颱風監測
目前,中國已經建立了包括193部天氣雷達、超過2500個國家級觀測站、6萬多個自動氣象站及風雲系列衛星等組成的綜合觀測系統。自1988以來,中國成功發射16顆風雲衛星,目前9顆在軌運行。其中最為先進的風雲4號A星已投入業務運行,並向全球開放資料、為區域提供服務。
風雲衛星的發展。
長期以來,風雲衛星為颱風的監測預報提供了重要支撐。靜止氣象衛星重點在於颱風的實時定位定強,並監測颱風登陸的時間地點和造成的風雨影響。極軌氣象衛星具有大氣三維探測能力,可以揭示颱風內部熱力和雲雨結構,為颱風路徑和強度預報提供依據。
風雲四號A星
2016年發射的風雲四號A星(靜止衛星)搭載了多通道掃描成像輻射計、幹涉式大氣垂直探測儀、閃電成像儀和空間天氣監測儀4臺遙感儀器,可獲取大氣溫、溼度的三維結構和高時空解析度圖像,全圓盤圖像觀測時間解析度為15分鐘,空間解析度可達500米。
風雲四號A星2017年颱風「卡努」監測圖
2017年發射的「風雲三號」D星(極軌衛星)搭載了10臺先進的遙感探測儀器。其中,紅外高光譜大氣探測儀覆蓋通道較以往儀器數量增加了70多倍,可使登陸颱風等高影響天氣預報時效進一步提前。
利用靜止衛星的全天候觀測優勢,自2012年開始,中國增加了衛星靈活加密觀測業務,觀測間隔時間可達6分鐘一次。
颱風預報
近30年來,中國數值預報模式及其使用技術不斷發展,業務平臺不斷升級,颱風預報業務取得長足發展。颱風預報時效越來越長,預報準確率和精細化程度越來越高,預報產品更加豐富。
中國颱風路徑預報準確率的進展尤為顯著,24小時路徑預報誤差和20年前相比減少了50%,48小時路徑預報準確率和20年前24小時預報準確率相當,而72小時路徑預報甚至優於21世紀初48小時預報水平。
1985至2017年中國氣象局颱風路徑預報誤差
在過去幾十年中,中國氣象局積極開展颱風客觀預報釋用和融合技術的研發,突破了登陸颱風精細化預報的技術瓶頸。在颱風路徑集合成員智能化應用、多源資料融合技術和降尺度技術研究等方面取得顯著進展,其中颱風大風半徑分析及預報、颱風風場釋用技術、暴雨宏微觀物理過程模式定量分析和應用技術等填補了我國颱風風雨精細化預報技術業務空白。構建颱風監測、預報預警綜合平臺,顯著提高了颱風預報綜合決策能力。
中國氣象局颱風數值預報模式的發展(1994年至2017年)
1994年,中國氣象局建立了第一代區域颱風模式RMTTP,解析度為0.5°。2004年升級到T213全球模式,該模式水平解析度為0.5625°,垂直解析度為31層。2010年將T213模式升級為T639全球模式,水平解析度提高到0.28125°,垂直解析度提高到60層。2012年開發了GRAPES_TYM區域颱風模式,該模式水平解析度為0.15°,垂直解析度為32層;2015年將其水平解析度提高到0.12°,垂直解析度提高到50層。
颱風預報業務的進展尤其是颱風路徑預報誤差的降低趨勢極大地促進了防臺減災工作的開展。在過去30年內中國因颱風致災死亡(含失蹤)人數降低了90%。
1988至2017年颱風致災死亡(含失蹤)人口(單位:個)
由於颱風侵襲的地帶多為人口稠密、經濟繁榮的海岸帶區域,在國民生產總值增長的背景下,颱風導致的直接經濟損失在過去30年中呈現逐漸增長的趨勢,這說明颱風預報業務在減少經濟損失方面仍具備提升的空間。
1988至2017年颱風導致的直接經濟損失(單位:億元)
世界氣象中心
2017年5月12日,世界氣象組織執行理事會第69次屆會認定中國氣象局為世界氣象中心。這標誌著中國氣象預報業務能力總體達到了世界先進水平,體現了中國在世界氣象業務的組織和技術交流等方面的牽頭、骨幹作用,彰顯了我國在世界氣象舞臺上的顯示度、國際影響力和國際貢獻。
作為世界氣象組織核心預報預測業務機構,世界氣象中心主要職責是為世界各國實時氣象預報、預測業務提供穩定、豐富、高質量的無縫隙天氣氣候分析、預報、預測指導產品,並牽頭開展國際氣象預報技術交流、技術培訓等活動。
風雲系列衛星用戶在全球70多個國家和地區落地,用戶超2500個;在全球天氣氣候監測、生態環境監測、災害監測、作物長勢監測與糧食估產等方面發揮重要作用。其中,靜止衛星具備分鐘級區域掃描能力,在國際首次實現了靜止軌道的大氣高光譜垂直探測能力,部分儀器數據質量達到或接近國際先進水平。
瞄準全球領先水平,中國發展具有完全中國自主智慧財產權的GRAPES數值模式系列(全球確定性數值天氣預報系統、全球集合數值天氣預報系統、全球長期數值預報系統);2016年6月1日,GRAPES全球預報系統正式業務化運行。
基於氣候模式,中國氣象局已具有延伸期尺度、月尺度、季節尺度和年尺度等多時、空解析度氣候產品,並提供全球長期預報產品,具全球ENSO等氣候監測能力。未來將發展高解析度全球大氣環流模式,並建立次季節-季節-年際尺度氣候一體化預測模式系統。
目前,已發布我國陸地5公裡、責任海區10公裡解析度1-7天智能網格預報產品;將逐漸向全球陸地和海洋區域拓展,發展成為首個從小時到年、覆蓋全球的無縫隙氣象預報業務產品體系,較其他世界氣象中心在南海、「一帶一路」建設等重要區域具有競爭優勢。
全球數據交換
北京是WIS的全球信息系統中心(GISC)之一,核心通信網絡以4-20Mbps帶寬與英、日、澳、德、法等10個國家進行數據交換和元數據同步;目前通過CMACast、WMO全球通信系統(GTS)及Internet向蒙古、尼泊爾、巴基斯坦、朝鮮等36個WMO會員的120個用戶提供數據發現和訪問服務,分發服務數據超過500GB/日。
MICAPS
MICAPS是Meteorological Information Comprehensive Analysis and Process System縮寫,即現代化人機互動氣象信息處理和天氣預報製作系統。系中國氣象部門氣象衛星、天氣雷達和數值預報、站點實況等產品綜合應用最強有力的業務技術支撐平臺。自1995年起至今,它已經歷過4個版本的嬗變。2016年5月30日MICAPS4.0在全國氣象部門正式投入業務運行。
中國氣象局專家赴寮國國家氣象局進行CMACast、MICAPS系統安裝、維護和以及全套系統培訓工作。
MICAPS結構示意圖。
用戶界面。
站點數據展示。
(責任編輯:郝靜)