暴雨天氣究竟是如何預(yù)報出來的

2020年08月13日08:33  來源:科技日報
 
原標題:暴雨天氣究竟是如何預(yù)報出來的

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(yù)報,12日京津冀地區(qū)將現(xiàn)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(yù)報中的那么“暴”。于是,朋友圈各種調(diào)侃,有說“龍王正在辦進京證,還要做核酸檢測,如果不過關(guān)很有可能先隔離14天再說……”也有說“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!笔聦嵳媸侨绱藛,暴雨究竟是怎樣預(yù)報出來的,如何做到精準無誤,預(yù)報難點在哪兒?就這些問題,科技日報記者采訪了相關(guān)專家。

強對流天氣預(yù)報就像解數(shù)學(xué)題

“強對流天氣預(yù)報基于其形成的物理機制,這些機制非常復(fù)雜,需要基于多方面因素的綜合研判,其中空地一體的現(xiàn)代化觀測網(wǎng)絡(luò)、高分辨率數(shù)值模式預(yù)報及相關(guān)技術(shù)以及預(yù)報員豐富的一線經(jīng)驗是強對流天氣預(yù)報的主要技術(shù)手段! 中央氣象臺強天氣預(yù)報中心副主任藍渝說。

通俗地講,氣象預(yù)報員預(yù)報天氣時一般會采用多個數(shù)值天氣預(yù)報模式,將水汽、溫度、動力等要素輸入,像解數(shù)學(xué)方程一樣得出數(shù)值,再根據(jù)人工經(jīng)驗對其訂正,最終得出相應(yīng)結(jié)論。

藍渝表示,強對流天氣預(yù)報中有著鮮明的科技元素,空地一體的現(xiàn)代化觀測手段必不可少,如密集地面自動站網(wǎng),新一代多普勒天氣雷達觀測網(wǎng)、風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星資料的應(yīng)用;基于強對流天氣機理認識應(yīng)用相關(guān)的人工智能技術(shù)等。

“在觀測資料的收集和分析,以及數(shù)值天氣預(yù)報這兩個天氣預(yù)報的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中,超算扮演著至關(guān)重要的角色!敝袊鴼庀缶謹(shù)值預(yù)報中心高級工程師管成功說。首先,將紛繁復(fù)雜的觀測數(shù)據(jù)和資料梳理得井然有序,再與常規(guī)數(shù)據(jù)進行組合,調(diào)整為最接近真實情況的大氣狀態(tài),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(shù)據(jù)后,氣象部門將根據(jù)大氣當(dāng)前狀態(tài)與周邊環(huán)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(tài)。

藍渝認為,強對流天氣的強度、時間等具體精細化預(yù)報依賴于以上手段的共同應(yīng)用。其中,影響預(yù)報尤其要綜合考慮特殊地形、地質(zhì)環(huán)境,以及城市經(jīng)濟人口分布等多方面因素,需要現(xiàn)代化客觀技術(shù)和預(yù)報員主觀經(jīng)驗的有機結(jié)合。

針對此次華北強降雨預(yù)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(qū)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(yù)報結(jié)論!半S著預(yù)報技術(shù)的不斷進步,預(yù)報準確率和時效均不斷提升,目前我國24小時暴雨預(yù)警準確率可達89%!狈麐商m說。

暴雨預(yù)報是世界級難題

有人說,下一場雨,就像從天上往地上潑一盆水。預(yù)報員可以預(yù)測大致的水量,也能預(yù)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(yù)知地面上每個點被打濕的程度,難度很大。

“天氣預(yù)報本身就具備一定的不確定性,強對流天氣由于具有突發(fā)性、局地性等特點,且對流系統(tǒng)往往發(fā)展劇烈,易在短時間內(nèi)造成極端災(zāi)害天氣,對其準確預(yù)報是目前全世界氣象領(lǐng)域公認的難題。”藍渝說。

有專家表示,就暴雨而言,它是不同時間、空間尺度天氣系統(tǒng)相互作用的結(jié)果,不在一定的空間和時間范圍內(nèi)對與其有關(guān)的各方面條件和資料全面分析很難得出正確的預(yù)報結(jié)論。從常規(guī)高空觀測系統(tǒng)上看,目前它所提供的有關(guān)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并不充分,甚至十分缺乏。這就好比用網(wǎng)捕魚,網(wǎng)眼太大,小尺度的天氣系統(tǒng)難免會成為漏網(wǎng)之魚。

“強對流系統(tǒng)的觸發(fā)、演變過程中,受背景天氣系統(tǒng)、區(qū)域環(huán)境條件配置及其隨時間變化的多方面影響,且與當(dāng)?shù)氐匦蔚孛蔡卣鞯榷喾N因素密切相關(guān),這也是強對流天氣精細化預(yù)報的難點所在。”藍渝強調(diào)。

因此,專家提醒,公眾應(yīng)多關(guān)注滾動預(yù)報,即不斷更新的天氣預(yù)報。因為大氣環(huán)流形勢每天都在調(diào)整,天氣系統(tǒng)時刻發(fā)生著變化,所以,預(yù)報員就需要用最新觀測資料和數(shù)值模式結(jié)論制作出預(yù)報產(chǎn)品,再進行訂正,最終給出“在此刻更新的天氣預(yù)報”。(記者 付麗麗)

(責(zé)編:王旭、王艷)