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暴雨天氣究竟是如何預報出來的
2020-08-13 07:35:01 來源: 科技日報
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  12日一早,全北京都在等一場雨的到來。頭一天,中央氣象臺預報,12日京津冀地區將現入汛以來最強降雨。

  然而,一上午,北京的雨只是在零散幾個地方下了點兒,而且也沒有預報中的那麼“暴”。于是,朋友圈各種調侃,有説“龍王正在辦進京證,還要做核酸檢測,如果不過關很有可能先隔離14天再説……”也有説“暴雨,就是報道有雨,不一定能下;大雨,就是大約有雨,不一定能下。”事實真是如此嗎,暴雨究竟是怎樣預報出來的,如何做到精準無誤,預報難點在哪兒?就這些問題,科技日報記者採訪了相關專家。

  強對流天氣預報就像解數學題

  “強對流天氣預報基于其形成的物理機制,這些機制非常復雜,需要基于多方面因素的綜合研判,其中空地一體的現代化觀測網絡、高分辨率數值模式預報及相關技術以及預報員豐富的一線經驗是強對流天氣預報的主要技術手段。” 中央氣象臺強天氣預報中心副主任藍渝説。

  通俗地講,氣象預報員預報天氣時一般會採用多個數值天氣預報模式,將水汽、溫度、動力等要素輸入,像解數學方程一樣得出數值,再根據人工經驗對其訂正,最終得出相應結論。

  藍渝表示,強對流天氣預報中有著鮮明的科技元素,空地一體的現代化觀測手段必不可少,如密集地面自動站網,新一代多普勒天氣雷達觀測網、風雲係列氣象衛星資料的應用;基于強對流天氣機理認識應用相關的人工智能技術等。

  “在觀測資料的收集和分析,以及數值天氣預報這兩個天氣預報的關鍵環節中,超算扮演著至關重要的角色。”中國氣象局數值預報中心高級工程師管成功説。首先,將紛繁復雜的觀測數據和資料梳理得井然有序,再與常規數據進行組合,調整為最接近真實情況的大氣狀態,這都需要超級計算機提供大力支持。其次,在獲得地球大氣觀測數據後,氣象部門將根據大氣當前狀態與周邊環境,求取未來等間隔時間點的天氣要素值,從而獲得未來天氣狀態。

  藍渝認為,強對流天氣的強度、時間等具體精細化預報依賴于以上手段的共同應用。其中,影響預報尤其要綜合考慮特殊地形、地質環境,以及城市經濟人口分布等多方面因素,需要現代化客觀技術和預報員主觀經驗的有機結合。

  針對此次華北強降雨預報,中央氣象臺正研級高工符嬌蘭介紹,延伸期時段(提前10—20天)指出,華北地區進入多雨時段,8月4日(提前8天)指出12—13日華北等地將有一次大到暴雨天氣過程。9—12日,不斷細化預報結論。“隨著預報技術的不斷進步,預報準確率和時效均不斷提升,目前我國24小時暴雨預警準確率可達89%。”符嬌蘭説。

  暴雨預報是世界級難題

  有人説,下一場雨,就像從天上往地上潑一盆水。預報員可以預測大致的水量,也能預測大概哪些地面會被水打濕,但水不會均勻地落在地面上,要預知地面上每個點被打濕的程度,難度很大。

  “天氣預報本身就具備一定的不確定性,強對流天氣由于具有突發性、局地性等特點,且對流係統往往發展劇烈,易在短時間內造成極端災害天氣,對其準確預報是目前全世界氣象領域公認的難題。”藍渝説。

  有專家表示,就暴雨而言,它是不同時間、空間尺度天氣係統相互作用的結果,不在一定的空間和時間范圍內對與其有關的各方面條件和資料全面分析很難得出正確的預報結論。從常規高空觀測係統上看,目前它所提供的有關暴雨的觀測資料和信息主要是針對天氣尺度的,而對直接造成暴雨的中小尺度觀測並不充分,甚至十分缺乏。這就好比用網捕魚,網眼太大,小尺度的天氣係統難免會成為漏網之魚。

  “強對流係統的觸發、演變過程中,受背景天氣係統、區域環境條件配置及其隨時間變化的多方面影響,且與當地地形地貌特徵等多種因素密切相關,這也是強對流天氣精細化預報的難點所在。”藍渝強調。

  因此,專家提醒,公眾應多關注滾動預報,即不斷更新的天氣預報。因為大氣環流形勢每天都在調整,天氣係統時刻發生著變化,所以,預報員就需要用最新觀測資料和數值模式結論制作出預報産品,再進行訂正,最終給出“在此刻更新的天氣預報”。記者 付麗麗

【糾錯】 責任編輯: 王萌萌
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