大風來了——天氣預報為何越來越準?
2021年01月08日10:17

  來源:科學人文在線

  大氣觀測網不僅是國家天氣預報和氣候預測的基礎,而且為大氣科學和全球氣候變化研究提供所必需的資料。大氣探測也是我國大氣科學的重要分支,經過幾十年的努力,目前我國大氣探測正處於向大氣綜合觀測發展(郭誌梅等,2010; 唐世浩等,2010; 柴秀梅等,2010)。

  我國已建成門類齊全的綜合氣象觀測網

  為滿足我國社會發展和經濟建設的需求,國家十分重視氣象觀測站的建設和探測手段的創新,使得我國大氣探測技術取得顯著發展和對地球觀測系統的不斷加強。當前,我國已經建成天基、空基和地基相結合,門類比較齊全,佈局基本合理的綜合氣象觀測系統。到2011 年年底,我國已建成國家級地面觀測站2419 個,高空觀測站120 個,新一代天氣雷達172 個,固定式風廓線雷達45部。並且,地面氣像要素實現自動觀測,高空探測站使用L 波段探空系統和國產GPS 探空系統,建成了新一代多普勒天氣雷達監測網,飛機氣象觀測和地基遙感探測系統發展迅速,全國雷電監測網初步建成,農業氣象觀測站網正在優化調整,氣象應急移動觀測系統發展迅速,以及氣候觀測系統建設得到大力推進。這個系統不僅為天氣預報、氣候預測和災害監測提供了觀測基礎,而且為大氣科學和全球氣候變化研究提供了資料支援。

  氣象衛星遙感觀測已成為我國氣象業務和研究不可或缺的手段

  我國氣象衛星的研究和發射雖比先進國家晚,但發展快、起步高。如圖1 所示,我國已相繼成功發射了FY-1D、FY-2C 和FY-2D 等五顆靜止衛星和FY-3A和FY-3B 等六顆極軌衛星,我國已成為世界上少數擁有靜止和極軌業務氣象衛星的國家之一。並且,我國氣象衛星有效載荷有較大提升,實現了從單一遙感成像到地球環境綜合探測,從光學遙感到微波遙感,解像度從千米級到百米級的跨越。當前氣象衛星遙感觀測已經廣泛應用於我國夏季風、南海季風爆發、西北太平洋颱風活動等的監測。我國氣象衛星不僅在天氣預報、氣候預測、生態環境和自然災害的監測中發揮了重大作用,而且在海洋、農業、水利、林業和環境保護等方面也得到廣泛應用。

圖1   風雲氣象衛星外觀(圖引自http ://2011.cma.gov.cn/ztbd/20110104/20111105/[2015-5-30] )
圖1 風雲氣象衛星外觀(圖引自http ://2011.cma.gov.cn/ztbd/20110104/20111105/[2015-5-30] )

  我國氣象衛星研究和發射的發展帶動了我國衛星氣象學的研究。當前,我國不僅在利用衛星遙感資料分析西北太平洋颱風活動及登陸我國地點、監測暴雨,以及洪澇分佈、寒潮活動、沙塵暴和霧霾天氣和森林火災等方面取得很大進展,而且氣象衛星資料在數值天氣預報中也得到廣泛應用,提高了數值天氣預報的精度和時效。此外,我國氣象衛星資料在氣候變化研究中的應用也正在逐步開展。因此,衛星氣象學的研究在我國正方興未艾。

  氣象雷達探測資料成為我國短時天氣預報中重要的科學依據

  由於天氣雷達在天氣預報中有重要應用,我國大氣科學一直重視天氣雷達的研發和應用。我國天氣雷達走過一條從引進和消化吸收到改進自主研發的曲折道路,經曆了從早期模擬信號的天氣雷達逐步向數字化天氣雷達和多普勒效應的新一代天氣雷達發展旅程。到2011 年年底,我國已建成了172 個新一代天氣雷達探測站(圖2 ),建成了覆蓋全國的新一代天氣雷達網,並實現了可以每6 分鐘數據實時傳輸和聯網拚圖。我國新一代天氣雷達投入業務運行,使得我國對颱風、暴雨等較大範圍的強降水的臨近預報準確率大大提高,並且能儘早識別颮線、龍卷、下擊暴流等強對流天氣。此外,我國在激光雷達和風廓線雷達的研製和應用研究也取得很大進展。

圖2  我國新一代天氣雷達站
圖2 我國新一代天氣雷達站

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