中國氣象局聯(lián)合高校及科研院所與香港天文臺開展臺風(fēng)三維加密觀測
8月8日傍晚,中央氣象臺經(jīng)過風(fēng)云四號B星在南海上空拍攝到的分鐘級衛(wèi)星云圖,提早一天捕獲到了今年第7號臺風(fēng)“木蘭”的前身——南海低壓。在天氣預(yù)報、氣象服務(wù)和防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域,一張由中國氣象局聯(lián)合高校和科研院所,與香港天文臺攜手打造的地空天三維探測“防護(hù)網(wǎng)”已穩(wěn)穩(wěn)撐開,監(jiān)測風(fēng)云變換、掌握天氣動向、精準(zhǔn)預(yù)報服務(wù)從此有了更為強大的支撐與保障。
為了提高南海區(qū)域臺風(fēng)預(yù)報精度,中國氣象局地球系統(tǒng)數(shù)值預(yù)報中心(以下簡稱“數(shù)值預(yù)報中心”)、國家氣象中心、國家衛(wèi)星氣象中心、中國氣象局氣象探測中心,攜手中國科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)與地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點實驗室和復(fù)旦大學(xué)大氣海洋科學(xué)系以及香港天文臺,聯(lián)合開展了風(fēng)云四號衛(wèi)星高光譜探測儀和香港機載下投探空儀協(xié)同的臺風(fēng)加密觀測試驗。
未雨綢繆——以預(yù)報需求牽引攜手布下周密監(jiān)測網(wǎng)
“在全球氣候變化背景下,極端天氣氣候事件發(fā)生的頻次、強度增加,意味著防災(zāi)減災(zāi)任務(wù)更重。常規(guī)的觀測資料并別能滿足需求,智能加密目標(biāo)觀測的重要性日益凸顯?!敝袊茖W(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)教授穆穆表示。
針對此次南海臺風(fēng)目標(biāo)觀測,復(fù)旦大學(xué)穆穆院士、中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員段晚鎖、香港天文臺助理臺長陳柏緯、數(shù)值預(yù)報中心研究員韓威和國家衛(wèi)星氣象中心研究員陸風(fēng)等專家,提早3天用SV辦法識不目標(biāo)觀測區(qū)域,又采用我國原創(chuàng)的CNOP辦法對區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化,最終確定此次臺風(fēng)的目標(biāo)觀測區(qū)域為海南島東南部一帶(105°E—125°E,10°N—35°N),加密觀測時刻為8月8日8時到8月10日8時。
國家氣象中心臺風(fēng)與海洋氣象預(yù)報中心錢傳海主任講:“此次觀測試驗為中國氣象局和香港天文臺首次針對臺風(fēng)開展空天聯(lián)合探測試驗,也是中國氣象局與中國科學(xué)院、高校等多部門科研和業(yè)務(wù)緊密結(jié)合的一次生動實踐?!?/p>
針對目標(biāo)觀測區(qū)域,風(fēng)云四號B星高光譜探測儀GIIRS開展15分鐘一次的時刻加密觀測,快速成像儀GHI的觀測區(qū)域以廣州為中心開展1分鐘時刻分辨率的觀測,充分發(fā)揮風(fēng)云四號衛(wèi)星高光譜、高時刻和高空間分辨率的多載荷聯(lián)合探測優(yōu)勢。
枕戈以待——展現(xiàn)探測科技實力發(fā)揮數(shù)值預(yù)報“芯片”作用
天基觀測嚴(yán)密有序,而空基觀測也早早進(jìn)入了應(yīng)急狀態(tài)。在云區(qū),發(fā)揮機載下投探空的探測優(yōu)勢,氣象研究人員可收集到第一手有關(guān)熱帶氣旋在別同高度的氣象資料,以補充傳統(tǒng)海面氣象觀測的別足。香港天文臺分不于8月8日12點至15點、8月9日12點至15點以及8月10日9點至12點開展機載下投探空加密觀測。據(jù)介紹,這套系統(tǒng)安裝在特區(qū)政府飛行服務(wù)隊的定翼機上,并由定翼機投擲出下投式探空儀。即使在惡劣天氣下,下投式探空儀也能正常運行。
地面觀測是觀測網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)部分,目前,中國氣象局氣象探測中心在廣東設(shè)有4個探空站,往返平漂探空的零壓氣球能夠依照天氣過程監(jiān)測需求開展探測,操縱其上升高度、漂移時刻、下降時刻和下降區(qū)域,依照天氣過程開展“定制化”探測服務(wù)。
在短短的1分鐘內(nèi),這些數(shù)據(jù)進(jìn)入CMA-GFS全球四維變分資料同化系統(tǒng)中“強強聯(lián)手”,同化系統(tǒng)經(jīng)過對我國風(fēng)云衛(wèi)星紅外高光譜大氣探測、微波輻射計、海洋二號衛(wèi)星洋面風(fēng)等高時空分辨率觀測數(shù)據(jù)、智能往返探空和香港天文臺機載下投探空加密目標(biāo)觀測數(shù)據(jù)的高效同化,給出了以后48小時妨礙我國海南島東南部區(qū)域預(yù)報的目標(biāo)觀測區(qū)域的高質(zhì)量天氣初值,有效改進(jìn)了數(shù)值預(yù)報初值場對南海臺風(fēng)三維中尺度結(jié)構(gòu)的精細(xì)刻畫能力。加密觀測同化的預(yù)報數(shù)據(jù)和產(chǎn)品傳送到中央氣象臺預(yù)報員手中,服務(wù)于8月9日和10日的全國天氣會商。
韓威表示:“此次觀測試驗是我們貫徹落實《氣象高質(zhì)量進(jìn)展綱要(2022—2035年)》的一次重要體現(xiàn),經(jīng)過預(yù)報需求驅(qū)動和科學(xué)設(shè)計,建設(shè)智能協(xié)同的周密觀測系統(tǒng),健全智能數(shù)字預(yù)報業(yè)務(wù)體系,為預(yù)報員準(zhǔn)確捕捉天氣形勢、精準(zhǔn)預(yù)測天氣變化提供了很好的支撐?!?/p>
在8月9日早上的全國天氣會商中,中央氣象臺表示,南海熱帶低壓將在南海中西部海域回旋少動后向偏北轉(zhuǎn)西北方向挪移,強度緩慢加強,并可能于今天傍晚前后加強為今年第7號臺風(fēng)“木蘭”,將于8月10日中午至晚上在海南文昌至廣東陽江一帶沿海登陸,這與前期同化后觀測試驗預(yù)報結(jié)論一致,韓威講:“這次,我們別僅最終答案對了,過程也對了?!?/p>
今年是香港回歸25周年。香港氣象作為中國氣象事業(yè)的重要組成部分發(fā)揮了舉足輕重的作用。從數(shù)據(jù)交換、共建氣象站到高運算電腦和深度學(xué)習(xí)等高端應(yīng)用,香港天文臺與內(nèi)地氣象部門在精細(xì)化預(yù)報、多災(zāi)種預(yù)警、人工智能、共享氣象軟件、遙感觀測應(yīng)用和研究等多方面緊密合作,為服務(wù)粵港澳大灣區(qū)建設(shè)以及“三個全球”(全球監(jiān)測、全球預(yù)報、全球服務(wù))提供了更多元化、更先進(jìn)、更優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)。
這一刻,自主創(chuàng)新、團結(jié)一致的中國力量正噴薄而出。
來源:中國天氣網(wǎng)