為何花大成本加密觀測

  意義重:提高西南地區對暴雨洪澇等災害性天氣的監測預報能力,同時也提高我國災害性天氣監測預報能力

  加密探空觀測是很要花些人力、物力和財力的,每放一次氣球大約需要4000元。花這么大成本開展西南渦加密觀測的意義何在?

  “為了提高西南地區對暴雨洪澇等災害性天氣的監測預報能力,同時也提高我國災害性天氣監測預報能力。”李躍清說,這些探空觀測大氣資料對于天氣預報的價值,如同體重、體溫、脈搏、心電圖、血壓等對于人體健康檢查的意義一樣,是不可缺少的基礎資料。

  研究表明,西南地區位于不同大氣環流系統上下左右交匯的特殊地區,是影響我國天氣的高原渦、西南渦、切變線等中小尺度對流系統孕育的“溫床”和“家園”,也是我國災害性天氣氣候預測的強信號區。由于中小尺度天氣系統往往造成大風、暴雨、冰雹等劇烈災害性天氣,四川成為中國內陸的降水中心,也是全國發生泥石流、滑坡等山地災害最嚴重的地方之一。

  多年來的研究與實踐證明,把西南渦關鍵地區的探空觀測資料輸入到數值預報模式和天氣預報業務平臺,有效提高了我國對暴雨等災害性天氣的監測預報能力。

  進一步發揮西南渦加密觀測科學實驗的基礎支撐作用,已成為我國第二次青藏高原綜合科學考察研究和第三次青藏高原大氣科學實驗的重要組成部分,觀測實驗數據資料在大氣科學研究、業務預報、氣象服務中發揮了獨特的重要作用。為期41天的連續加密探空數據實時進入四川省氣象臺業務平臺、同化到西南區域數值預報業務系統,顯著提升了區域災害性天氣預報業務能力。

  “西南渦加密觀測科學實驗開展11年來,通過觀測分析、診斷研究和數值模式等方法,在高原天氣系統影響天氣異常的研究上取得了許多新進展,大大豐富了西南渦系統影響災害性天氣的理論與技術,并取得了不少在國內外有重要意義的創新性理論研究和技術研發成果。”李躍清告訴記者,接下來,科研團隊還將利用風廓線雷達等在金沙江流域開展大氣邊界層結構觀測,進一步提高對青藏高原東南緣深切峽谷風場演變特征和機理的認識。

  回憶

  2013年6月末7月初,四川盆地東部發生一次特大暴雨天氣過程,共有39個站點降雨量超過100毫米,其中遂寧72小時累計降雨量達到519.5毫米,創雨量歷史極值。

  這次災害性天氣事件中,西南渦東移加強帶來暴雨的整個過程,都被西南渦加密觀測實驗科研團隊及時捕捉到了。

  李躍清回憶說:“當時正在開展觀測實驗,加密觀測大氣資料被實時傳送回預報業務平臺,在這個西南渦從九龍向盆地移動的過程中,預報員從天氣圖上發現了‘她’。特別是7月30日14時,‘她’在盆地與高原渦耦合加強,被加密觀測逮個正著。觀測資料一出來,預報員就發現這個渦非常強烈,及時作出了未來降水將超過200毫米的判斷。這么大的降水量,預報員以前還是難以預報的。”

  秘密

  神秘的“產房”和奇異的東移路徑

  11年來,通過分析西南渦加密觀測實驗資料,西南渦的一些重大秘密逐漸被揭示出來:

  一是發現西南渦生成源地之間的相互聯系。人們原來認為,西南渦的三個源地是孤立的。通過分析實驗資料,科研人員發現,位于上游的源地對下游盆地的源地有作用,其擾動能夠激發四川盆地的渦源。這說明,三個源地是有主次之分的,上游渦源的大氣波動能傳播并影響到下游渦源,因此位于上游的九龍源地對西南渦的生成非常重要。

  二是提出了西南渦與其他渦旋的橫向耦合機制。基于加密觀測資料應用,科研人員發現,西南渦不僅能與高原渦垂直耦合,發展深厚的西南渦還能與高原渦在橫向上耦合,并且橫向合并、疊加以后的西南渦相對更加劇烈。

  最重要的是,科研人員提出了西南渦東移發展的新機制,認為西南渦的移動,跟前后冷暖平流的協同作用密切相關。這一科研成果被評為國家973計劃項目重大成果。

  隨著研究深入,科研人員又有了重要發現——西南渦的三個源地具有多尺度性。

  科研人員對九龍源地的實驗資料進行了精細化分析,發現里面還存在幾個更小的源地。“以前我們只知道西南渦居住在九龍這個‘大院子’里,現在發現,院子里原來還有很多‘小產房’。而且,從不同房間出來的西南渦具有不同的性格特點,東移的概率不一樣,日變化也不一樣,造成的影響也不一樣。不過,雖然研究上提出了這樣的理論,但實際上還不能精細到及時分辨并合理解釋它從哪個房間出來,有待進一步研究發現。”李躍清說。

  □記者 陳婷