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科技成果汛期上陣 “空天地”尋蹤災害天氣

2018-07-26 09:29 來源: 氣象局網站
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■28種全新風四遙感産品鎖定天氣系統動向

■6項新一代雷達拼圖監測産品實現定制區域內強對流多級預警

■1分鐘實現高頻觀測數據進入全球四維變分同化系統

■12分鐘內完成數據從觀測端到質量控制、入庫、融合分析、産品製作全流程支撐智慧網格預報

今年汛期,中國氣象局針對颱風“瑪莉亞”的24小時路徑預報誤差僅45公里,達歷史最好水平;今年上半年,暴雨預警準確率已由83%提高到86%,強對流預警提前量已由36分鐘提高到41分鐘。如今,充分利用氣象現代化成果,發揮風雲四號A星、新一代天氣雷達拼圖等科技優勢,綜合運用實況分析産品、數值預報産品、智慧網格預報和多種預報技術方法,暴雨、颱風、強對流等極端天氣的預報精準度和時間提前量得以逐步提高。

作為強對流天氣的“示蹤器”,閃電的成功捕捉被視為有效提升強對流天氣預警準確率的重要進展。這位“閃電捕手”,來自風雲四號A星搭載的我國首臺地球靜止軌道閃電探測儀器,其每秒可探測500張閃電圖像,實現對中國及周邊區域24小時不間斷探測。通過將閃電的實時、連續觀測數據與雲圖疊加,能夠實現對強對流天氣的監測與跟蹤,進而形成閃電災害預警産品。據悉,由閃電成像儀探測到的閃電“事件”産品于5月16日首次用於在山東大部、安徽北部和江蘇北部出現的強對流天氣業務監測。評估顯示,産品能夠定量反映強對流雲團的閃電分佈,實現了氣象衛星遙感監測閃電零突破。這只是風雲四號衛星眾多服務産品中的一個,目前,風雲四號A星正式下發包括大氣、雲、沙塵、降水、輻射、閃電等在內的共28種全新遙感産品,正在為汛期內的各類災害性天氣預報預警提供支撐。

7月22日11時20分,新一代天氣雷達組網拼圖給正在靠近陸地的颱風“安比”進行全方位體檢——回波結構鬆散、無明顯“颱風眼”、回波主要分佈在移動方向的前側……結合這份“體檢報告”,綜合衛星、近海浮標等提供的觀測信息,預報員在地圖上清晰地圈出一個個精細的降雨落區,這是在“安比”登陸前的1個小時。目前,我國新一代天氣雷達拼圖系統建設已進入攻堅階段,建立“觀測分析”“監測預警”和“檢驗評估”等3個模塊,新增雷暴聚類、雷暴密度、雷暴跟蹤、冰雹指數、冰雹概率、冰雹路徑跟蹤等6項強對流監測産品,重點聚焦強對流天氣監測,實現定制區域內強對流天氣的多級預警。其中,冰雹監測産品能夠定量化輸出冰雹發生概率、直徑,産品分辨率為1km×1km,時間分辨率為10分鐘,通過對近一年的101個冰雹個例進行算法評估,冰雹命中率達80.2%。

由中國氣象局自主研發的GRAPES全球四維變分同化系統(GRAPES-4DVAR)于6月28日通過業務化評審,正趕上在汛期顯身手。該系統能夠有效同化高時間頻次的常規資料和各類衛星資料,使用觀測資料總量較三維變分同化系統增加50%左右。基於四維變分同化系統,我國全球數值預報模式對於北半球3天以內和南半球1天至10天的預報結論改進明顯;雨帶和大量級降水預報技巧提高,颱風路徑預報誤差明顯減小15%左右。該系統很快在7月10日預報今年第8號颱風“瑪莉亞”的過程中得到有效檢驗——風雲四號衛星紅外高光譜探測儀15分鐘分辨率加密觀測數據于1分鐘內進入GRAPES全球四維變分同化系統,隨後其輸出結果顯示改進了對副高強度和位置的預報,為預報颱風的強度和路徑提供了重要參考。

今年汛期,通過多維氣象實況數據分析技術,氣象部門能夠將各種不同來源、同一對象(如降水)的觀測數據整合在一起,通過複雜計算,並不斷與觀測數據對比調校,最終推導出各格點最貼近真實的情況;在時間方面,通過將多種來源數據整合,將原本時間上不連續的觀測資料拼出一條完整的時間軸,最終製作出空間均勻(格點)、時間連續的數據産品。目前,運用該技術可在12分鐘內完成對數據從觀測端到質量控制、入庫、融合分析、實況産品製作的全流程,送達預報員桌面,直接服務於智慧網格預報。與此同時,基於多年積累的降水、陸面氣象要素和雲分析等融合分析技術,面向智慧網格預報業務需求,完成質量提升、時效優化後的首批實況分析産品於今年6月通過業務準入論證,12分鐘時效的中國陸地5km分辨率的降水、氣溫、相對濕度、總雲量等18種産品,已作為零時刻的實況産品支撐汛期智慧網格預報業務應用。同時,三維雲、海表溫度、洋面風等第二批實況分析産品也已經實現實時運行。高時空分辨率時空分析産品能夠對降水強度、落區及時間演變特徵,颱風發生發展及空間結構特徵,高溫、大風等災害性天氣的時空特徵進行精準監測。記者 牛彥元

【我要糾錯】 責任編輯:朱英
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