功能强大、气象灾害指征鲜明的气象观测产品通过联动互动机制,直接推送至预报员桌面甚至与预报服务系统相结合
国家级、省级预报服务单位利用天气过程对观测产品进行实时检验和评估,观测和预报联合推动气象高质量发展
严格把好装备质量、观测数据应用端质量关,为模式预报、短临预报提供高质量观测数据
6月12日至13日,一场强对流天气给京津冀以及河南、山东等地带来冰雹、短时强降水等天气。在北京市气象台,中国气象局气象探测中心(以下简称“探测中心”)派驻雷达专家与预报专家进行现场交流互动。在探测中心后方,技术专家团队全力以赴,利用实时业务平台牢牢把关雷达、探空、地面站等装备和数据质量,并利用X波段天气雷达、地基遥感垂直观测系统以及雷达产品相关算法等,与前方预报团队及时互动,为预报精准、服务精细提供强有力的支撑。
中国气象局党组书记、局长庄国泰对探测中心与国家气象中心及省级气象台站的互联互动给予高度评价,并要求做好工作总结,建立联动互动工作机制,在汛期和重大活动气象服务保障中加强应用和推广,提升观测服务质量效益。
1+1如何大于2?

6月12日,强对流影响北京地区之前,探测中心(雷达气象中心)雷达应用室总工姚聃进驻北京市气象局预报会商平台,为预报团队“解读”观测产品,为北京市气象台准确预报过程、及时发布预报预警提供技术支撑。
在此次过程中,雷电、大风、冰雹、短时强降水等相态极其复杂,且变化多端,需要“捕捉”隐藏在观测产品中的关键细节,但这并不容易。
姚聃介绍,人机交互的有效推进是其中的关键,既要充分挖掘天气雷达和多源气象观测资料中潜藏的关键信息,又要以监测预警业务实战为经验,以身临其境的应用和检验为基础,了解预报业务的实际需求,探索雷达算法的改进路线。
以强对流为例,雷达就像监视它的“前线哨岗”。在对流系统进入北京区域之前,姚聃就已注意到冷涡云系的演变和上游地区雷达回波的发展情况,分析其产品中蕴含的丰富信息,并及时与预报专家交流互动。
6月12日16时,线状对流系统“主力”从西北向东南发展,并于17时30分前后在密云、怀柔等地形成快速发展的强回波。18时30分前后,该超级单体持续发展,形成清晰的中气旋和深厚而接地的强回波核心。这些危险信号表明,直径较大的冰雹已经形成。

发现这些危险信号后,姚聃及时与预报员互动。在共同应用观测资料和识别产品过程中,掌握算法原理和动力机理的雷达专家,与熟悉天气过程和演变规律的预报专家深入交流、相互促进、共同提升,实现了1+1>2的效果。
实际上,不仅在北京市气象台现场有探测技术的支撑和观测预报的实时互动,在中国气象局启动暴雨四级应急响应后,探测科技与预报的实时互动就一刻也没有停止过。探测中心利用“天衡天衍”系统和新一代天气雷达业务软件,加强对暴雨、大风等灾害性天气的实时监测,并与中央气象台强天气预报中心及北京、山东、江苏、河南、湖北等省(市)气象台实时互动互联,利用强降雨、冰雹、强对流单体三维立体监测等最新实况,为临近预报预警提供支撑和检验。
如何更好地支撑预报和服务?
观测与预报互动的背后,是对雷达、探空、地面站等装备质量和数据质量控制的苛刻要求。探测中心数据质量室主任赵培涛介绍,“天衡天衍”系统对应急区域天气雷达自动开展了7200余次电磁干扰和故障坏图质量控制,人工勘误40余次,处理182起降水异常告警,确保了应急气象保障服务期间观测装备能用、数据好用、观测服务预报支撑管用。
针对在怀柔、密云造成严重冰雹灾害的超级单体风暴,雷达气象中心积极与北京市气象局合作,在中国气象局综合观测司部署的雷达观测试验框架下,利用X波段天气雷达开展针对该风暴的精细化观测,实现多波段雷达对关键目标的协同观测,连续监测冰雹在空中酝酿、增强和下落致灾的全过程。
这就好比在战场上如果要摸清对方的关键力量,就得派出能近距离观察的侦察机,仔细扫描核心区域每一处细微变化。这些细节既为冰雹及其移动路径判断提供了技术支撑,又为冰雹等发生发展机理研究、识别外推算法改进等积累了宝贵的科学数据。这一有效探索将随着雷达观测试验的持续推进,面向更多试点省份,针对龙卷风、雷暴大风、短时强降水等强对流过程进行推广和应用,形成预报、观测闭环良性互动。

强对流天气过程发展速度之快,用“神出鬼没”来形容也不过分。目前的探测手段尽管丰富,但仍有不足,需要地基遥感垂直观测系统来助力。
探测中心基地室正研级高级工程师郭启云介绍,地基遥感垂直观测系统由风廓线雷达、毫米波测云仪、微波辐射计、气溶胶激光雷达和GNSS/MET等组成,可实现地面到对流层顶以下的大气温度、湿度、风、水凝物、气溶胶廓线的连续观测,用于弥补探空观测时次密度(每天2次)的不足,常作为刻画整个天气演变过程的重要手段。
在此次过程中,探测中心开发的温度平流、低空急流、云水相态识别等分钟级精细化的垂直廓线融合产品,清晰“描述”了影响北京及其周边的强对流过程,为降水识别、相态转换、强对流潜势预报等提供了重要技术支撑。
实际上,垂直廓线融合产品在2022年北京冬奥会、冬残奥会气象服务保障中也发挥了应有的作用。
观测与预报服务的互动联动是“人民至上、生命至上”的具体体现,也是践行气象高质量发展的重要实践。下一步,探测中心将进一步完善观测预报互动工作机制,强化观测服务产品、观测装备及数据质量信息的直通式服务,并利用灾害性天气复盘的技术机制总结经验、完善机制,在汛期和重大活动服务保障工作中加强应用。




