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6月7日至9日，江南、華南地區(qū)遭遇新一輪強降雨天氣，中央氣象臺發(fā)布暴雨和強對流天氣預警。在同一時刻的浩瀚太空中，7顆風云氣象衛(wèi)星緊盯風云變幻，每5分鐘生成一張中國及周邊區(qū)域云圖，每1分鐘生成一張指定區(qū)域云圖……

2021年，我國24小時暴雨預報TS評分達到0.224，暴雨預警準確率達到90%，強對流天氣預警時刻提早至40分鐘，臺風路徑24小時預報誤差別斷縮小，全球預報預測準確率穩(wěn)步提高，我國首次實現(xiàn)對全球范圍臺風的預報。氣象預報水平的提高，離別開風云氣象衛(wèi)星觀測技術的進展。

敏銳的太空前哨——

強化短臨監(jiān)測預報預警定量支撐

每年汛期，各地時常受強對流天氣襲擾。在今年南方多次強對流天氣過程中，風云四號B星快速成像、對流進展監(jiān)測、云頂溫度、云頂高度、云類型等衛(wèi)星產(chǎn)品為監(jiān)測預報預警提供了有力支撐。

國家衛(wèi)星氣象中心服務首席任素玲表示，10年前，風云氣象衛(wèi)星每半小時甚至一小時才生成一張云圖，空間分辨率為幾公里，而此時的風云四號氣象衛(wèi)星產(chǎn)品，時空分辨率最高可達1分鐘和250米。

為強化衛(wèi)星資料對核心業(yè)務的支撐作用，今年，國家衛(wèi)星氣象中心推出“風云地球”平臺，以預報員需求為導向，聚焦暴雨、強對流、臺風等天氣，強化衛(wèi)星資料在精細化天氣監(jiān)測預警中的定量支撐作用，目前該系統(tǒng)已在12個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）試點應用。

5月9日至10日，湖南浮現(xiàn)暴雨。湖南省氣象臺首席預報員劉紅武表示，“風云地球”提供的高時效衛(wèi)星產(chǎn)品滿足了預報員對短時臨近監(jiān)測的要求，對中尺度云團的移速及強降雨落區(qū)訂正起到指導作用。

近年來，隨著風云氣象衛(wèi)星的時空分辨率越來越高，其在強對流短臨監(jiān)測預報預警方面的作用越發(fā)重要。中央氣象臺強天氣預報中心高級工程師盛杰表示，利用風云氣象衛(wèi)星制作的中尺度對流系統(tǒng)追蹤識不、深對流識不及云閃觀測產(chǎn)品，有效提高了短臨預報的時效性，尤其是海上及高原等地基觀測別足的地區(qū)，依靠風云氣象衛(wèi)星，監(jiān)測和預警能力大大提升。

“天眼”追風——

準確捕捉臺風行蹤

我國是世界上受臺風妨礙最嚴重的國家之一。中央氣象臺臺風與海洋氣象預報中心首席預報員許映龍表示，近年來，我國臺風預報取得長足進步，風云氣象衛(wèi)星立下汗馬功勞。

2000年往常，我國臺風實時監(jiān)測業(yè)務要緊依賴國外氣象衛(wèi)星資料，且以定性分析為主。此時，風云氣象衛(wèi)星為監(jiān)測臺風動向、強度變化、三維熱力結構及海洋大氣環(huán)境狀況演變提供高時空分辨率監(jiān)測信息。2017年第13號臺風“天鴿”在廣東近?？焖偌訌?，若惟獨半小時、一小時刻隔的衛(wèi)星觀測，預報員全然無法及時捕捉“天鴿”強度的快速變化。而2016年發(fā)射的風云四號A星，大大提高了產(chǎn)品的時空分辨率，5分鐘一次的區(qū)域觀測使預報員能更加準確地判定臺風的強度和位置。

2021年，處于在軌測試時期的風云四號B星搭載的快速成像儀，對臺風“煙花”進行了1分鐘連續(xù)高頻觀測。靜止氣象衛(wèi)星與極軌氣象衛(wèi)星聯(lián)合，利用先進的靜止軌道輻射成像儀、微波大氣探測儀和風場測量雷達等新型探測儀器，可對臺風妨礙區(qū)域的降水分布和風場進行連續(xù)觀測，為預報員實時分析和研判臺風風雨妨礙提供重要支撐。

今年6月1日，風云三號E星和風云四號B星及其地面應用系統(tǒng)轉(zhuǎn)入業(yè)務試運行，許映龍?zhí)貏e期待風云四號B星“分鐘級”高時空分辨率區(qū)域快速成像儀和風云三號E星風場測量雷達等新型遙感探測儀器在今年臺風監(jiān)測預報中的表現(xiàn)。福建省氣象臺預報員范能柱也抱有同樣的期待：“風云氣象衛(wèi)星提供的臺風三維結構、臺風降水和洋面風場等高精度產(chǎn)品，能立體展示臺風的精細結構，實時監(jiān)測臺風風雨分布的演變動態(tài)，為預報員分析臺風的強度、位置和風雨妨礙提供有力參考?！?/p>

善其事利其器——

在數(shù)值預報中“大顯身手”

衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)別但能夠精準反映天氣系統(tǒng)變化，還能夠經(jīng)過數(shù)據(jù)同化技術融入數(shù)值預報模式，進一步提升預報精度。

中國氣象局地球系統(tǒng)數(shù)值預報中心衛(wèi)星資料同化室副主任韓威介紹，10年前，風云氣象衛(wèi)星惟獨云導風資料在數(shù)值預報業(yè)務中實現(xiàn)了同化應用。近年來，團隊突破多項風云衛(wèi)星資料同化核心技術，應用效益別斷提升。2021年，7顆在軌氣象衛(wèi)星中13個有效載荷均實現(xiàn)同化應用。風云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)在業(yè)務數(shù)值預報中的數(shù)量占比逐年提高，從2017年的6%提升至2021年的11%，定量貢獻也越來越大。

非常值得一提的是，我國在國際上首次實現(xiàn)了靜止軌道紅外高光譜大氣探測儀——風云四號A星大氣垂直探測儀的觀測業(yè)務同化，提高了臺風、暴雨等災害性天氣預報精度。在2018年對“瑪莉亞”等臺風的目標觀測和同化中，風云四號氣象衛(wèi)星表現(xiàn)別俗。數(shù)值預報與風云四號衛(wèi)星探測儀“乾坤互動”，開展了預報需求驅(qū)動的目標觀測和同化，15分鐘分辨率的探測儀目標觀測資料同化到中國氣象局全球四維變分同化系統(tǒng)中。結果表明，高時刻、高光譜分辨率資料顯著改進了模式對臺風路徑以及副熱帶高壓強度、位置的預報。歐洲氣象衛(wèi)星開辟組織原首席科學家JohannesSchmetz評價：“這是地球靜止軌道大氣探測同化應用的里程碑?！?018年至2021年，團隊共開展9次目標觀測同化，臺風24小時和48小時路徑預報平均提高10%。

風云四號A星已在我國自主進展的數(shù)值天氣預報系統(tǒng)中大顯身手。韓威期待，風云四號A星和B星“雙星組網(wǎng)”后的高時空、高光譜分辨率數(shù)據(jù)能在數(shù)值預報中有新的表現(xiàn)。

來源：中國天氣網(wǎng)