從假發到衛星——揭秘國慶氣象保障的背后故事

2019-10-04 20:07 來源: 新華社
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新華社北京10月4日電 題:從假發到衛星——揭秘國慶氣象保障的背后故事

新華社記者 倪元錦

國慶假期過半,社交網絡上持續充盈并傳遞著新中國成立70周年慶祝活動的精美影像、精彩瞬間,其背后氣象保障功不可沒。

當空中梯隊劃過天空,低空風切變、云量云高直接關乎航行安全與觀禮效果;10萬多群眾參加游行、3萬多人觀禮,需要依據體感溫度對高溫暴曬進行預報;煙花以完美姿態綻放夜空,風力、風向預報至關重要……科學考量氣象因素,趨利避害呈現精彩,超大城市綜合氣象觀測的科技成果在此獲得呈現。

暴曬:破解體感溫度的神器

9月下旬的北京南郊觀象臺。柏油路、假發、塑料椅、溫度傳感器,這些看似風馬牛不相及的物品為何被組合在了一起?原來,是預報員在研究暴露在陽光下的物體表面實際溫度與氣溫的差別。

隨著天氣形勢漸漸明朗,慶祝活動當日出現降水的可能性已在9月25日被排除,但高溫直曬成為慶祝活動面臨的新問題。

北京市氣象局局長姚學祥要求預報員在太陽底下體會被“烤”的感覺,親歷氣溫與體感溫度的差異、相對溫度的影響,發布出專業且具人性化的預報。

“考慮到觀禮群眾中的年邁老人、年幼孩童,對高溫直曬的預報,需要精細精準,貼近體感溫度。”北京市氣象探測中心(北京市觀象臺)地面與高空觀測科科長于永濤說。

9月下旬,于永濤和同事從6時起,對百葉箱氣溫、室外暴曬下塑料椅的椅面溫度、假發溫度、柏油馬路溫度等,進行5分鐘頻次的對比觀測試驗,數據自動傳輸給氣象服務指揮部。

“紫外線強,長時間暴曬易產生灼熱等不適感”“燈光、人群聚集處體感溫度會偏高2℃至4℃”……觀測試驗的諸多結論,為精細預報慶祝活動期間的氣溫、體感溫度等提供定量依據。

逐風:立體監測與數值預報合力

燃放煙花,是聯歡活動的重要環節。風的情況,則直接影響煙花能否盡數燃放和燃放的效果。

煙花會在高空、中空或低空燃放,但氣象預報中“風力、風向”的概念指的僅僅是10米以下的“地面風”,不能滿足需求。除了煙花,飛行表演、放飛鴿子與氣球、現場人群的體感溫度,也無不受到風的影響。

由此,北京市氣象局將風的預報范圍擴展為高空垂直方向上的200米、100米、50米、10米,4個不同層次。

已從事28年預報工作的北京市氣象臺首席預報員張迎新介紹,利用數值預報模式和天安門地區的測風激光雷達數據,結合氣象理論,可分析出垂直方向上述不同層次的風力、風向。

位于正陽門的測風激光雷達,為響應這一需求而設立。形如方盒的它,雖不起眼,卻能將低至20米、高至800米的風場變化盡收眼底。慶祝活動核心區域設有的6個風場觀測站,則為風的觀測加上雙保險。

為預報員提供支撐的,除立體監測體系,還有可覆蓋華北地區的數值模式預報系統“睿圖”。其實況分析產品、預報產品水平分辨率分別可達1公里、3公里,預報系統可實現10分鐘快速循環更新。

“煙花燃放、臨時設立的大型構建物,時刻受到風的直接影響。”張迎新說,“睿圖”系統可提供重點區域10米空間分辨率的地面風實況分析產品、10米至1600米高度的風向風速預報產品。

據介紹,“睿圖”模式實時提供了0-72小時北京地區(特別是天安門地區)10米風場、氣溫、降水、形勢場等客觀要素預報產品,以及慶祝活動重點區域未來12小時的云量、云高、能見度、垂直風等要素的模式支撐產品,為預報專家組決策分析提供技術支持。

地表到太空:織就氣象觀測天羅地網

初秋北京的氣象條件,每3至5天甚至1至2天,就要變一變。氣象觀測更大范圍的“保障圈”是衛星、地面觀測站、周邊雷達加密組網,聯合打造全方位全天候加密觀測系統。

從天安門廣場輻射開來,從北京中心到城郊,再到京津冀三地,一直到太空,在174個國家級氣象觀測站開展逐3小時云量云高人工加密地面觀測、8部天氣雷達開展組網6分鐘加密觀測的基礎上,更有風廓線雷達、毫米波云雷達、微波輻射計、風云四號衛星、高分四號衛星等諸多設備與技術織就的觀測網,密切注視天氣系統的瞬息變化。

氣象現場保障組成員、北京市氣象臺首席預報員張琳娜曾參與北京奧運會等重大活動的現場服務保障,她親身體會著近年來預報手段、觀測設備、信息傳輸效率的提升。“以前衛星出一張云圖超過40分鐘,現在風云四號衛星只需10分鐘。”她說。

據介紹,風廓線雷達能準確把握風速、風向,判斷大氣動力過程。在毫米波云雷達的監視下,云高、云厚、云體垂直結構、云的微物理過程,均無所遁形。微波輻射計能準確判斷大氣中0℃層、零下20℃層、逆溫層位于何處,溫度、濕度、水汽密度的變化。氣溶膠激光雷達可測得大氣污染物多寡。X波段天氣雷達能分析降水等災害性天氣過程。

由此,氣象科技工作者便能將風、云、大氣熱力過程、大氣成分等多種不同要素綜合考量,對風切變、急流、雷暴、霧霾、降水等高影響天氣做出判斷。

慶祝活動籌備的數月間,氣象部門持續為日常訓練、設備設施的防風抗雨測試等提供逐12小時、逐3小時、逐小時預報和現場服務,并關注能見度和空氣污染擴散氣象條件。

70年前,新中國第一批氣象預報員曾為開國大典做出至關重要的天氣預報。今年,后輩傳承“準確、及時、創新、奉獻”的氣象精神,提供了穩定可靠的數值天氣預報產品、大數據分析等氣象科技成果,共同助力奏響盛世華章。

【我要糾錯】 責任編輯:范梓萌
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