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中图分类号:P457 文献标识码:A
摘要:人类社会的发展,地球环境的变化不断给气象工作提出了更多更高的要求。进一步提高天气预报和气候预测准确率,必须依靠科学,走中国气象科学发展的道路。本文结合我国数值天气预报的发展以及我国强对流天气预测的最新研究浅探了这一问题。
关键词:气象预报预测;科学化道路
提供准确的天气预报是国家与社会公众对气象科技的第一位的、最基本的需求。随着社会不断进步,国际社会和各国政府对月、季、半年甚至十年以上的气候预测要求越来越高。
依靠科技、自主创新、掌握核心技术、积淀人才力量,加强预报预测技术水平评估,不断推进科研组织体系建设对于发展我国天气气候预报模式,提高天气气候预报预测水平,是一个行之有效的途径。
现在人类社会的发展,地球环境的变化不断给气象工作提出了更多更高的要求。我们必须认真思考气象科学发展道路,特别是进一步提高天气预报和气候预测准确率,走中国气象科学发展道路的问题。
数值天气预报是提高天气预报准确率的根本的科学途径,已成为现代天气预报的基础,在日常的气象业务与服务中发挥着不可替代的作用。数值天气预报使天气预报信息量大大增加,信息处理和分析能力很快提高。
数值预报主要制作的是形势预报,其物理量的预报是一定区域的平均状况。我国地域辽阔,地形复杂,各地天气气候差异甚大,现代城市化进程的加速更加大了差异。而客观实际的天气程,气象要素,气象灾害,气候变化是发生在具体的地点、时间,强度也有明显的地区差异。要提高天气气候预测能力和服务效益,必须向定点、定时、定量、定强度的精细预报发展,这就需要探索中国式天气气候预测道路。
气象工作的根本任务是认识和掌握地球大气的规律并转化为预测能力为人类服务。早在上世纪五十年代我国气象工作就开始了这种探索。“单站补充天气预报”就是这种探索的一项重大创新。上世纪五十年代有多个气象站在当地政府支持下,在有关气象台区域预报的基础上,进行补充订证,做出本县的大气预报,取得了较好的服务效果。单站补充预报改变了以往气象站只搞观测不做预测的传统规定,弥补了气象台预报的不足,解决了预报服务下乡的问题,提高了服务效益。
当今形势下,气象站预报要实现科学发展,首先加强县站建设,提高县站人员素质。把有两年以上大台预报经验的本科生,研究生加强到县站,协助建立县站综合预报业务系统,扎实提高县站预报水平。其次,充分发挥老气象工作者(包括退休人员)的作用。把他们的实践经验提高并纳入县站综合预报业务系统,传、帮、带协助培养年青人。另外,要建设整合不同时空尺度天气气侯预测系统的综合系统工程,充分发挥计算机网络作用,提高预测水平和服务效益。
再如在强对流天气的预报方面,依靠科技,科学预报,我国取得了不错的进展。
由于尺度小、突发性、易逝性等特点,强对流天气堪称最难预报的天气类型之一。近年来,上海市气象局科研团队立足强对流天气预报研究前沿,突破了快速更新同化预报技术(RUC)、强对流天气预报检验新方法等关键技术。
与传统的雷达回波与卫星图像外推方法只能在1小时内有效相比,数值预报能显著提高强对流预报的时效性。然而传统数值预报每6小时更新一次模式初值显然不适合于尺度小、生命史短的强对流系统预报。因此,进行高频次的资料同化以便使模式初始场包含更丰富的对流系统信息,是提高短时临近数值预报准确率的关键。近年来,上海市气象局科研团队致力于短时临近数值预报技术的研发,尤其在快速更新同化预报技术研发方面取得了明显进展。
为有效提高上海强对流的预警时效和准确率,科研团队采用热启动技术,构建了基于ADAS资料同化系统和区域中尺度数值模式WRF的快速同化预报系统。系统采用逐小时循环同化的方式对雷达、飞机报、自动站等多种加密观测资料进行同化,更客观全面地“刻画”出强对流天气系统的特征,明显优化了数值预报模式的初始场,从而更有效地为中小尺度天气系统短临预报提供1小时到12小时内的高时空分辨率的分析及诊断产品。
除了科学预报,科研团队还加强了强对流天气预报检验新方法的一研发。通过检验评估,预报员可发现预报技术中的问题并促进其改进和完善。此外,对强对流天气的检验可以给出预报的可适用性和不确定性,从而提高强对流天气业务预报能力和服务效益。为了弥补常规检验方法的不足,科研团队针对强对流天气的特点、短临预报业务需求,采用对比预报与实际的强对流天气目标之强度、面积、空间距离、形态和相似度等评价指标,研发了目标对象法和尺度模糊法等强对流预报的最新检验方法,开发了适合我国强对流预报预警发展的强对流短临预报新型检验业务产品,实现了对强对流短临预报的综合检验和评价。
