從生成到發(fā)展壯大到兩次登陸，今年第6號臺風(fēng)“煙花”在海上一路走一路玩，吊足了人們的胃口，也給氣象預(yù)報服務(wù)帶來了不少麻煩。
從它進入視線以來，中國氣象局便高度警惕，指導(dǎo)國家級氣象業(yè)務(wù)單位和相關(guān)省份氣象部門盡銳出戰(zhàn)，充分發(fā)揮氣象現(xiàn)代化成果在防災(zāi)減災(zāi)中的支撐作用。各級氣象部門集中優(yōu)勢科技力量、形成聯(lián)動之勢，彰顯了氣象科技利器在臺風(fēng)監(jiān)測、預(yù)報預(yù)警以及服務(wù)保障中的硬核力量。
天地空視角，監(jiān)測無死角
在三萬多千米的高空，今年6月發(fā)射的風(fēng)云四號B星與其他極軌/靜止氣象衛(wèi)星強強聯(lián)手，實現(xiàn)“天眼”追風(fēng)。
風(fēng)云四號B星搭載的快速成像儀對“煙花”進行1分鐘連續(xù)高頻觀測。靜止氣象衛(wèi)星與極軌氣象衛(wèi)星聯(lián)合，利用先進的靜止軌道輻射成像儀（AGRI）和微波大氣探測儀，對臺風(fēng)影響區(qū)域降水分布、風(fēng)場進行連續(xù)觀測，為臺風(fēng)定位和定強提供重要支撐。
此外，國家衛(wèi)星氣象中心綜合研發(fā)衛(wèi)星臺風(fēng)氣象災(zāi)害風(fēng)險綜合指數(shù)，用來判斷臺風(fēng)強度及其潛在的破壞程度；利用災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)、三維溫度結(jié)構(gòu)、融合降水、紅外水汽、云頂高度等產(chǎn)品完成多期服務(wù)材料，為決策服務(wù)提供科學(xué)和技術(shù)支撐；根據(jù)中央氣象臺和相關(guān)?。ㄖ陛犑校庀缶中枨?，打通風(fēng)云四號B星云圖動畫產(chǎn)品的傳輸通道；及時更新衛(wèi)星天氣應(yīng)用平臺（SWAP）和軟件系統(tǒng)。
在地面觀測系統(tǒng)中，分布于浙江、上海、江蘇、福建以及江西等地的雷達(dá)、探空、自動站等與衛(wèi)星組團，形成天地空一體化探測網(wǎng)，對“煙花”進行無縫隙、無死角探測。
其中，浙江省臨安市新部署的L波段對流層風(fēng)廓線雷達(dá)和X波段雷達(dá)，有效補齊當(dāng)?shù)馗呖诊L(fēng)探測短板，可更敏銳地探測“煙花”帶來的局地強降水、大風(fēng)。中國氣象局上海臺風(fēng)研究所組建追風(fēng)團隊，出動臺風(fēng)探測應(yīng)急車，每隔三小時施放一次探空氣球開展臺風(fēng)實時觀測，在沿海施放無人艇開展臺風(fēng)直接探測；利用GPS探空（含臭氧、溫壓濕風(fēng)）、風(fēng)廓線雷達(dá)、雨滴譜儀等，探測臺風(fēng)風(fēng)廓線結(jié)構(gòu)、近海海氣相互作用演變、臭氧結(jié)構(gòu)變化以及臺風(fēng)近海海域精細(xì)結(jié)構(gòu)等，尤其是關(guān)于臺風(fēng)條件下臭氧廓線直接觀測，填補了國際研究空白。
為獲取“煙花”最新觀測數(shù)據(jù)，7月23日下午，中國氣象局上海臺風(fēng)研究所派出的9人追風(fēng)團隊和移動觀測車到達(dá)舟山，并在舟山市氣象局的大力協(xié)助下，順利進駐普陀青龍山氣象站、黃沙漁業(yè)村等觀測點開展“追風(fēng)”試驗。圖/文 王敏 湯杰
數(shù)據(jù)求精準(zhǔn)，預(yù)報無縫接
