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龍卷風監測預報預警能力建設專項工作方案印發一年后
“捕捉”龍卷 道阻且長 行則將至

發布時間:2022年04月11日 來源:中國氣象報社

編者按:

不抓落實,再好的藍圖,也只是鏡中花、水中月。去年,中國氣象局先后印發一系列工作方案,深入貫徹落實習近平總書記關于氣象工作重要指示精神,聚焦重點領域、關鍵任務,在全面提升監測精密、預報精準、服務精細能力等方面皆取得階段性成果。本報從今日起特推出系列深度報道,回看一年來中國氣象局黨組重大部署落實情況,并展望未來推進方向。

隨著春季到來,一些強對流天氣也逐漸進入高發期。憑借“神出鬼沒”的脾性和極強破壞力,龍卷風成為其中最極端的災害性天氣之一。若能提前“捕捉”龍卷風,并及時通知潛在受影響區域的人們做好防范,必能大大減輕災害損失,更好地守護人民生命財產安全。但在當前條件下,這仍是一道世界級難題。

有多難?與直徑達百余公里的臺風相比,龍卷風的個頭非常小,直徑有時僅幾十米,持續時間為幾分鐘到幾十分鐘,其發生發展相當“任性”——在身處萬米高空的氣象衛星“眼中”,龍卷風如同一個一閃即滅的“點”;間距為幾公里到幾十公里的地面觀測站,幾乎不可能直接捕捉到它;即便是當前公認的監測龍卷風最有效手段——天氣雷達,也常常受限于探測范圍、地球曲率、雷達盲區及地形遮擋等影響,在龍卷風面前無能為力。用中國氣象局強對流天氣預報中心副主任楊波的話來說,“如果能準確預報預警龍卷風的到來,無疑代表著達到短時臨近預報技術的頂級水平,所以我們的工作也可以說是去‘爭冠’?!?/p>

而我國龍卷風發生概率較低的現實,不僅使得分析研究我國龍卷風發生機理和活動規律缺少足夠樣本,也使得現有的預報預警技術難以在實戰得到淬煉。

瞄準這一短板,《龍卷風監測預報預警能力建設專項工作方案(2021-2025年)》于2021年出臺。盡管龍卷風“捕捉”難度大、發生概率小,但氣象部門身處氣象防災減災第一道防線,在面對龍卷風可能帶來的巨大威脅時,充分發揮垂直管理體制優勢,瞄準龍卷風監測預報預警能力建設目標,誓要蹚出一條“爭冠”之路。

多點分工協同 串起龍卷風科研與業務全鏈條

從2017年國家氣象中心牽頭龍卷風高發省份開展龍卷風監測預警業務試驗,到去年中國氣象局把推進龍卷風監測預報預警能力建設作為專項工作,中國氣象局黨組堅持“人民至上、生命至上”理念,整合優勢力量“劍指”龍卷風的意圖愈發明確。

舉旗定向,綱舉目張。一段時間以來,國家級科研業務單位與各試點省份氣象部門邊試驗、邊應用,攻堅龍卷風監測預報預警難題,取得階段性成果。

國家氣象中心梳理總結了龍卷風監測預報預警關鍵指標,利用多源觀測資料、高分辨率數值模式及大數據、人工智能等新技術,發展出針對未來2小時到幾天的龍卷風短時潛勢預報與未來0到2小時的龍卷風落區診斷分析和監測識別技術,建立相關預報業務試驗流程與技術規范,并第一時間將其融入強對流天氣短時臨近預報系統(SWAN),供全國各級氣象部門應用。

中國氣象局氣象探測中心(以下簡稱“探測中心”)高級工程師楊金紅表示,去年,重點聚焦雷達低層覆蓋不足的短板,全國共建設60部X波段雷達,除了在安徽、湖北、黑龍江、內蒙古等龍卷風易發省份建設11部以外,還考慮到了以西南為主、地形復雜且人口聚集的地區新一代天氣雷達存在監測縫隙的情況。

