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汛期气象科技应用系列报道④
全程“记录”完美“捕捉”
记长江中下游梅雨锋暴雨联合科学试验
来源:中国气象报 日期:2020年08月12日08:52

  中国气象报记者 李傲 通讯员 徐明

  7月21日,长江中下游长达43天的梅雨期结束,梅雨锋暴雨联合科学试验也由综合观测转入分析研究阶段。该试验由中国气象局武汉暴雨研究所联合国内外十余家单位和高校,在长江中、下游共同开展梅雨锋降水地基、空基、星基联合观测,融合应用多源观测数据,开展暴雨机理研究分析,提高梅雨锋定量降水预报准确率,为捕捉梅雨锋暴雨精准把脉。

  多元设备构建立体观测网络

  入汛以来,长江中下游遭遇多轮强降雨,多站暴雨量级和日数突破历史极值。今年的梅雨期既“典型”又“异常”。

  6月18日,长江中下游梅雨锋暴雨联合科学试验开展首次飞机观测,一架搭载云雷达和云中水凝物探测仪的飞机从湖北宜昌三峡机场起飞,穿越梅雨锋降水云团进行空基观测。

  与此同时,位于湖北咸宁的中国气象局长江中游暴雨监测野外科学试验基地、荆州江陵观测基地通过对流层风廓线雷达、毫米波云雷达、微波辐射计、GPS探空系统等地面观测设备观测,并配合飞机观测和天气演变,进行不定时观测;中国风云四号卫星,日本葵花-8卫星,美国GPM卫星等气象卫星数据也被实时调用进行对比分析。

  从高空到云中,从雷达到卫星,从云团形状到移动路径……多种探测手段共同构建了空基、地基、星基立体观测网络,全方位开展梅雨锋宏观环境、云微物理和降水观测,为探寻研究梅雨锋暴雨形成奠定了良好基础。

  试验项目组美方负责人、美国亚利桑那大学董希泉教授介绍,试验于6月15日正式启动,截至目前已完成10次长江中下游梅雨锋暴雨过程的联合观测试验,穿云观测了7个架次、17个机时,长江中下游7个地面观测基地同步开展联合观测,协同捕捉梅雨期强降水过程观测数据,开展梅雨锋上下游的整体观测研究。

  多方联动精准捕捉变化规律

  7月16至19日,长江中下游流域出现大范围强降水,强降雨带一路东移,横扫重庆、湖北、安徽、江西等地,是一次典型的梅雨锋暴雨过程,布设于湖北咸宁、襄阳、秭归、荆州,安徽合肥和寿县、南京江宁等地的试验观测站点联合对此次过程进行了“完美捕捉”。

  本次试验首次将梅雨锋暴雨观测和研究范围扩展至长江中、下游流域等梅雨锋主要影响区域,全面“记录”梅雨锋系统发生发展过程。

  “头脑风暴”在试验研究团队中展开,来自美国亚利桑那大学、美国佐治亚理工学院、中国科学技术大学、南京大学,以及江苏、江西、安徽、山西、湖北等地气象部门的相关专家通过网络视频会议分析典型过程,开展深入讨论,及时开展数据分析,涉及天气过程、探空、雷达等探测数据分析、区域数值模式预报效果及评估、流域水文气象服务等多方面内容。

  “流域联动、多方协同的试验思路对探究梅雨锋暴雨中尺度系统动力、热力结构,以及暴雨云团的水凝物结构和微物理特征有着重要帮助。”试验项目负责人、中国气象局武汉暴雨研究所所长崔春光研究员介绍,试验通过对比梅雨锋系统在长江中游和下游的结构特征差异,分析研究梅雨锋系统自西向东移动中的变化规律,从而揭示出水汽和环境场条件影响降水云发生发展的机制。

  集合众智推进成果业务化应用

  7月20日,长江中下游梅雨锋暴雨科学试验总结会通过视频会议形式召开,《基于实况资料融合的梅雨期暴雨过程分析》《IMFRE 期间极端降水中尺度对流系统综合分析》《云粒子谱垂直区域特征及演化》等18篇报告进行了会议交流,展示试验目前阶段取得的部分研究成果。

  基于中国气象局武汉暴雨研究所之前研发的多源观测资料融合分析系统,本次试验积累的多种观测数据正在被综合处理分析,并将在相关在数值模式中同化应用,对数值预报模式进一步完善优化。

  本次试验在预报、人工影响天气等学科融合上做了有益尝试。“后期我们将推进人影作业与飞机观测相结合,力争建立长序列梅雨锋暴雨样本数据库,为云物理和暴雨研究提供支撑。”湖北省人工影响天气办公室主任叶建元规划了后期合作。

  中国工程院院士丁一汇表示,该次联合科学试验在2018年国家基金委重点国际合作项目“地基、空基联合观测的梅雨锋降水云分析和微物理研究”的基础上进行了更为深入的探索,对提高梅雨锋定量降水预报准确率有重要意义。

  (来源:《中国气象报》2020年8月12日三版 责任编辑:张林)



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