为了解决强对流天气受下垫面影响非常大而产生的城市热岛效应、海陆风、湖陆风等,科研团队加强对强对流天气预报新技术的研究,进一步提升强对流天气预报能力。
此外,2007年贵州省气象局从突发性气象灾害预报预警技术、应急服务指挥平台和应急服务系统建立开展强对流天气研究,找到了雷电、大风、冰雹、短时强降水等强对流天气的一般规律。基于对天气雷达体扫基数据进行风暴的识别、追踪和预警技术方法研究,采用目前国际上先进的序贯蒙特卡洛方法,利用强对流天气发生发展的历史数据通过线性拟合对风暴进行外推临近预报并提供未来15分钟、30分钟和60分钟风暴移向的外推预警产品。风暴追踪系统实现了对风暴的自动监测和识别、提供了风暴顶高、风暴路径、降水估计等多种客观分析产品。
中央气象台也从笼统的强对流落区预报实现了现今的分类精细化预报。对不同类型强对流天气的精细预报,有利于不同行业的人员以及公众进行有针对性的防范,更大限度地避免损失。
能做到这一点,主要归功于基于强对流天气发生发展物理条件的定量化分析技术。通过分析,预报员建立了有利于不同类型强对流天气发生发展的物理条件及其阈值区间,在实际业务中,结合数值预报产品,有助于预报员判断其环境条件有利于哪种类型的强对流天气发生。通过对不同物理条件的定量化分析,预报员“慧眼识气象”,准确识别出各种强对流天气的“真实面目”并做出准确预报。
总之,气象观测是一门综合科学,现代气象科学己发展成为数理化科学、天文科学、地理科学、环境科学、应用科学、卫星雷达探测技术、计算机通讯技术、网络技术等众多门类高科技综合交叉学科。为提高气象预报预测准确率,无论过去还是未来,都必须依靠科学,走科学发展气象预报预测的道路。
参考文献:
[1]汤懋苍.短期天气预报与短期气候预测发展道路的对比思索.干旱气象.2004 .03
[2]朱国富.中国气象局国家级数值天气预报业务的发展现状和几点展望.2007年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集.2007年
[3]邓永辉.数值天气预报中卫星资料同化应用现状及发展.才智.2013.34期
[4]杨福全.短期气候预测:路长正未有尽时.中国气象报.2002.12.19
摘要:人类社会的发展,地球环境的变化不断给气象工作提出了更多更高的要求。进一步提高天气预报和气候预测准确率,必须依靠科学,走中国气象科学发展的道路。本文结合我国数值天气预报的发展以及我国强对流天气预测的最新研究浅探了这一问题。
关键词:气象预报预测;科学化道路
提供准确的天气预报是国家与社会公众对气象科技的第一位的、最基本的需求。随着社会不断进步,国际社会和各国政府对月、季、半年甚至十年以上的气候预测要求越来越高。
依靠科技、自主创新、掌握核心技术、积淀人才力量,加强预报预测技术水平评估,不断推进科研组织体系建设对于发展我国天气气候预报模式,提高天气气候预报预测水平,是一个行之有效的途径。
现在人类社会的发展,地球环境的变化不断给气象工作提出了更多更高的要求。我们必须认真思考气象科学发展道路,特别是进一步提高天气预报和气候预测准确率,走中国气象科学发展道路的问题。
数值天气预报是提高天气预报准确率的根本的科学途径,已成为现代天气预报的基础,在日常的气象业务与服务中发挥着不可替代的作用。数值天气预报使天气预报信息量大大增加,信息处理和分析能力很快提高。
数值预报主要制作的是形势预报,其物理量的预报是一定区域的平均状况。我国地域辽阔,地形复杂,各地天气气候差异甚大,现代城市化进程的加速更加大了差异。而客观实际的天气程,气象要素,气象灾害,气候变化是发生在具体的地点、时间,强度也有明显的地区差异。要提高天气气候预测能力和服务效益,必须向定点、定时、定量、定强度的精细预报发展,这就需要探索中国式天气气候预测道路。
气象工作的根本任务是认识和掌握地球大气的规律并转化为预测能力为人类服务。早在上世纪五十年代我国气象工作就开始了这种探索。“单站补充天气预报”就是这种探索的一项重大创新。上世纪五十年代有多个气象站在当地政府支持下,在有关气象台区域预报的基础上,进行补充订证,做出本县的大气预报,取得了较好的服务效果。单站补充预报改变了以往气象站只搞观测不做预测的传统规定,弥补了气象台预报的不足,解决了预报服务下乡的问题,提高了服务效益。
