中國氣象報記者 李傲 通訊員 徐明
7月21日,長江中下遊長達43天的梅雨期結束,梅雨鋒暴雨聯合科學試驗也由綜合觀測轉入分析研究階段。該試驗由中國氣象局武漢暴雨研究所聯合國內外十餘家單位和高校,在長江中、下遊共同開展梅雨鋒降水地基、空基、星基聯合觀測,融合應用多源觀測數據,開展暴雨機理研究分析,提高梅雨鋒定量降水預報準確率,為捕捉梅雨鋒暴雨精準把脈。
多元設備構建立體觀測網絡
入汛以來,長江中下遊遭遇多輪強降雨,多站暴雨量級和日數突破歷史極值。今年的梅雨期既「典型」又「異常」。
6月18日,長江中下遊梅雨鋒暴雨聯合科學試驗開展首次飛機觀測,一架搭載雲雷達和雲中水凝物探測儀的飛機從湖北宜昌三峽機場起飛,穿越梅雨鋒降水雲團進行空基觀測。
與此同時,位於湖北鹹寧的中國氣象局長江中遊暴雨監測野外科學試驗基地、荊州江陵觀測基地通過對流層風廓線雷達、毫米波雲雷達、微波輻射計、GPS探空系統等地面觀測設備觀測,並配合飛機觀測和天氣演變,進行不定時觀測;中國風雲四號衛星,日本葵花-8衛星,美國GPM衛星等氣象衛星數據也被實時調用進行對比分析。
從高空到雲中,從雷達到衛星,從雲團形狀到移動路徑……多種探測手段共同構建了空基、地基、星基立體觀測網絡,全方位開展梅雨鋒宏觀環境、雲微物理和降水觀測,為探尋研究梅雨鋒暴雨形成奠定了良好基礎。
試驗項目組美方負責人、美國亞利桑那大學董希泉教授介紹,試驗於6月15日正式啟動,截至目前已完成10次長江中下遊梅雨鋒暴雨過程的聯合觀測試驗,穿雲觀測了7個架次、17個機時,長江中下遊7個地面觀測基地同步開展聯合觀測,協同捕捉梅雨期強降水過程觀測數據,開展梅雨鋒上下遊的整體觀測研究。
多方聯動精準捕捉變化規律
7月16至19日,長江中下遊流域出現大範圍強降水,強降雨帶一路東移,橫掃重慶、湖北、安徽、江西等地,是一次典型的梅雨鋒暴雨過程,布設於湖北鹹寧、襄陽、秭歸、荊州,安徽合肥和壽縣、南京江寧等地的試驗觀測站點聯合對此次過程進行了「完美捕捉」。
本次試驗首次將梅雨鋒暴雨觀測和研究範圍擴展至長江中、下遊流域等梅雨鋒主要影響區域,全面「記錄」梅雨鋒系統發生發展過程。
「頭腦風暴」在試驗研究團隊中展開,來自美國亞利桑那大學、美國喬治亞理工學院、中國科學技術大學、南京大學,以及江蘇、江西、安徽、山西、湖北等地氣象部門的相關專家通過網絡視頻會議分析典型過程,開展深入討論,及時開展數據分析,涉及天氣過程、探空、雷達等探測數據分析、區域數值模式預報效果及評估、流域水文氣象服務等多方面內容。
「流域聯動、多方協同的試驗思路對探究梅雨鋒暴雨中尺度系統動力、熱力結構,以及暴雨雲團的水凝物結構和微物理特徵有著重要幫助。」試驗項目負責人、中國氣象局武漢暴雨研究所所長崔春光研究員介紹,試驗通過對比梅雨鋒系統在長江中遊和下遊的結構特徵差異,分析研究梅雨鋒系統自西向東移動中的變化規律,從而揭示出水汽和環境場條件影響降水雲發生發展的機制。
集合眾智推進成果業務化應用
7月20日,長江中下遊梅雨鋒暴雨科學試驗總結會通過視頻會議形式召開,《基於實況資料融合的梅雨期暴雨過程分析》《IMFRE 期間極端降水中尺度對流系統綜合分析》《雲粒子譜垂直區域特徵及演化》等18篇報告進行了會議交流,展示試驗目前階段取得的部分研究成果。
基於中國氣象局武漢暴雨研究所之前研發的多源觀測資料融合分析系統,本次試驗積累的多種觀測數據正在被綜合處理分析,並將在相關在數值模式中同化應用,對數值預報模式進一步完善優化。
本次試驗在預報、人工影響天氣等學科融合上做了有益嘗試。「後期我們將推進人影作業與飛機觀測相結合,力爭建立長序列梅雨鋒暴雨樣本資料庫,為雲物理和暴雨研究提供支撐。」湖北省人工影響天氣辦公室主任葉建元規劃了後期合作。
中國工程院院士丁一匯表示,該次聯合科學試驗在2018年國家基金委重點國際合作項目「地基、空基聯合觀測的梅雨鋒降水雲分析和微物理研究」的基礎上進行了更為深入的探索,對提高梅雨鋒定量降水預報準確率有重要意義。