破解高原天氣晴雨表 我國開展高原致災氣象過程觀測試驗

中國氣象局近日在青藏高原東部開展了高原致災氣象過程多平台綜合觀測試驗。

首次多平台協同觀測

提升預報準確率

本次試驗首次構建了地基觀測站網、空基無人機、天基衞星“三位一體”協同觀測體系，精準捕捉高原致災氣象的多尺度天氣過程，破解高原暴雨預報難題，提升預報準確率。

青藏高原東部被稱為連接“亞洲水塔”的“閘門”。這裏不僅是降水集中區，也是高原低渦、西南低渦等致災天氣系統的發源地，易引發四川盆地、長江流域出現極端暴雨，導致山洪、泥石流等次生災害。受限於高原複雜地形，致災天氣系統的精細結構和演變機制仍是未解之謎，更被視作預報難度“天花板”。

青藏高原氣象研究院研究員 蔣興文：這次我們試驗的主要目的是通過地空天協同手段，加強在空間密度和時間密度上的監測能力，以更好地去刻畫空間尺度小、時間變化比較快的天氣系統捕捉能力。

在地面上，採用多波長雷達；

在空中，使用大型和小型無人機相結合方式；

在衞星上，主要基於國產衞星來加強面上的監測能力。

我們使用多平台協同的目的就是希望通過多平台的交叉評估，推動對高原天氣系統機理的認識，以更好地建立相應的預測模型，來提高預報的準確率。

據瞭解，此次試驗還增設了高原天氣系統東移過程雷達組網協同觀測。在康定至雅安之間增設多部雷達，*實現“無盲區”觀測，*為捕捉高原天氣系統東移關鍵過程提供支撐，通過在複雜地形區域增設雷達，填補了我國觀測盲區，對監測對流系統的發生發展起到了重要作用。

直觀“看清”高原雲結構

解碼致災天氣機理

高原致災氣象試驗較為關鍵的觀測元素是“雲”，高原雲也一直是我國氣象觀測的難點、重點。本次採用地面雷達、空間無人機以及天空衞星相結合的方式，直觀地“看清”高原雲的內部結構。

在高原，高海拔地形使得水汽更容易凝結，低氣温容易形成更多的冰晶，複雜氣流則能造成雲的形態變化更為迅速。基於高原“雲”的特殊性，我們極其重視對雲物理的觀測。

*青藏高原氣象研究院高原氣象觀測研究室 趙興炳：*我身後左手邊這三個是雲降水的測量組合，最遠處像照相機的叫“天空成像儀”。它不停地對天空進行照相，測量雲量和雲的形態。像桌子一樣的東西是“二維雨滴譜儀”，測量降水粒子的譜分佈和下落速度以及降水強度這些東西。像蘑菇一樣的東西叫“雲雷達”，是測量雲的高度和雲內粒子的分佈，包括它的運動速度。

邊界層是靠近地表的大氣層，對高原天氣系統的形成和變化影響很大。為獲取精準的邊界層數據，此次試驗首次運用了“旋翼無人機”氣象觀測設備，在觀測邊界層方面可以發揮獨特的作用。

*青藏高原氣象研究院高原氣象觀測研究室 趙興炳：*這裏是本次試驗的瓦器觀測點，我們在這裏設置了旋翼無人機氣象觀測設備。它以旋翼無人機為平台搭載温室傳感器，可以測量地表至1500米高度的温濕廓線分佈。與傳統的氣象探空氣球探空相比，它克服了氣球的水平漂移問題。

除了天氣雷達、北斗平漂探空氣球以及小型無人機等固定點位的監測手段，大型無人機“海燕”還能夠飛行至關鍵點位，下投機載氣象設備，獲取定製化位置的氣象數據。

*中國氣象局氣象探測中心基地室 劉振宇：*飛機兩端機翼下面掛的是機載下投探空系統，獲取飛機航線下邊的温濕壓風等基本大氣象要素。機頭下方淺藍色掛的是機載温濕擴線儀，它可以獲取機載下方的温濕壓以及亮温。

通過上述綜合觀測手段，我們能更清晰直觀的“看到”影響西南地區暴雨系統的三維立體結構和內部細節，觀測試驗數據還即時傳輸至包括四川、重慶、雲南等西南區域數值天氣預報系統中，相當於給預報模型裝上“高清慧眼”，讓其掌握更準確地大氣初始狀態，從而提高暴雨預報準確率。

青藏高原低渦

影響高原天氣的晴雨表

四川地處青藏高原東部，易受高原天氣系統影響引發極端強降水。今年入汛以來，四川已出現10次較大範圍強降水天氣過程，全省平均降水量達468.4毫米。是什麼原因導致這一地區常年夏季多降水？

青藏高原低渦是引起夏季青藏高原降水的主要天氣系統，當其移出高原時，可誘發我國西南和東部地區的極端強降水。氣象部門數據顯示，在青藏高原東部和四川盆地，由青藏高原低渦引發的夏季總降水佔比超四成。

*青藏高原氣象研究院研究員 蔣興文：*高原由於海拔高，地表接收的太陽輻射比較強，所以天氣系統的生消比較快。咱們在高原上經常能感受到雨一會兒停，一會兒晴的天氣。目前高原上的監測系統，不管是整個三維大氣的監測系統，還是地表面的包括降水量、氣温等監測系統，比平原地區密度要更低一些，所以對這樣快速生消尺度比較小的系統，捕捉能力比較有限。這次的科學試驗，希望針對高原天氣系統空間尺度小、發生發展快的特點來織密觀測網。

在高原內部，青藏高原低渦容易引發雷暴、冰雹、短時強降水等局地強對流天氣。部分高原低渦在有利環流條件下如果移出高原，與冷空氣結合後可能加強，會引發四川、重慶、長江中下游甚至華北、東北地區的暴雨和極端大風天氣，所以加強高原致災氣象系統的觀測研究是高原氣象學和天氣預報研究的重要課題。