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科技铸盾!从台风“蝴蝶” 看防灾减灾技术新突破

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科技铸盾!从台风“蝴蝶” 看防灾减灾技术新突破

科技铸盾!从台风“蝴蝶” 看防灾减灾技术新突破

在高空(gāokōng),风云系列(xìliè)气象卫星清晰捕捉台风眼墙演变与螺旋雨带位移特征,实现台风液态水含量垂直分布特征监测;

在地面,多波段雷达协同(xiétóng)观测技术智能调度 X波段雷达进行精细化跟踪扫描,成为捕捉台风螺旋雨带的“猎手(lièshǒu)”;

在(zài)广东,卫星海上反射率因子(yīnzi)和智能降水估计产品,助力预报人员提前勾勒风雨影响范围;

在广西,通过智能感知模块融合多源数据精准捕捉台风变化,为各级(gèjí)气象部门监测、预报(yùbào)和决策服务全流程提供支持;

在海南,依托国债(guózhài)项目升级完善的海南气象智慧防灾减灾业务系统(xìtǒng),精准锁定台风路径和强度变化……

台风(táifēng)(táifēng)“蝴蝶”在南海生成的(de)第48小时,海南省气象台预报员吴清传正紧张察看工作平台上的多块屏幕——X波段相控阵天气雷达(léidá)正以分钟级速度(sùdù)解析(jiěxī)风暴的立体结构,风云四号 B星传回的云图让台风云系清晰可辨。随着中国气象局全球同化预报系统(CMA-GFS)、区域台风数值预报系统(CMA-TYM)等 CMA模式共同锁定台风登陆范围,台风预警信息迅速发送至千家万户。

天地协同聚合“监测天网(tiānwǎng)”

在(zài)万米高空(gāokōng),风云系列气象卫星组成的“防护网”时刻守护着祖国海域。

风云气象卫星通过天地协同观测实现了台风监测技术(jìshù)的突破。风云四号 B星搭载了先进的静止轨道(guǐdào)辐射成像仪(AGRI)和快速成像仪(GHI),其中快速成像仪以250米分辨率(fēnbiànlǜ)和1分钟的成像能力清晰捕捉台风眼墙演变与螺旋云带位移特征;风云三号G星配备了全球(quánqiú)首部(shǒubù)星载(xīngzài)降水测量雷达(PMR),通过 Ku频段(pínduàn)和 Ka频段双频段协同探测技术,构建(gòujiàn)台风三维降水结构剖面,实现台风液态水含量垂直(chuízhí)分布特征监测;风云三号 E星搭载了首部风场测量雷达,通过监测洋面风矢量场,为台风强度判定、移动路径预报等提供依据。

6月11日16时风云四号(sìhào)B星静止气象卫星长波红外云图 来源(láiyuán):国家卫星气象中心

“蝴蝶”云系呈现不对称性,给台风(táifēng)和降水预报带来挑战。国家卫星气象中心(zhōngxīn)研发的弱台风监测技术——基于台风四象限定量化应用产品(chǎnpǐn)的算法,可定量分析台风四个象限的径向平均亮温特征(tèzhēng)在不同时次的变化,提升对弱台风云系发展的监测能力。

地面探测系统同样“大有(dàyǒu)乾坤”。

中国气象局气象探测中心(以下简称“气象探测中心”)牵头研发的多波段雷达(léidá)协同观测技术,能根据强对流单体(dāntǐ)位置(wèizhì)、强度等(děng)特征,智能调度 X波段雷达进行精细化(jīngxìhuà)跟踪扫描,让雷达网(léidáwǎng)成为捕捉台风螺旋雨带的“猎手”。同时,以“观测即服务”为导向,统筹无人机、北斗平漂探空、垂直遥感等多种手段,有效降低同化对台风路径误差的影响。

6月11日,气象(qìxiàng)探测中心开展2025年重点区域平漂(píngpiāo)观测台站业务培训(yèwùpéixùn),为汛期极端天气监测提供保障,并于12日至(rìzhì)15日在广东、广西、海南、福建增设北斗平漂加密观测。同时,为预报员提供“蝴蝶”台风本体定量估测及外围云系影响华南(huánán)雨带的分析依据,并结合地基垂直遥感观测进行综合研判。

6月12日8时,海南省海口市(hǎikǒushì)气象局成功施放探空平漂气球。拍摄:陈统(chéntǒng)强 文字:张慧

技术创新武装“最强(zuìqiáng)大脑”

在(zài)中国气象局上海台风(táifēng)研究所(以下简称“台风所”),科研人员刚(gāng)完成一场技术升级。台风集合(jíhé)同化预报系统(SWARMS—EN)分辨率从27公里跃升至9公里,预报时效从72小时提升至120小时。新版区域—台风一体化模式24小时台风路径预报误差仅为59.1公里,与国内外同类区域台风模式预报精度(jīngdù)相近。