在國家氣象信息中心，技術(shù)人員基于大氣實況再分析數(shù)據(jù)，使用實況三維可視化工具包，繪制了“煙花”在7月25日3時至25日8時的風(fēng)場演變，以風(fēng)速的直接體繪制方式和等值面繪制方式，呈現(xiàn)了臺風(fēng)活動區(qū)域氣流的宏觀特征。
中國氣象局氣象探測中心新開發(fā)的假相當(dāng)位溫、三維風(fēng)速流場、臺風(fēng)暖心結(jié)構(gòu)等3個體繪制產(chǎn)品，也為臺風(fēng)預(yù)報提供了直觀和全面的信息?！绑w繪制產(chǎn)品將單一等值面變成全數(shù)值體展示，不僅可以看到臺風(fēng)外觀結(jié)構(gòu)圖，還可以洞察臺風(fēng)內(nèi)部的渦旋信息，包括臺風(fēng)中心風(fēng)、溫等能量變化信息。”中國氣象局氣象探測中心正研級高級工程師郭建俠介紹。
以假相當(dāng)位溫體繪制產(chǎn)品為例，它基于三維格點的融合產(chǎn)品構(gòu)建空間立體結(jié)構(gòu)，利用可視化技術(shù)，疊加三維流場信息，詳細(xì)展示三維結(jié)構(gòu)內(nèi)部海溫、濕度等信息變化以及臺風(fēng)內(nèi)部低層到高層輻合、輻散、能量轉(zhuǎn)化機制，使預(yù)報員更為直觀地“看到”臺風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、風(fēng)雨強度、路徑等信息。
總體而言，與此前的顯示輪廓形狀相比，2021年款“體繪制”展示產(chǎn)品可進一步顯示輪廓內(nèi)部精細(xì)化信息，特別是多種信息疊加，更有助于對臺風(fēng)動力和能量等信息進行綜合研判。
臺風(fēng)“煙花”假相當(dāng)位溫圖（圖中為世界時，北京時間為12時）?；谥袊鴼庀缶謿庀筇綔y中心3千米融合三維實況場數(shù)據(jù)，計算假相當(dāng)位溫，繪制假相當(dāng)位溫等值面，體現(xiàn)臺風(fēng)體中高低層能量輸送情況，其外形也體現(xiàn)了臺風(fēng)的柱狀結(jié)構(gòu)和演變過程，預(yù)報員可以由此對臺風(fēng)強弱變化進行研判。圖/中國氣象局氣象探測中心 文/郭建俠
預(yù)報添新兵，風(fēng)雨預(yù)先知
實戰(zhàn)應(yīng)用是對技術(shù)創(chuàng)新最大的尊重，監(jiān)測與預(yù)報的上下游關(guān)系在這種互動下適配性越來越強。
中國氣象局臺風(fēng)與海洋氣象預(yù)報中心的專家表示，極軌和靜止氣象衛(wèi)星以及地面觀測系統(tǒng)的資料和產(chǎn)品，是臺風(fēng)路徑、強度等預(yù)報的基礎(chǔ)。
利用天地空探測數(shù)據(jù)，臺風(fēng)與海洋氣象預(yù)報中心研發(fā)的臺風(fēng)路徑集合預(yù)報訂正方法（TYTEC）于汛期啟用，新納入同樣具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GRAPES系列模式預(yù)報產(chǎn)品，極大提高了最優(yōu)路徑運算的準(zhǔn)確性，預(yù)報員可根據(jù)各家模式綜合分析結(jié)果選擇最優(yōu)路徑進行訂正。臺風(fēng)預(yù)報專家表示，目前24小時臺風(fēng)路徑預(yù)報誤差穩(wěn)定在70公里左右，強度預(yù)報誤差為4米/秒左右，達(dá)到世界先進水平。
