嘉賓:中央氣象臺首席預(yù)報員方翀
中央氣象臺強天氣中心高級工程師盛杰
采訪人:中國氣象報記者崔國輝
進入8月以來,,全國強對流天氣多發(fā),,內(nèi)蒙古,、黑龍江等地更是出現(xiàn)了龍卷風(fēng),對人民生命財產(chǎn)構(gòu)成了嚴重威脅,。
由于強對流天氣具有局地性強,、突發(fā)性強、移動速度快,、尺度小等特點,,其預(yù)報預(yù)警難度較大,是國際氣象學(xué)界公認的難啃的“骨頭”,。但由于其破壞力大,,各國氣象部門不斷努力以期解決其預(yù)警的問題。
本期科普看臺將帶您全面地認識強對流天氣預(yù)警,,以便在您未來接收到預(yù)警信息時,,能夠正確理解預(yù)警,并采取正確的防范措施,,減輕災(zāi)害帶來的影響,。
贏得這場賽跑的難度不小
強對流天氣不容易被發(fā)現(xiàn),即便發(fā)出預(yù)警,,有時也很難打出足夠的提前量,。例如,8月11日,,北京遭遇大范圍冰雹天氣,,而預(yù)警的發(fā)出只比冰雹的到來提前了半小時左右。
“強對流天氣的預(yù)警是個國際性難題,?!狈搅堈f。這與強對流天氣的自身特點有關(guān),,它往往非常劇烈,,時間和空間的尺度都很小。從時間尺度來說,,強對流天氣通常在一兩個小時內(nèi)就發(fā)生,、發(fā)展、結(jié)束,;從空間尺度來說,,以北京市為例,可能海淀區(qū)在下冰雹刮大風(fēng),,而朝陽區(qū)就沒事,,在雷達回波圖上看,可能就是幾個像素點,。正因為發(fā)生快,、個頭小,,所以強對流天氣不容易被發(fā)現(xiàn),預(yù)警有時很難打出足夠的提前量,。
“相比其他預(yù)警,,強對流天氣預(yù)警準確率偏低?!狈搅埥榻B,。一方面,因其“飄忽不定”,,強對流天氣的歷史數(shù)據(jù)積累不足,,不利于人們認識和分析其規(guī)律。現(xiàn)代天氣預(yù)報基于計算機數(shù)值模式,,如果缺乏大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù),,就會影響預(yù)測的精度,限制預(yù)警能力,。另一方面,,強對流天氣的“捕捉”難度大,對觀測儀器有更高要求,。預(yù)報員需要根據(jù)雷達和自動氣象站的觀測結(jié)果進行研判,,判斷強對流天氣出現(xiàn)的可能性,然后再決定是否發(fā)預(yù)警,。
由于強對流天氣影響大,而且會迅速被現(xiàn)實檢驗,,預(yù)報員在判斷是否發(fā)預(yù)警時會非常謹慎,,爭取掌握準確信息后才發(fā)布,避免空報,、誤報,。
據(jù)悉,美國是全世界龍卷風(fēng)最多的地方,,1948年一個空軍基地的幾十架飛機被龍卷風(fēng)摧毀,,這一事件促使美國開始對龍卷風(fēng)的可預(yù)報性進行研究。近70年過去了,,美國依然無法做到對龍卷風(fēng)百分之百準確預(yù)警,,空報率達70%。
中央氣象臺在2007年至2008年開始嘗試發(fā)布強對流天氣預(yù)警,,至今已有十年,。“由于我國強對流天氣過程中短時強降水,、雷暴等發(fā)生的幾率明顯高于其他類別的強對流天氣,,因此在這方面積累了一些經(jīng)驗,,預(yù)報準確率也較高?!笔⒔芙榻B,。
強對流天氣漏報的問題不容忽視。這是因為,,強對流天氣影響大,,漏報造成的后果會十分嚴重?!敖陙?,我國強對流天氣預(yù)警漏報的情況已經(jīng)很少出現(xiàn),不過,,在預(yù)警范圍和位置的準確性上還有提升空間,,針對公里級區(qū)域進行強對流預(yù)警還有較大難度?!狈搅埥榻B,。
有的公眾或許對于頻繁收到預(yù)警信息而感煩悶,甚至放松了對強對流天氣的警惕,,但是預(yù)警信息對于避免更多人員傷亡和人民財產(chǎn)損失至關(guān)重要,,公眾還需對預(yù)警的準確率給予理解,并及時采取防范措施,。
監(jiān)測和預(yù)報為預(yù)警搶出提前量
“目前,,我國強對流預(yù)警的發(fā)布主要是基于綜合觀測資料和數(shù)值模式預(yù)報,預(yù)報員根據(jù)經(jīng)驗進行預(yù)報預(yù)警落區(qū)的確定,?!狈搅堈f。
氣象專家已經(jīng)對強對流天氣的發(fā)生機制有了初步了解,,但是對其更深層次的發(fā)生,、發(fā)展機理還需要繼續(xù)研究,尤其是針對發(fā)生頻次不高的強對流天氣個例分析還比較匱乏,。
從技術(shù)角度來說,,先進的數(shù)值預(yù)報模式的逐步使用和多普勒天氣雷達網(wǎng)的逐步完善,為強對流天氣的短時臨近預(yù)報提供了最佳預(yù)報手段和預(yù)報方法,。