“这源于对大气运动的‘细胞级’解析。”台风所台风预报业务首席郭蓉指着屏幕上旋转的云团解释。目前,台风所研发适用于静止气象卫星红外观测(guāncè)(guāncè)和(hé)极轨卫星微波观测的台风客观(kèguān)定位方法,以及融合时序和空间动态特征的台风强度(qiángdù)估测算法,用于提升我国台风定位、定强的精准度与自主化水平。

科研成果只有落地生根才能发挥最大价值。台风所与(yǔ)国家气象中心建立汛前技术交流机制(jīzhì),将风圈半径预报等核心技术转化为业务产品;向上海市气象服务中心转化区域数值预报模式和台风集合预报系统(xìtǒng)等成果。同时,“台风监测预报信息平台”等科研成果实现全国(quánguó)各级气象部门(qìxiàngbùmén)共享。

因地制宜构筑“智慧(zhìhuì)防线”

面对(miànduì)今年首个台风“蝴蝶”,气象部门因地制宜,构筑智慧防线。

广东气象部门以科技创新为驱动,亮出了自主研发的逐6小时海面风场、逐日海表温度融合遥感监测产品(chǎnpǐn),如同海上“温度计”和“风向标”,实时监测台风生成的动力和热力条件;依托国省联动(liándòng),引进了来自国家卫星气象中心的卫星海上反射率(fǎnshèlǜ)因子和智能降水估计产品,在台风登陆前便(biàn)勾勒出风雨影响范围,相关成果多次(duōcì)应用于天气会商和决策(juécè)服务中。

6月12日,台风“蝴蝶”来袭前夕(qiánxī),广东省肇庆市高要区气象局迅速组织技术人员(jìshùrényuán),再次巡检区域(qūyù)自动站设备运行情况。 拍摄:唐白冰

在海南(hǎinán),依托国债项目升级完善的海南气象智慧防灾减灾业务系统,成为守护琼州(qióngzhōu)大地的“定海神针”。该系统融入自研的台风动力相似预报产品以及基于 CMA等(děng)模式的预报产品,精准锁定“蝴蝶”的登陆轨迹(guǐjì)和强度变化。6部 X波段相控阵天气雷达(léidá)组成的“雷达矩阵”,为“蝴蝶”影响下的降水预报提供详尽数据支持,可精准识别降水相态,并(bìng)追踪降水系统的强度、移动速度和方向。

6月12日下午,海南省气象(qìxiàng)局移动X波段双偏振雷达气象应急车赴(chēfù)乐东县苗圃观测场开展观测业务,密切监视台风“ 蝴蝶 ”带来的风雨影响。拍摄:林继烈 文字(wénzì):邢思凡

另外,在海南,风云四号接收处理系统已实现自动生成云识别、海温、对流观测等功能。2024年,超强台风(qiángtáifēng)“摩羯(jié)”给海南带来的(de)巨大影响让吴清传(wúqīngchuán)记忆犹新,“为筑牢气象防灾减灾第一道防线,气象人不断提升预报预警能力,目前,风云四号B星接收处理系统成为‘千里眼’,实现对台风位置、大小、强度(qiángdù)、移动方向和路径的精密(jīngmì)观测,为预警信息发布提供了‘眼见为实’的可靠依据。”

广西天气业务一体化平台为全区(quánqū)各级气象部门(qìxiàngbùmén)提供数字化、自动化和信息化的监测、预报(yùbào)和决策服务全流程支持,成为地方政府和相关(xiāngguān)部门的决策基石。该平台利用(lìyòng)智能感知模块(mókuài),快速融合卫星、雷达、自动站等多源数据,精准捕捉台风变化;通过智能诊断模块,深度剖析台风演变机理,依托海量数据与先进算法,生成高精度、高时效的参考预报,为精准预报提供支撑。同时,该平台可快速定制多样化气象产品,满足不同业务场景需求(xūqiú)。

当台风裹挟狂风暴雨来袭,气象部门落实“观测即(jí)服务”理念,依靠科技创新和(hé)前沿技术成果迅速展开高效防御行动。从卫星云端到(dào)(dào)地面雷达,从科研院所到基层台站,各地各级气象部门依托(yītuō)气象科技能力现代化成果与跨区域协同机制,全力守护万家灯火,稳稳托住百姓平安。

中国气象(qìxiàng)报社 出品
作者:水静 刘倩(唐碧、艾雅雯(àiyǎwén)、曹治强(cáozhìqiáng)、韩博威、高岑、石锐、马佩强、罗皓文、刘子菁、袁迎蕾、黄姿娜对本文有贡献)
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