作者:倪元锦 来源:新华社 发布时间:2019/10/5 8:41:21
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从假发到卫星——揭秘国庆气象保障的背后故事

 

新华社北京10月4日电 题:从假发到卫星——揭秘国庆气象保障的背后故事

新华社记者倪元锦

国庆假期过半,社交网络上持续充盈并传递着新中国成立70周年庆祝活动的精美影像、精彩瞬间,其背后气象保障功不可没。

当空中梯队划过天空,低空风切变、云量云高直接关乎航行安全与观礼效果;10万多群众参加游行、3万多人观礼,需要依据体感温度对高温暴晒进行预报;烟花以完美姿态绽放夜空,风力、风向预报至关重要……科学考量气象因素,趋利避害呈现精彩,超大城市综合气象观测的科技成果在此获得呈现。

暴晒:破解体感温度的神器

9月下旬的北京南郊观象台。柏油路、假发、塑料椅、温度传感器,这些看似风马牛不相及的物品为何被组合在了一起?原来,是预报员在研究暴露在阳光下的物体表面实际温度与气温的差别。

随着天气形势渐渐明朗,庆祝活动当日出现降水的可能性已在9月25日被排除,但高温直晒成为庆祝活动面临的新问题。

北京市气象局局长姚学祥要求预报员在太阳底下体会被“烤”的感觉,亲历气温与体感温度的差异、相对温度的影响,发布出专业且具人性化的预报。

“考虑到观礼群众中的年迈老人、年幼孩童,对高温直晒的预报,需要精细精准,贴近体感温度。”北京市气象探测中心(北京市观象台)地面与高空观测科科长于永涛说。

9月下旬,于永涛和同事从6时起,对百叶箱气温、室外暴晒下塑料椅的椅面温度、假发温度、柏油马路温度等,进行5分钟频次的对比观测试验,数据自动传输给气象服务指挥部。

“紫外线强,长时间暴晒易产生灼热等不适感”“灯光、人群聚集处体感温度会偏高2℃至4℃”……观测试验的诸多结论,为精细预报庆祝活动期间的气温、体感温度等提供定量依据。

逐风:立体监测与数值预报合力

燃放烟花,是联欢活动的重要环节。风的情况,则直接影响烟花能否尽数燃放和燃放的效果。

烟花会在高空、中空或低空燃放,但气象预报中“风力、风向”的概念指的仅仅是10米以下的“地面风”,不能满足需求。除了烟花,飞行表演、放飞鸽子与气球、现场人群的体感温度,也无不受到风的影响。

由此,北京市气象局将风的预报范围扩展为高空垂直方向上的200米、100米、50米、10米,4个不同层次。

已从事28年预报工作的北京市气象台首席预报员张迎新介绍,利用数值预报模式和天安门地区的测风激光雷达数据,结合气象理论,可分析出垂直方向上述不同层次的风力、风向。

位于正阳门的测风激光雷达,为响应这一需求而设立。形如方盒的它,虽不起眼,却能将低至20米、高至800米的风场变化尽收眼底。庆祝活动核心区域设有的6个风场观测站,则为风的观测加上双保险。

为预报员提供支撑的,除立体监测体系,还有可覆盖华北地区的数值模式预报系统“睿图”。其实况分析产品、预报产品水平分辨率分别可达1公里、3公里,预报系统可实现10分钟快速循环更新。

“烟花燃放、临时设立的大型构建物,时刻受到风的直接影响。”张迎新说,“睿图”系统可提供重点区域10米空间分辨率的地面风实况分析产品、10米至1600米高度的风向风速预报产品。

据介绍,“睿图”模式实时提供了0-72小时北京地区(特别是天安门地区)10米风场、气温、降水、形势场等客观要素预报产品,以及庆祝活动重点区域未来12小时的云量、云高、能见度、垂直风等要素的模式支撑产品,为预报专家组决策分析提供技术支持。

地表到太空:织就气象观测天罗地网

初秋北京的气象条件,每3至5天甚至1至2天,就要变一变。气象观测更大范围的“保障圈”是卫星、地面观测站、周边雷达加密组网,联合打造全方位全天候加密观测系统。

从天安门广场辐射开来,从北京中心到城郊,再到京津冀三地,一直到太空,在174个国家级气象观测站开展逐3小时云量云高人工加密地面观测、8部天气雷达开展组网6分钟加密观测的基础上,更有风廓线雷达、毫米波云雷达、微波辐射计、风云四号卫星、高分四号卫星等诸多设备与技术织就的观测网,密切注视天气系统的瞬息变化。

气象现场保障组成员、北京市气象台首席预报员张琳娜曾参与北京奥运会等重大活动的现场服务保障,她亲身体会着近年来预报手段、观测设备、信息传输效率的提升。“以前卫星出一张云图超过40分钟,现在风云四号卫星只需10分钟。”她说。

据介绍,风廓线雷达能准确把握风速、风向,判断大气动力过程。在毫米波云雷达的监视下,云高、云厚、云体垂直结构、云的微物理过程,均无所遁形。微波辐射计能准确判断大气中0℃层、零下20℃层、逆温层位于何处,温度、湿度、水汽密度的变化。气溶胶激光雷达可测得大气污染物多寡。X波段天气雷达能分析降水等灾害性天气过程。

由此,气象科技工作者便能将风、云、大气热力过程、大气成分等多种不同要素综合考量,对风切变、急流、雷暴、雾霾、降水等高影响天气做出判断。

庆祝活动筹备的数月间,气象部门持续为日常训练、设备设施的防风抗雨测试等提供逐12小时、逐3小时、逐小时预报和现场服务,并关注能见度和空气污染扩散气象条件。

70年前,新中国第一批气象预报员曾为开国大典做出至关重要的天气预报。今年,后辈传承“准确、及时、创新、奉献”的气象精神,提供了稳定可靠的数值天气预报产品、大数据分析等气象科技成果,共同助力奏响盛世华章。

 
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