让把脉极端天气的“利器”更锋利——气象部门提升雷达气象业务能力综述-中国气象局政府门户网站
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让把脉极端天气的“利器”更锋利
——气象部门提升雷达气象业务能力综述

发布时间:2021年12月28日 来源:中国气象报社

  气象雷达,作为实现“监测精密、预报精准、服务精细”的重要“利器”,在提高强对流天气监测预警能力、筑牢气象防灾减灾第一道防线中具有特殊地位。

  聚焦于此,2021年,中国气象局脚踏实地夯实基础业务,推动气象雷达业务走过了谋新局、补短板、强弱项、提能力的关键一年。在深入贯彻落实习近平总书记关于气象工作重要指示精神的有力行动中,中国气象局组建中国气象局雷达气象中心、出台雷达气象业务改革发展工作方案,在增强资料应用能力和装备保障能力等方面取得显著成效,不断打磨把脉风云的雷达“利器”。

  谋篇布局:织密全国一张网

  我国现有新一代天气雷达近地面1千米高度覆盖率约30.79%,西部地区尤其是青藏高原边坡地带、地形复杂的偏远乡村、中小河流等气象灾害多发易发区仍存在雷达探测盲区,制约气象预报和服务能力提升。

  中国气象局党组坚持“人民至上、生命至上”理念,加强顶层设计,对标“监测精密”,从织密“全国一张网”着手,部署监测预警补短板工程。组建雷达气象中心,创新性成立天津气象雷达研究试验中心和长沙气象雷达标校中心,加快体制机制改革,布局完善雷达气象业务体系……一系列行动全面铺开。

  这一年,经过充分调研,中国气象局统筹全国布局,组织开展了60部X波段雷达、6部新一代天气雷达建设工作。目前,我国已建成224部由S波段和C波段新一代天气雷达构成的世界最大的业务化运行气象雷达监测网,为提高天气预报准确率和气象服务能力奠定了坚实基础。

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天气雷达分层图(台风“查帕卡”) 来源:气象探测中心?

  谋篇布局向未来。“十四五”期间,气象部门还将按照我国400毫米降水线东侧地区基本覆盖、西侧地市级以上城市全覆盖的原则,重点在西部复杂地形区人口聚集地、七大流域雷达观测空白区、兵团、东北农垦和林业保护区、西北农牧经济主产区、高山附近峡谷地带布设雷达,让气象雷达真正发挥“支柱”和“国之重器”作用。

  应用为先:预报服务检验雷达成效

  7月20日,河南省郑州市一小时降水量达201.9毫米,创中国大陆有气象记录以来小时降水量极值。河南省气象台利用雷达定量降水估测产品,改进了短时临近定量降水估测和预报技术,在“7·20”特大暴雨预报预警中发挥了关键作用。

  9月15日,第十四届全国运动会(以下简称“十四运会”)在陕西省西安市盛大开幕。在陕西省首部X波段双偏振相控阵天气雷达、两部激光测风雷达等新建观测设备的支持下,根据十四运会气象台预报,开幕式主办方巧打降水“时差”,将一场盛大的开幕式呈现给观众。

  ……

  细数这一年的重大气象服务,雷达应用成效的提升显而易见。在预报服务的实际应用中检验雷达建设效益,这也正是中国气象局这一年推动雷达气象业务建设的清晰思路。

  中国气象局地球系统数值预报中心韩威研究员介绍,我国天气雷达资料已经应用于数值模式,其中,多普勒雷达、风廓线雷达等径向风、风观测已经实现直接同化应用,雷达反射率因子通过云分析同化进入数值预报系统。同化雷达资料后,24小时之内降水预报技巧明显改进,降水TS评分大于10毫米量级更优。

  尽管如此,我国天气雷达资料的应用仍有较大进步空间。以今年完成双偏振升级的新一代天气雷达为例,其蕴含的丰富信息,在数值预报初值和物理计算过程中潜力巨大。聚焦于此,数值预报团队正在联合气象探测中心团队开展双偏振雷达观测的直接同化研发。未来,气象部门将联合发展基于数值预报和雷达的更智能的观测模式,提高预报准确性和模式精度、可用性。

  强化保障:核心技术自主可控

  在今年第6号台风“烟花”影响期间,浙江省杭州(下沙)新一代天气雷达紧跟台风行踪,在台风二次登陆杭州湾的过程中为其精准“画像”,成为台风路径和强度预报的重要依据。

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杭州精细化反射率产品图 来源:浙江省气象探测中心?

  杭州(下沙)新一代天气雷达能为“烟花”精准“画像”,正得益于其新增的快速精细化探测功能。浙江省气象局大气探测技术保障中心副主任汪章维介绍,快速精细化探测功能使雷达时空分辨率大大提高,一次体扫时间从6分钟缩短到4分钟,回波产品更加精细,数据质量更高。不仅如此,杭州、湖州和嘉兴雷达实现了组网,在2021年汛期运行中同样表现不俗。

  雷达在捕捉“烟花”中显身手,这是中国气象局今年加强雷达装备保障技术研发和升级的一个缩影。

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台风“烟花”雷达基本反射率拼图 来源:气象探测中心?

  以软硬件核心技术自主、可控为目标,气象部门推动雷达新装备新技术的应用,核心关键器件质量、观测质量、雷达运行稳定性都大大提高。此外,改进雷达数据传输方式,实现“即扫即传”,将数据传输时间从442秒缩短到50秒。

  气象探测中心副主任梁海河介绍,瞄准扫描速度快、时空分辨率高、产品定量精准等关键指标,气象部门正加快气象雷达核心技术研发,包括建设相控阵雷达、激光雷达、风廓线雷达和云雷达等新型雷达试验平台,推进智能化探测技术、相控阵探测技术等研发工作;建立雷达探测技术检验测试平台,满足雷达技术创新和成果快速转化新需求。

  目前,雷达数据应用单位正在逐步建立以天气雷达为主要资料来源的短临预报业务平台,逐步建立全国及区域小时级1千米—3千米分辨率、以天气雷达为核心的多源资料同化预报系统和精细化数值预报服务系统。

  气象探测中心主任、雷达气象中心主任李良序表示,持续对标“监测精密、预报精准、服务精细”要求,气象部门正全面推进雷达气象业务改革,推进雷达气象业务能力建设,提升气象雷达应用水平和效益,发挥气象雷达的“支柱”和“国之重器”作用,为生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好提供更坚实的气象保障。(王亮、周爱春、王箫鹏、王金成、杨金红、徐丽娜对本文有贡献)

 (作者:简菊芳 责任编辑:刘淑乔)

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