科技成果汛期上陣 “空天地”尋蹤災害天氣

■28種全新風四遙感產品鎖定天氣系統動向

■6項新一代雷達拼圖監測產品實現定制區域內強對流多級預警

■1分鐘實現高頻觀測數據進入全球四維變分同化系統

■12分鐘內完成數據從觀測端到質量控制、入庫、融合分析、產品制作全流程支撐智能網格預報

今年汛期，中國氣象局針對臺風“瑪莉亞”的24小時路徑預報誤差僅45公里，達歷史最好水平；今年上半年，暴雨預警準確率已由83%提高到86%，強對流預警提前量已由36分鐘提高到41分鐘。如今，充分利用氣象現代化成果，發揮風云四號A星、新一代天氣雷達拼圖等科技優勢，綜合運用實況分析產品、數值預報產品、智能網格預報和多種預報技術方法，暴雨、臺風、強對流等極端天氣的預報精準度和時間提前量得以逐步提高。

作為強對流天氣的“示蹤器”，閃電的成功捕捉被視為有效提升強對流天氣預警準確率的重要進展。這位“閃電捕手”，來自風云四號A星搭載的我國首臺地球靜止軌道閃電探測儀器，其每秒可探測500張閃電圖像，實現對中國及周邊區域24小時不間斷探測。通過將閃電的實時、連續觀測數據與云圖疊加，能夠實現對強對流天氣的監測與跟蹤，進而形成閃電災害預警產品。據悉，由閃電成像儀探測到的閃電“事件”產品于5月16日首次用于在山東大部、安徽北部和江蘇北部出現的強對流天氣業務監測。評估顯示，產品能夠定量反映強對流云團的閃電分布，實現了氣象衛星遙感監測閃電零突破。這只是風云四號衛星眾多服務產品中的一個，目前，風云四號A星正式下發包括大氣、云、沙塵、降水、輻射、閃電等在內的共28種全新遙感產品，正在為汛期內的各類災害性天氣預報預警提供支撐。

7月22日11時20分，新一代天氣雷達組網拼圖給正在靠近陸地的臺風“安比”進行全方位體檢——回波結構松散、無明顯“臺風眼”、回波主要分布在移動方向的前側……結合這份“體檢報告”，綜合衛星、近海浮標等提供的觀測信息，預報員在地圖上清晰地圈出一個個精細的降雨落區，這是在“安比”登陸前的1個小時。目前，我國新一代天氣雷達拼圖系統建設已進入攻堅階段，建立“觀測分析”“監測預警”和“檢驗評估”等3個模塊，新增雷暴聚類、雷暴密度、雷暴跟蹤、冰雹指數、冰雹概率、冰雹路徑跟蹤等6項強對流監測產品，重點聚焦強對流天氣監測，實現定制區域內強對流天氣的多級預警。其中，冰雹監測產品能夠定量化輸出冰雹發生概率、直徑，產品分辨率為1km×1km，時間分辨率為10分鐘，通過對近一年的101個冰雹個例進行算法評估，冰雹命中率達80.2%。

由中國氣象局自主研發的GRAPES全球四維變分同化系統（GRAPES-4DVAR）于6月28日通過業務化評審，正趕上在汛期顯身手。該系統能夠有效同化高時間頻次的常規資料和各類衛星資料，使用觀測資料總量較三維變分同化系統增加50%左右。基于四維變分同化系統，我國全球數值預報模式對于北半球3天以內和南半球1天至10天的預報結論改進明顯；雨帶和大量級降水預報技巧提高，臺風路徑預報誤差明顯減小15%左右。該系統很快在7月10日預報今年第8號臺風“瑪莉亞”的過程中得到有效檢驗——風云四號衛星紅外高光譜探測儀15分鐘分辨率加密觀測數據于1分鐘內進入GRAPES全球四維變分同化系統，隨后其輸出結果顯示改進了對副高強度和位置的預報，為預報臺風的強度和路徑提供了重要參考。

今年汛期，通過多維氣象實況數據分析技術，氣象部門能夠將各種不同來源、同一對象（如降水）的觀測數據整合在一起，通過復雜計算，并不斷與觀測數據對比調校，最終推導出各格點最貼近真實的情況；在時間方面，通過將多種來源數據整合，將原本時間上不連續的觀測資料拼出一條完整的時間軸，最終制作出空間均勻（格點）、時間連續的數據產品。目前，運用該技術可在12分鐘內完成對數據從觀測端到質量控制、入庫、融合分析、實況產品制作的全流程，送達預報員桌面，直接服務于智能網格預報。與此同時，基于多年積累的降水、陸面氣象要素和云分析等融合分析技術，面向智能網格預報業務需求，完成質量提升、時效優化后的首批實況分析產品于今年6月通過業務準入論證，12分鐘時效的中國陸地5km分辨率的降水、氣溫、相對濕度、總云量等18種產品，已作為零時刻的實況產品支撐汛期智能網格預報業務應用。同時，三維云、海表溫度、洋面風等第二批實況分析產品也已經實現實時運行。高時空分辨率時空分析產品能夠對降水強度、落區及時間演變特征，臺風發生發展及空間結構特征，高溫、大風等災害性天氣的時空特征進行精準監測。（記者 牛彥元）