在把握臺風(fēng)“煙花”路徑和強度的過程中，中國氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報中心自主研發(fā)的區(qū)域臺風(fēng)模式GRAPES_TYM發(fā)揮了重要作用?！斑@同我們一直以來堅持自主創(chuàng)新發(fā)展是分不開的。”臺風(fēng)數(shù)值預(yù)報科科長、正研級高級工程師麻素紅說，今年開發(fā)的新產(chǎn)品，如表征臺風(fēng)結(jié)構(gòu)各級風(fēng)圈半徑產(chǎn)品為預(yù)報員精準(zhǔn)劃定風(fēng)場影響范圍提供技術(shù)支撐，臺風(fēng)大風(fēng)及降水動畫產(chǎn)品可直觀展示臺風(fēng)登陸前后風(fēng)的變化及雨帶推進過程。
在浙江、上海、江蘇、福建以及江西等地氣象部門，氣象科技同樣為精準(zhǔn)預(yù)報匯集了能量。浙江省氣象臺首次發(fā)布臺風(fēng)實況長圖，自動化生成臺風(fēng)路徑強度、風(fēng)雨實況等信息；升級臺風(fēng)報告單制作發(fā)布系統(tǒng)，實現(xiàn)多人同時協(xié)作、一鍵式生成和分發(fā)臺風(fēng)報告單等預(yù)報服務(wù)產(chǎn)品，為數(shù)字化臺風(fēng)預(yù)報服務(wù)保障提供科技支撐。
以檢驗評估為牽引，浙江省氣象臺還對多家數(shù)值模式，以及頻率匹配、自適應(yīng)集成等客觀釋用算法的降水預(yù)報進行實時評估檢驗，實現(xiàn)數(shù)字化擇優(yōu)推薦，優(yōu)化了強天氣預(yù)警、中短期預(yù)報、海洋氣象到風(fēng)險評估等系統(tǒng)平臺，在汛期服務(wù)中發(fā)揮了重要的科技支撐作用。
構(gòu)建聯(lián)動閉環(huán)，科技當(dāng)先鋒
氣象行業(yè)內(nèi)部的各個環(huán)節(jié)暢通了、手指并攏了，走出家門便更有底氣了。在氣象與城市管理、水利、應(yīng)急減災(zāi)、交通運輸、電力等各部門組成的臺風(fēng)防御網(wǎng)中，處處植入了氣象科技密碼。
哪里會出現(xiàn)積水風(fēng)險？哪段軌道交通線路會受到風(fēng)雨影響？對于這些問題，上海市氣象局首次啟用“智慧氣象保障城市精細(xì)化管理先知系統(tǒng)”新產(chǎn)品——臺風(fēng)專版，協(xié)助“城市大腦”預(yù)知氣象風(fēng)險，防御臺風(fēng)帶來的災(zāi)害。
氣象數(shù)據(jù)的賦能，正在提升城市的預(yù)知、判斷、介入、處置效率，讓城市各運營部門聯(lián)動更迅速。
2.0版本的“先知系統(tǒng)”臺風(fēng)模塊實時顯示著與城市運行和管理、市民安全相關(guān)的風(fēng)雨等信息，而這些信息直接接入了對應(yīng)部門的管理場景中。相關(guān)預(yù)報預(yù)警信息為各部門提前預(yù)判氣象高影響事件、防范氣象風(fēng)險提供決策依據(jù)，并進一步形成從預(yù)報預(yù)警、聯(lián)動處置到防災(zāi)減災(zāi)的智慧氣象服務(wù)閉環(huán)。
在浙江省杭州市及其所屬區(qū)縣氣象部門，“城市大腦氣象數(shù)字駕駛艙”的應(yīng)用，成為相關(guān)單位開展防汛防臺風(fēng)的重要平臺。
在其他受臺風(fēng)“煙花”影響較大區(qū)域，城市風(fēng)險管理、城鄉(xiāng)防災(zāi)減災(zāi)一體化應(yīng)急聯(lián)防機制也及時開啟，氣象科技的嵌入讓集合的智慧實現(xiàn)了放大效應(yīng)。
（唐碧、張明祿、王瑾、謝麗萍、趙小蘭、韓秀珍、朱琳、岳毅、王敏對本文有貢獻）（作者：簡菊芳 李慧 葉奕宏）