目前,,我國建立了由中期天氣預(yù)報模式、中尺度數(shù)值天氣預(yù)報模式,、全球集合預(yù)報系統(tǒng),、熱帶氣旋路徑數(shù)值預(yù)報模式、沙塵暴數(shù)值模式等組成的數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)體系,,發(fā)展了精細到鄉(xiāng)鎮(zhèn)的氣象預(yù)報系統(tǒng)和災(zāi)害性天氣短時臨近預(yù)報系統(tǒng),?!坝绕浣陙恚谐叨饶J桨l(fā)展較快,,同時基于模式釋用的客觀化概率預(yù)報產(chǎn)品和集合預(yù)報的應(yīng)用,,為強對流天氣預(yù)警業(yè)務(wù)提供了支撐?!狈搅埥榻B,。
此外,新一代天氣雷達建設(shè)為強對流天氣預(yù)警業(yè)務(wù)提供了重要支撐,。截至今年5月,,全國業(yè)務(wù)運行數(shù)量已達189部。同時,,衛(wèi)星資料,、全國自動站資料和探空資料的有效應(yīng)用也在一定程度上提高了預(yù)警準確率。
考慮到目前使用的新一代天氣雷達數(shù)據(jù)時空分辨率有限,,對于對流系統(tǒng)內(nèi)部的小結(jié)構(gòu)觀測能力有限,,中國氣象科學(xué)研究院研發(fā)了專門用于快速觀測對流過程、具有多波束觀測能力的X波段數(shù)字相控陣天氣雷達,。高時空分辨率的相控陣天氣雷達,,能更好地研究對流過程中小尺度系統(tǒng),特別是快速變化系統(tǒng)的演變特征,,揭示了對流云內(nèi)部輻合的形成和演變過程,,以及與對流發(fā)展的關(guān)系。
此外,,運用圖像識別和機器學(xué)習(xí)等新技術(shù),,快速和智能化地監(jiān)測預(yù)警強對流天氣已成為現(xiàn)實。就冰雹預(yù)警來說,,通過機器學(xué)習(xí),系統(tǒng)能清晰地分析出雷達回波上的冰雹特征,,從而更好地識別冰雹云,,并推算出其移速和移向,給出冰雹可能的影響范圍,。
預(yù)報,、預(yù)警、預(yù)警信號環(huán)環(huán)相扣
“中央氣象臺發(fā)布主要發(fā)強對流天氣預(yù)警,,各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)發(fā)強對流天氣預(yù)警或冰雹,、雷電,、雷雨大風(fēng)預(yù)警信號,,各地市級和縣級氣象局則只發(fā)冰雹、雷電,、雷雨大風(fēng)預(yù)警信號,,其側(cè)重點有所不同?!狈搅堈f,。
首先,中央氣象臺發(fā)布預(yù)警涉及的面積更大,,需要至少相鄰3個省份可能出現(xiàn)強對流天氣才會發(fā)出預(yù)警,;其次,相對時效更長,,各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)的強對流天氣預(yù)警一般針對未來數(shù)小時的天氣情況,,中央氣象臺的強對流天氣預(yù)警則涵蓋未來24小時,,以冰雹、雷雨大風(fēng),、短時強降雨為主,。比如強對流天氣藍色預(yù)警意味著該地區(qū)未來24小時內(nèi)將出現(xiàn)8級以上雷雨大風(fēng)天氣或直徑大于15毫米的冰雹,或出現(xiàn)小時雨強超過20毫米的短時強降水,,并伴有雷雨大風(fēng),、冰雹或龍卷?!敖陙?,隨著公眾對于12小時內(nèi)強對流天氣發(fā)生時間、區(qū)域等信息需求的增長,,中央氣象臺已經(jīng)啟動了相應(yīng)的短時臨近預(yù)報,。”方翀介紹,。
強對流天氣預(yù)警等級與風(fēng)雨雷電的強度相關(guān),,也與強對流天氣發(fā)生的范圍相關(guān)。目前,,中央氣象臺發(fā)布的強對流天氣預(yù)警分為三級,,從輕到重依次為藍色、黃色,、橙色預(yù)警,。
“若強對流天氣較強,但涉及面積不超過3個省份,,則會在強對流天氣預(yù)報中對該預(yù)警信息予以體現(xiàn),?!狈搅埍硎尽?/span>
各地氣象部門通常發(fā)布的強對流天氣預(yù)警信號有雷電預(yù)警信號,、雷雨大風(fēng)預(yù)警信號和冰雹預(yù)警信號,。不過,并非所有省有雷雨大風(fēng)預(yù)警信號,,有的省份會在大風(fēng)預(yù)警信號中對雷雨大風(fēng)加以提醒,;短時強降水則沒有專門的預(yù)警信號,一般在暴雨或雷電預(yù)警信號中加以體現(xiàn),。
各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)氣象臺會在中央氣象臺指導(dǎo)下或參照雷達資料自行發(fā)布預(yù)警和預(yù)警信號,。因各地區(qū)降水量,、地形不同,涉及的預(yù)警也存在差異,。比如在新疆,,發(fā)布暴雨預(yù)警的降雨閾值會低一些。
氣象部門一般會通過短信,、電視,、互聯(lián)網(wǎng)等多種渠道發(fā)布預(yù)警。強對流天氣預(yù)警的時效較短,,因此,,在當(dāng)天要特別留意是否發(fā)布了該預(yù)警。