自然科普:暴雨天氣究竟是如何預報出來的?預報難點在哪兒?
來源:科技日報
作者:付麗麗
發布時間:2021-04-10
瀏覽次數:2042

  12日一早,全北京都在等一場雨的到來。頭一天,中央氣象台預報,12日京津冀地區將現入汛以來最強降雨。

  然而,一上午,北京的雨隻是在零散幾個(ge) 地方下了點兒(er) ,而且也沒有預報中的那麽(me) “暴”。於(yu) 是,朋友圈各種調侃,有說“龍王正在辦進京證,還要做核酸檢測,如果不過關(guan) 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。”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(er) ?就這些問題,科技日報記者采訪了相關(guan) 專(zhuan) 家。

  強對流天氣預報就像解數學題

  “強對流天氣預報基於(yu) 其形成的物理機製,這些機製非常複雜,需要基於(yu) 多方麵因素的綜合研判,其中空地一體(ti) 的現代化觀測網絡、高分辨率數值模式預報及相關(guan) 技術以及預報員豐(feng) 富的一線經驗是強對流天氣預報的主要技術手段。” 中央氣象台強天氣預報中心副主任藍渝說。

  通俗地講,氣象預報員預報天氣時一般會(hui) 采用多個(ge) 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(ti) 的現代化觀測手段必不可少,如密集地麵自動站網,新一代多普勒天氣雷達觀測網、風雲(yun) 係列氣象衛星資料的應用;基於(yu) 強對流天氣機理認識應用相關(guan) 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(liang) 個(ge) 天氣預報的關(guan) 鍵環節中,超算扮演著至關(guan) 重要的角色。”中國氣象局數值預報中心高級工程師管成功說。首先,將紛繁複雜的觀測數據和資料梳理得井然有序,再與(yu) 常規數據進行組合,調整為(wei) 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(yu) 周邊環境,求取未來等間隔時間點的天氣要素值,從(cong) 而獲得未來天氣狀態。

  藍渝認為(wei) ,強對流天氣的強度、時間等具體(ti) 精細化預報依賴於(yu) 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麵因素,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,中央氣象台正研級高工符嬌蘭(lan) 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(lan) 說。

  暴雨預報是世界級難題

  有人說,下一場雨,就像從(cong) 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麵會(hui) 被水打濕,但水不會(hui) 均勻地落在地麵上,要預知地麵上每個(ge) 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,強對流天氣由於(yu) 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(nei) 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。”藍渝說。

  有專(zhuan) 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範圍內(nei) 對與(yu) 其有關(guan) 的各方麵條件和資料全麵分析很難得出正確的預報結論。從(cong) 常規高空觀測係統上看,目前它所提供的有關(guan) 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(hui) 成為(wei) 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麵影響,且與(yu) 當地地形地貌特征等多種因素密切相關(guan) ,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(zhuan) 家提醒,公眾(zhong) 應多關(guan) 注滾動預報,即不斷更新的天氣預報。因為(wei) 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製作出預報產(chan) 品,再進行訂正,最終給出“在此刻更新的天氣預報”。

  (科技日報北京8月12日電)

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