空天地一体化气象监测技术显身手 台风暴雨预警有望实现“早准快”
发布时间:2020-09-14 09:12 浏览次数:

今年汛期,我国各级气象部门坚持人民至上、生命至上的理念,立足防大汛、抗大洪、抢大险,利用各种高科技手段进一步强化气象监测预警,充分应用气象卫星、雷达和智能网格预报等现代化装备和技术,进行空天地一体化气象监测,准确预报出今年雨带位置阶段性变化,以及入汛以来23次大范围强降雨的落区、强度和时间,做到了重大灾害性天气监测不漏网、预报不失误、服务无疏漏,为各级党委政府防汛救灾和人民群众避灾避险提供有力支撑。

“天”字号重器汛期服务显身手

多源的数据融合实现“天气现象一张图”,“数算一体”提升全链条效能,八大类观测设备达到全覆盖,气象云资源池精细化监控得以呈现……进入汛期以来,综合气象观测产品系统“天衍”、气象大数据云平台“天擎”、综合气象观测数据质量控制系统“天衡”、气象综合业务实时监控系统“天镜”等国家级气象业务系统和平台,在汛期气象服务中大显身手,为保障人民群众生命财产安全发挥了重要作用。

据介绍,通过人工智能、大数据识别等技术手段,“天衍”实现从“CT级”到“全息级”观测,可以对冰雹、雷暴、大风、强降水等天气过程进行实时精准监测和预警,并对能见度、雷电判识、台风定位、雨滴谱等多类精细化特色产品进行改进。其中,冰雹产品命中率达95%、雷暴聚类产品成功率达90%。今年,借助算法合作,“天衍”可充分满足个性化定制需求,受到交通、建筑、农业等领域企业的关注。

“天擎”可将气象行业数据与算法资源整合,使算法向数据靠拢,从而解决过去各业务系统反复调用、存储、传输带来的冗余问题,成为气象部门适应大数据时代,推进气象业务系统转型升级的重要抓手。截至目前,山东、内蒙古、安徽等26个省(自治区、直辖市)已完成“天擎”1.0版本的建设工作,今年年底将在全国范围内实现“天擎”业务试运行。

从天气雷达到国家地面站等八大类观测设备,从新疆喀什探空站到山东荣成探空站,从观测设备的数据获取到数据评估……这些都离不开“天衡”。该系统由数据获取、质量控制、诊断勘误、数据评估四个业务环节组成,可实现“一张地图看好坏”,全方位、多维度同步监控各个设备数据质量情况。自今年5月起,每月一次的质量例会制度启动,对标气象观测质量管理体系要求,推动建立八大类观测质量首席为责任主体的改进机制。

400余种气象资料的传输情况、30余个业务系统的运行状态、气象云资源池的精细化监控、网络安全的全面态势感知等,均能通过“天镜”一体呈现。一旦出现问题,各类业务系统告警将以多种手段及时发布,助力应急决策指挥。在“天镜”的帮助下,气象信息业务形成统一运维体系,向着集约化、综合化、流程化的阶段迈进。

我国卫星遥感综合应用突破关键技术

记者从中国气象局获悉,今年入汛以来,国家卫星气象中心利用风云三号气象卫星等持续对巢湖、鄱阳湖、洞庭湖、太湖等重点湖泊水库水体进行精密监测,今年已制作发布56期水体监测报告。

2017年卫星遥感综合应用体系建设指导意见出台以来,我国气象卫星遥感综合应用体系建设成果丰硕。如今,我国气象卫星遥感应用影响力空前提升、业务体系基本建立、关键技术取得实质突破。

在关键技术方面,我国攻克静止轨道三轴稳定卫星平台图像导航配准等关键技术,卫星定位定标精度接近国际先进水平;GRAPES模式卫星资料同化占比从62%提高到73%,新型卫星资料数值模式同化能力取得显著突破;在国际上首创数值模式与卫星观测互动模式,显著提高观测效率;助力灾害性天气监测时效提高到5分钟、台风平均定位精度稳步提升,海冰、积雪、路表温度等气候产品精度达国际先进水平,卫星遥感核心气象业务支撑能力显著增强。

实现气象预警“早准快”

今年6月18日,长江中下游梅雨锋暴雨联合科学试验开展首次飞机观测,一架搭载了云雷达和云中水凝物探测仪的飞机从湖北宜昌三峡机场起飞,穿越梅雨锋降水云团进行空基观测。与此同时,位于湖北咸宁的中国气象局长江中游暴雨监测野外科学试验基地、荆州江陵观测基地通过对流层风廓线雷达、毫米波云雷达、微波辐射计、GPS探空系统等地面观测设备观测,并配合飞机观测和天气演变,进行不定时观测;中国风云四号卫星等气象卫星数据也被实时调用进行对比分析。

从高空到云中,从雷达到卫星,从云团形状到移动路径……多种探测手段共同构建了立体观测网络,全方位开展梅雨锋宏观环境、云微物理和降水观测,为探寻研究梅雨锋暴雨形成奠定了良好基础。

7月16至7月19日,长江中下游流域出现大范围强降水,强降雨带一路东移,横扫重庆、湖北、安徽、江西等地,是一次典型的梅雨锋暴雨过程,布设于湖北咸宁、襄阳、秭归、荆州,安徽合肥和寿县、南京江宁等地的试验观测站点联合对此次过程进行了“完美捕捉”。本次试验首次将梅雨锋暴雨观测和研究范围扩展至长江中、下游流域等梅雨锋主要影响区域,全面“记录”梅雨锋系统发生发展过程。

“流域联动、多方协同的试验思路对探究梅雨锋暴雨中尺度系统动力、热力结构,以及暴雨云团的水凝物结构和微物理特征有着重要帮助。”试验项目负责人、中国气象局武汉暴雨研究所所长崔春光研究员介绍,试验通过对比梅雨锋系统在长江中游和下游的结构特征差异,分析研究了梅雨锋系统自西向东移动中的变化规律。

8月14日,甘肃省陇南市抗洪救灾指挥部的大屏幕开始滚动显示气象预警信息、降水实况分布图、卫星云图和雷达回波图等。陇南市气象部门紧盯雷达监测资料和降水实况,根据实际情况升级暴雨预警信号,并通过陇南市自然灾害监测预警指挥系统平台向有关县区的各级干部及市级单位联络员发布短时强降水监测站点周围10公里范围内预警。

“预警信息发布及时准确,得益于平台规范了省级指导、市级订正、县级发布的一体化业务,实现了预警信号产品推送到基层预报员桌面,解决预警信号发布效率低、提前时间短的问题。预警提前量实现6小时以上,第一时间将气象信息提供至一线防汛部门。”兰州中心气象台副台长刘新伟说。(记者 袁于飞)