如今大地已现晴空,回首这次我国南方低温雨雪冻雨天气预报服务过程,气象科技成果起到了重要的支撑作用。
最现实的考验——预报业务系统捕捉大雪“蛛丝马迹”
风云突变,雪灾肆虐,对气象部门的监测预报能力提出了巨大挑战。
中央气象台应用中国气象局多轨道项目和国家气象中心自筹资金项目的研究成果,在超前预报和指导短中期预报中体现了很好的应用价值。“10—30天重大天气过程延伸预报方法开发研究”提前20天对南方低温天气趋势给出较准确预报;“精细化气象要素预报业务系统”指导地方城市天气要素预报;“中短期天气预报会商支持技术研制”及时根据需要调整产品输出形式,增加冻雨和雨雪分界线信息;“我国数值预报产品天气学检验评估该项目建设”系统实时给出影响系统以及各种环流形势的特征指数检验结果;“多轨道业务产品检验及效果评估”系统,对国家级预报产品质量进行实时跟踪评定,促进了预报质量提高。
1月26日,合肥市气象局在刚刚通过专家验收的“精细化气象要素预报业务系统”安徽省子项目产品指导下,向正参加省“两会”的省委常委、市委书记孙金龙专题汇报了近期天气,指出降雪仍将持续,并可能出现超过25日的降雪。孙金龙紧急召集市委市政府主要领导以及县区各单位的主要负责人开会,组织开展抗击雪灾。
在广西,依据“数值预报产品二次开发集成应用”及“广西重大灾害性天气概念模型研究查询系统”项目建立的全区90个站逐日温度客观预报子系统,于1月26日就准确预报出了28日0℃线范围在贺州-荔浦-柳城-罗城以北。根据华南上空850百帕形势图,子系统显示从12日开始就有较强的锋区,结合地面要素观测分析,系统得出的信号强度达到广西长低温阴雨的标准。自治区气象台果断发出了气象服务产品,指出1月底以前广西全区将继续维持阴雨天气。广西寒潮天气概念模型科研项目也在实际中取得了良好的效果,模型系统早在1月8日就收到广西有强冷空气影响的强烈信号。经跟踪监测,自治区气象局发出了强冷空气影响的气象服务信息。
上海市气象局数值预报小组成员在特奥模式基础上不断调整和修订数值预报模式,通过加入ADAS的同化资料技术,大大提高了非常规资料在数值预报模式中的应用,雷达、卫星、地面站、探空、飞机报、轮船报、机场报、浮标等资料全部进入到初始场,从而使模式的预报准确率再上一个台阶。同时数值预报产品也进一步扩展到了雪、霰、能见度以及单站探空图,“世博气象模式”准确计算出了两次雨雪过程开始、结束时间、强度、时段和落差,为预报员准确的预报提供了有力的科技支撑。 江苏省气象局完成了研究型业务重点项目“数值产品集成预报系统”建设,建成了省级数值预报平台,要素预报时效由120小时拓展到168小时。
武汉区域气候中心开发的“低温雨雪过程监测评估系统”客观定量地评价了此次低温雨雪过程及其影响,增强了对低温雨雪灾害性天气气候事件的监测评估能力,为监测评估业务提供了支撑平台。
最可靠的数据源——卫星遥感监测“作战图” 尽收眼底
自1月上旬以来,由于受灾各省通信、电力设施都受到此次冰冻、降雪灾害的影响,部分地区地面观测、探测系统受到了不同程度影响,卫星资料就成为监测此次过程的最可靠的数据源。以风云二号C、D星为代表的静止气象卫星,对预报降水的位置、强度以及降水累计评估方面提供了大量的预报素材和观测资料。其中,风云二号C、D星的水汽和红外通道云导风产品结合水汽通道图像,用于分析对流层顶动力干带的移动和未来可能的位置,是短临预报中预报降水位置、强度的重要资料,弥补了数值天气预报时空分辨率的不足;等效黑体辐射亮温产品用于分析云顶的发展位置和移动;云相态分析产品展示了目前南方降水区上空的液态水、冰晶的分布,进而为冻雨预报提供线索;卫星估计降水产品用于估计降水的累计分布及对各省市的影响。以风云一号D星为代表的极轨气象卫星提供了一公里分辨率的降水区云系分布特征图像和云系的温度、相态特征;应用微波通道数据和图像分析监测南方降水区上空的大气层结,分析逆温层的高度,进而为冻雨的预报提供依据。