2021年5月14日,江蘇省蘇州市吳江區盛澤鎮部分地區遭龍卷風襲擊。江蘇省氣象局基于梅雨鋒龍卷概念模型,成功預報龍卷風潛勢,并提前一天向政府預警。目前,江蘇已建立省市縣一體化的龍卷風預警技術流程,包括“潛勢提醒-臨近預啟動-預警發布-災情調查”快速聯動的龍卷風業務工作規范,形成基于中氣旋和龍卷風渦旋特征(TVS)的龍卷風判識和預警指標,初步建立“誰發現誰發起”的快速預警發布機制,建成扁平化、高效率的省市縣一體化強對流(龍卷)業務體系。

我國唯一的龍卷風研究中心——廣東佛山龍卷風研究中心牽頭制定龍卷風災情調查方法,近年來已收集國內270多個龍卷風的信息,參與國內近60次龍卷風災情調查,行程10萬余公里。該中心正研級高工黃先香首席表示,經過對華南區域龍卷風特別是臺風龍卷風的深入研究,團隊已揭示廣東臺風龍卷風發生的高風險臺風路徑,凝練出臺風龍卷風的天氣概念模型和預報預警指標,研發了臺風龍卷風風險識別系統,構建了龍卷風預報預警技術流程,成功開展了3次龍卷風的精細化預警試驗和快速靶向發布,對華南區域防災避險有一定指導作用。

各試點單位分工協同,為了同一個目標:用5年時間,有效提升龍卷風的監測預報預警能力。

一張兼顧科研與業務、串聯監測預報預警全業務鏈條、統一龍卷風業務技術流程規范、涵蓋龍卷風從生成到消亡全生命期的“爭冠”布局圖,已徐徐鋪開。

撬動龍卷風這座“大山” 需發動社會廣泛參與

即便是在美國這樣的龍卷風高發國,有巨額資金投入和眾多樣本支撐下,龍卷風預報也依然是道難題,往往只能在監測到龍卷風生成后及時預警,搶出時間差。

這也啟發我們:一方面,要統籌資源、整合科研力量、吸納先進技術,持之以恒開展龍卷風發生機理、致災機理和活動規律的科學研究與對流可分辨數值模式及龍卷客觀算法的研發,織密災害性天氣監視預警網,努力做到知己知彼;另一方面,要構建省市縣扁平高效的預警快速發布機制,不斷提升一線預報員針對龍卷風天氣的業務敏感度和分析研判能力,鼓勵預報員大膽預報,同時加強龍卷風防災避險科普宣傳教育,發動更多志愿者加入龍卷風“調查舉證”行列,提升全社會防災避險科學素養。

當下,國家氣象中心正抓緊設計開發下一代短臨預報系統(SWAN3.0),預計今年上線運行。屆時,全國200多部雷達拼圖將在2分鐘內完成,單站雷達數據可實現三維顯示,強對流與龍卷風潛勢能做到自動報警,能全方位支撐國省市縣四級短時臨近協作業務。

探測中心依托補短板項目建設86部X波段雷達,其中,廣東、福建、浙江、河北、河南、江西、遼寧、湖北、內蒙古、安徽、黑龍江、江蘇等重點省份將增補35部X波段雷達。建成后,將在一定程度上彌補新一代天氣雷達低層盲區,使全國雷達覆蓋率提升約8%。

在各個試點省份,探索不停步:海南、遼寧、吉林、黑龍江等地正進一步強化龍卷風個例庫建設和年鑒制作工作;江蘇、上海、湖南、安徽、河北等地正加快研發基于中氣旋三維結構特征的龍卷風識別技術;內蒙古等地正深入開展基于龍卷風識別特征的實時預警業務;天津等地則基于高分辨率公里尺度的模式進行“二次算法”研究;廣東等地正積極聯合交警、電力等部門及社會公眾,探索建立龍卷風災情調查社會參與制度……

提升龍卷風預報預警能力,這條“爭冠”之路道阻且長。但好在,我們已在路上。

(作者:谷星月 責任編輯:張林)

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