剑指横断山区 天气预报难度“天花板”
2023-04-10 08:20:49      来源:云南日报

FY-3D气象卫星视角下的横断山脉 供图

大理山地气象野外科学试验基地 供图

2021年5月,中国气象局在昆明成立横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心,云南省气象局联合中国气象科学研究院共建研究中心和大理国家气候观象台、昆明准静止锋科学试验基地(弥勒),共同打造科研业务融合创新平台,围绕横断山区强降水、昆明准静止锋精细化特征和机理两个科学问题,从观测试验、机理研究和预报方法3个层次开展研究,着力提升对复杂地形区灾害性天气的科学认知水平和预报能力。

建设“一中心两基地” 打造科技创新引擎

云南是横断山区复杂地形的典型代表省份,西部横断山脉对云南天气气候的影响及复杂地形导致的局地强降水预报,东部地区特有天气系统昆明准静止锋影响下的温度预报、降水相态预报等,一直是业务服务中的难题。

横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心的成立,旨在整合预报业务科研资源,破解横断山区预报难题。为获取第一手观测试验数据,研究中心建立了大理山地气象野外科学试验基地(大理国家气候观象台)和昆明准静止锋科学试验基地(弥勒),并将其打造成研究中心的两个重要科学试验基地。依托这两个基地,研究中心构建了横断山脉中西部复杂地形区降水协同观测和昆明准静止锋协同观测两张科学试验观测网,支撑横断山区(低纬高原)复杂地形下的山地气象和昆明准静止锋的科学研究。

同时,研究中心聚焦横断山脉及周边区域(低纬高原)山地强降水精细化特征和机理研究、昆明准静止锋机理和预报方法研究、数值预报产品评估和客观订正方法研究、智能预报预警技术研究4个重点研究方向,广纳贤才,组建4个攻关团队,打造高质量的山地气象科研业务骨干队伍。

目前,一批优秀研究成果已在预报服务业务中实现应用。2022年,研究中心“构建‘一中心两基地’科技创新平台 深化气象科技体制改革”被中国气象局全面深化气象改革领导小组办公室评为党的十九大以来全面深化气象改革的典型案例。

剑指预报难题 开展协同观测试验与研究

横断山区地理形势复杂,天气气候多变,每座山峰、每座丘陵、每条河流都可能形成监测区的“褶皱”。因此,需要不断优化站网布局,开展协同监测,尽可能准确及时地获取气象数据并开展相关研究,为解决预报难题增添底气。

研究中心在横断山西侧降水大值区新增马库、那邦、铜壁关自动观测站,与昔马、苏典共同组成横断山迎风坡降雨大值区特殊观测站网,开展横断山区强降水高时空密度的连续观测,积累并获取了区域较高质量基本气象要素观测资料集;综合多源观测资料,分析总结复杂山地区域降水量、降水频次、降水强度的时空分布特征以及降水日内变化特征在复杂山地区域的差异;针对降水极值和大值区开展细致分析和研究,初步揭示了横断山区强降水精细化特征、日变化空间差异和部分山地区域强降水形成机理。

昆明准静止锋是横断山脉多发连阴雨天气的“幕后大佬”。针对这一攻关重点,研究中心积极推进昆明准静止锋科学试验基地(弥勒)建设,构建“一站两网”(弥勒气象综合观测站和昆明准静止锋局地地形影响观测网、东部联合观测组网)的站网布局,建立昆明准静止锋长期稳定的业务观测网。

昆明准静止锋观测试验开展一年多来,获得大量的观测试验数据;完成《昆明准静止锋年鉴(2011—2020年)》 编写工作,提出了一种基于线性拟合的新的锋线客观判别方法,通过对昆明准静止锋气候特征及其天气气候影响的分析,初步建立了冷季昆明准静止锋影响云南的6种天气学概念模型。

攻关核心关键 提升精细化预报预警能力

长期以来,复杂地形的数值预报一直是气象上的一大难点,症结在于不能真实再现地形效应。横断山脉及其周边地区独特多样的地形地貌使得模式模拟的降水与实际存在明显偏差。而横断山脉作为气象灾害及其衍生灾害最严重的地区之一,无疑是检验数值预报能力的深水区。

大理苍山—洱海位于横断山区,属于中小尺度复杂地形的典型代表,研究中心在此初步建成典型山地气象立体综合观测网,通过获取长时间序列、公里级分辨率的山地气象资料,为开展相关研究和数值模式评估奠定基础。

针对不同检验评估方法对复杂地形的适用性,研究中心开展了针对性研究:系统评估业务数值预报模式对横断山脉及其周边地区不同气象要素场的预报能力、理解高分辨率数值预报系统对典型山地灾害性天气的预报偏差及其关键影响因子等研究,为完善数值模式检验评估业务提供技术支持;研究不同数值模式的模拟偏差特征,为模式订正提供科学依据。此外,聚焦特殊地形和复杂下垫面背景下的数值模式产品释用客观订正方法,研究中心建立了基于精细化评估结果的高分辨率模式要素订正流程,该成果已应用于云南省智能预报业务。通过对比分析数值预报模式对横断山区降水与地形关系的模拟偏差特征,研究中心开展了气温预报最优滚动订正试验,大幅提高了模式预报准确率。

为将研究成果尽快应用到预报预警业务中,研究中心搭建了科研向业务转化的关键集成系统——云南智能预报业务平台,初步建成了灾害性天气、中小河流洪水、山洪地质灾害气象风险三大类产品组成的无缝隙、智能预报“一张网”产品体系,实现了全省气象部门省—市—县三级业务部署应用,有力支撑了云南气象防灾减灾服务,特别对云南“1262”精细化预报与响应联动机制的运行提供了保障。该联动机制2022年运行以来,实现了云南省主汛期洪涝灾害“零伤亡”,充分发挥了气象预报预警先导性作用,为筑牢气象防灾减灾第一道防线提供了有力保障。(云南日报 记者陈云芬)


编辑: 朱俊杰 责任编辑: 劳学丽

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