这次南方低温雨雪天气预报监测服务中新开发的两种监测图像——云相态和云变率。反映云相态的卫星图像为南方冻雨落区预报提供了判断依据,云变率图像可以直观地看到南方降水云系的增消情况,该产品在1月29日的全国天气大会商中首次使用以来,引起有关省气象局的极大兴趣。制作的分省积雪监测专题图,反映了南方大雪对交通、航运的影响;利用国内外各种卫星资料综合处理制作了逐日积雪监测图像,获得连续的南方地区积雪覆盖监测信息,反映了1月中旬以来各省市积雪覆盖的变化和发展状况,厚度估算信息和地面实测数据符合得很好。
雪情监测产品除及时上报农业部防火办、气象部门及其他部门外,资料全部用于近期南方雨雪灾害的每日全国气象系统电视会商,供中央气象台和各省区气象台作为预报参考和灾情评估使用。数据和相应的图像产品还直接通过气象系统内部网络发送给各省市气象台使用,并得到了很好的反馈。
新疆维吾尔自治区气象局是在全国省级气象部门最早引进“EOS/MODIS”的部门,遥感监测技术对于面积达166万平方公里广袤大地而气象监测站点又相对稀少的新疆积雪的监测和判断无疑增加了一把利器。1月15至26日,南疆地区遭遇到罕见的持续性降雪天气袭击,卫星遥感图上可以轻易地获取1至大于30厘米6个等级的积雪厚度值,遥感积雪监测信息提供的决策服务也成为各级领导科学掌握雪情和指导防灾救灾的“作战图”。1月30日,新疆维吾尔自治区气象局生态环境遥感中心制作的“新疆卫星遥感积雪监测专题图”和“新疆卫星遥感积雪监测变化评价图”新鲜出炉。新疆各地的积雪覆盖面积、积雪深度等信息在这张彩色的图画中尽收眼底。
最到位的信息传递——为铁路大动脉出谋划策疗“冻伤”
罕见的大范围低温、雨雪和冰冻天气,列车运行受到严重影响。国家气象中心新增加了服务产品《煤电油运应急气象服务专报》、《公路交通专题气象预报》和《每日天气公告》,为国务院专门成立的“煤电油运和抢险抗灾指挥中心”提供服务,其中《煤电油运应急气象服务专报》内容包括“天气实况分析”、“未来三天天气预报”和“未来天气影响评估与对策建议”等。各级气象铁路部门联手,湖南、广州、贵州以及广西等气象部门充分利用风云系列卫星、新一代多普勒雷达、自动气象站等现代气象监测手段加强天气实时监控,指导灾害性天气的预警预报,加强预警信息跟踪,主动为铁路部门提供全面准确的专业气象服务,并将最新天气信息通过手机、网络、广播等方式及时传送至旅客手中。
气象预警业务对信息化的需求比其他行业更高,根本原因就在于其突发性和实时性。作为实时处理的业务系统,气象业务体系比一般政府行业具有更高的IT依赖性,整个系统中,除了观测数据采集使用气象站、雷达、卫星等专业设备外,其数据传输、处理、发布等流程都是在IT应用系统中完成的。“十五”期间,我国有89部新一代天气雷达、7514个自动气象站投入业务运行,国家到省全部开通了2Mbps宽带网,为此次雪灾信息传递提供了保障。在这次大雪监测中,大气探测中心实时定点监控全国雷达、自动气象站等探测运行状况。贵州省气象局还开发了能够自动生成表格、图形的应用软件,将全省85个自动站实时温度、降水实况形成图表,自动切换到贵州省人民政府网、金黔在线、贵州气象在线、贵州农经网等网站,便于服务对象实时了解各地降温、降水情况,从而有效决策和指挥、安排生产生活和抢险救灾。
(来源:中国气象报社)