2018年10月20日
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强对流天气有了精准“捕手”
遥感技术感知天气细微变化

夏秋之交,时晴时雨,是强对流天气易发时段。长风,变幻莫测,云雨,转瞬即逝。如何精准捕捉这些飘忽不定的大气现象,实现对灾害性天气的监测和预报?近日,记者采访了南京大学大气科学学院赵坤教授,听他谈谈强对流天气的监测和预报。

天气预报,尤其是强对流预报难在哪?赵坤告诉记者:“强对流天气是发展速度快、局地性强、破坏性大的灾害性天气,对其进行定量监测和预报一直是天气研究领域的难题。主要有两大难点,一是大气初始状态变化莫测,二是预报的物理模型难建。”赵坤表示,想将很是“任性”的大气信息刻画,难度可想而知。

前不久,在江苏省科学技术奖励大会上,由赵坤教授牵头的《强对流天气定量遥感和预报的关键技术》项目获二等奖。该项目通过遥感等手段,精准捕捉强对流天气细微变化,让从前不完整的“模糊”雷达监测变得精确、立体可感,并通过遥感定量建模,提高强对流天气的监测和预报。

赵坤解释,我们平日在一些天气A p p 应用中,看到的多是雷达监测形成的回波。“通过看回波,就知道今天是否会下雨、刮风,但具体会有多少毫升降水量,风速多大、风向如何,这些精细信息,只看回波,并不知道。”他表示,定量遥感建模,就是将纷杂的气象运动变化,进行三维“生动刻画”,由此认识天气的结构和发生机理。

“这一过程类似于人体做C T扫描,通过对人类不同部位进行层面扫描,最后立体成像,我们是用雷达为天气做C T ,让强对流天气的相关情况变得立体可感。”他说,利用雷达反演的三维风场信息,将具备形成龙卷风母体风暴的旋转高度、强度等数据信息,直观确定,实现对龙卷风预警,借此技术所达到的预警时间目前比肩国际先进水平。同时,基于该技术形成的软件系统,也被应用到中国气象局短时临近预报平台,进行2 -6 小时的短时强对流天气的预报。

此外,该技术的触角也在不断延伸,多次开展国内强对流灾害事件的科学调查。例如,针对2 0 1 5年的“东方之星”号客轮翻沉事件进行气象原因调查中就应用到了此项技术。同时,该项技术也为盐城阜宁龙卷风的主要成因提供科学支撑。

“无论国内还是国外,对强对流天气的监测和预警都是大难题。”赵坤告诉记者,例如美国龙卷风的预警,早在上世纪9 0 年代中期就可以提前9 -1 0 分钟预警,之后美国科学家针对龙卷风做了大量实验和定量技术研究,2 0 多年过去了,目前对龙卷风的预警时间也仅有1 0 几分钟。不断找寻新的观测手段,掌握大气运动规律,认知它、继而优化模型,每个环节都难,可对研究者而言,“进一步有进一步的欢喜”,这也是大气这门古老学科的魅力。