源:中国气象报社

微信编辑:栾菲

审核:段昊书