为何花大成本加密观测

  意义重:提高西南地区对暴雨洪涝等灾害性天气的监测预报能力,同时也提高我国灾害性天气监测预报能力

  加密探空观测是很要花些人力、物力和财力的,每放一次气球大约需要4000元。花这么大成本开展西南涡加密观测的意义何在?

  “为了提高西南地区对暴雨洪涝等灾害性天气的监测预报能力,同时也提高我国灾害性天气监测预报能力。”李跃清说,这些探空观测大气资料对于天气预报的价值,如同体重、体温、脉搏、心电图、血压等对于人体健康检查的意义一样,是不可缺少的基础资料。

  研究表明,西南地区位于不同大气环流系统上下左右交汇的特殊地区,是影响我国天气的高原涡、西南涡、切变线等中小尺度对流系统孕育的“温床”和“家园”,也是我国灾害性天气气候预测的强信号区。由于中小尺度天气系统往往造成大风、暴雨、冰雹等剧烈灾害性天气,四川成为中国内陆的降水中心,也是全国发生泥石流、滑坡等山地灾害最严重的地方之一。

  多年来的研究与实践证明,把西南涡关键地区的探空观测资料输入到数值预报模式和天气预报业务平台,有效提高了我国对暴雨等灾害性天气的监测预报能力。

  进一步发挥西南涡加密观测科学实验的基础支撑作用,已成为我国第二次青藏高原综合科学考察研究和第三次青藏高原大气科学实验的重要组成部分,观测实验数据资料在大气科学研究、业务预报、气象服务中发挥了独特的重要作用。为期41天的连续加密探空数据实时进入四川省气象台业务平台、同化到西南区域数值预报业务系统,显著提升了区域灾害性天气预报业务能力。

  “西南涡加密观测科学实验开展11年来,通过观测分析、诊断研究和数值模式等方法,在高原天气系统影响天气异常的研究上取得了许多新进展,大大丰富了西南涡系统影响灾害性天气的理论与技术,并取得了不少在国内外有重要意义的创新性理论研究和技术研发成果。”李跃清告诉记者,接下来,科研团队还将利用风廓线雷达等在金沙江流域开展大气边界层结构观测,进一步提高对青藏高原东南缘深切峡谷风场演变特征和机理的认识。

  回忆

  2013年6月末7月初,四川盆地东部发生一次特大暴雨天气过程,共有39个站点降雨量超过100毫米,其中遂宁72小时累计降雨量达到519.5毫米,创雨量历史极值。

  这次灾害性天气事件中,西南涡东移加强带来暴雨的整个过程,都被西南涡加密观测实验科研团队及时捕捉到了。

  李跃清回忆说:“当时正在开展观测实验,加密观测大气资料被实时传送回预报业务平台,在这个西南涡从九龙向盆地移动的过程中,预报员从天气图上发现了‘她’。特别是7月30日14时,‘她’在盆地与高原涡耦合加强,被加密观测逮个正着。观测资料一出来,预报员就发现这个涡非常强烈,及时作出了未来降水将超过200毫米的判断。这么大的降水量,预报员以前还是难以预报的。”

  秘密

  神秘的“产房”和奇异的东移路径

  11年来,通过分析西南涡加密观测实验资料,西南涡的一些重大秘密逐渐被揭示出来:

  一是发现西南涡生成源地之间的相互联系。人们原来认为,西南涡的三个源地是孤立的。通过分析实验资料,科研人员发现,位于上游的源地对下游盆地的源地有作用,其扰动能够激发四川盆地的涡源。这说明,三个源地是有主次之分的,上游涡源的大气波动能传播并影响到下游涡源,因此位于上游的九龙源地对西南涡的生成非常重要。

  二是提出了西南涡与其他涡旋的横向耦合机制。基于加密观测资料应用,科研人员发现,西南涡不仅能与高原涡垂直耦合,发展深厚的西南涡还能与高原涡在横向上耦合,并且横向合并、叠加以后的西南涡相对更加剧烈。

  最重要的是,科研人员提出了西南涡东移发展的新机制,认为西南涡的移动,跟前后冷暖平流的协同作用密切相关。这一科研成果被评为国家973计划项目重大成果。

  随着研究深入,科研人员又有了重要发现——西南涡的三个源地具有多尺度性。

  科研人员对九龙源地的实验资料进行了精细化分析,发现里面还存在几个更小的源地。“以前我们只知道西南涡居住在九龙这个‘大院子’里,现在发现,院子里原来还有很多‘小产房’。而且,从不同房间出来的西南涡具有不同的性格特点,东移的概率不一样,日变化也不一样,造成的影响也不一样。不过,虽然研究上提出了这样的理论,但实际上还不能精细到及时分辨并合理解释它从哪个房间出来,有待进一步研究发现。”李跃清说。

  □记者 陈婷