当今形势下,气象站预报要实现科学发展,首先加强县站建设,提高县站人员素质。把有两年以上大台预报经验的本科生,研究生加强到县站,协助建立县站综合预报业务系统,扎实提高县站预报水平。其次,充分发挥老气象工作者(包括退休人员)的作用。把他们的实践经验提高并纳入县站综合预报业务系统,传、帮、带协助培养年青人。另外,要建设整合不同时空尺度天气气侯预测系统的综合系统工程,充分发挥计算机网络作用,提高预测水平和服务效益。
再如在强对流天气的预报方面,依靠科技,科学预报,我国取得了不错的进展。
由于尺度小、突发性、易逝性等特点,强对流天气堪称最难预报的天气类型之一。近年来,上海市气象局科研团队立足强对流天气预报研究前沿,突破了快速更新同化预报技术(RUC)、强对流天气预报检验新方法等关键技术。
与传统的雷达回波与卫星图像外推方法只能在1小时内有效相比,数值预报能显著提高强对流预报的时效性。然而传统数值预报每6小时更新一次模式初值显然不适合于尺度小、生命史短的强对流系统预报。因此,进行高频次的资料同化以便使模式初始场包含更丰富的对流系统信息,是提高短时临近数值预报准确率的关键。近年来,上海市气象局科研团队致力于短时临近数值预报技术的研发,尤其在快速更新同化预报技术研发方面取得了明显进展。
为有效提高上海强对流的预警时效和准确率,科研团队采用热启动技术,构建了基于ADAS资料同化系统和区域中尺度数值模式WRF的快速同化预报系统。系统采用逐小时循环同化的方式对雷达、飞机报、自动站等多种加密观测资料进行同化,更客观全面地“刻画”出强对流天气系统的特征,明显优化了数值预报模式的初始场,从而更有效地为中小尺度天气系统短临预报提供1小时到12小时内的高时空分辨率的分析及诊断产品。
除了科学预报,科研团队还加强了强对流天气预报检验新方法的一研发。通过检验评估,预报员可发现预报技术中的问题并促进其改进和完善。此外,对强对流天气的检验可以给出预报的可适用性和不确定性,从而提高强对流天气业务预报能力和服务效益。为了弥补常规检验方法的不足,科研团队针对强对流天气的特点、短临预报业务需求,采用对比预报与实际的强对流天气目标之强度、面积、空间距离、形态和相似度等评价指标,研发了目标对象法和尺度模糊法等强对流预报的最新检验方法,开发了适合我国强对流预报预警发展的强对流短临预报新型检验业务产品,实现了对强对流短临预报的综合检验和评价。
为了解决强对流天气受下垫面影响非常大而产生的城市热岛效应、海陆风、湖陆风等,科研团队加强对强对流天气预报新技术的研究,进一步提升强对流天气预报能力。
此外,2007年贵州省气象局从突发性气象灾害预报预警技术、应急服务指挥平台和应急服务系统建立开展强对流天气研究,找到了雷电、大风、冰雹、短时强降水等强对流天气的一般规律。基于对天气雷达体扫基数据进行风暴的识别、追踪和预警技术方法研究,采用目前国际上先进的序贯蒙特卡洛方法,利用强对流天气发生发展的历史数据通过线性拟合对风暴进行外推临近预报并提供未来15分钟、30分钟和60分钟风暴移向的外推预警产品。风暴追踪系统实现了对风暴的自动监测和识别、提供了风暴顶高、风暴路径、降水估计等多种客观分析产品。
中央气象台也从笼统的强对流落区预报实现了现今的分类精细化预报。对不同类型强对流天气的精细预报,有利于不同行业的人员以及公众进行有针对性的防范,更大限度地避免损失。
能做到这一点,主要归功于基于强对流天气发生发展物理条件的定量化分析技术。通过分析,预报员建立了有利于不同类型强对流天气发生发展的物理条件及其阈值区间,在实际业务中,结合数值预报产品,有助于预报员判断其环境条件有利于哪种类型的强对流天气发生。通过对不同物理条件的定量化分析,预报员“慧眼识气象”,准确识别出各种强对流天气的“真实面目”并做出准确预报。
总之,气象观测是一门综合科学,现代气象科学己发展成为数理化科学、天文科学、地理科学、环境科学、应用科学、卫星雷达探测技术、计算机通讯技术、网络技术等众多门类高科技综合交叉学科。为提高气象预报预测准确率,无论过去还是未来,都必须依靠科学,走科学发展气象预报预测的道路。
参考文献:
[1]汤懋苍.短期天气预报与短期气候预测发展道路的对比思索.干旱气象.2004 .03
[2]朱国富.中国气象局国家级数值天气预报业务的发展现状和几点展望.2007年海峡两岸气象科学技术研讨会论文集.2007年
[3]邓永辉.数值天气预报中卫星资料同化应用现状及发展.才智.2013.34期
[4]杨福全.短期气候预测:路长正未有尽时.中国气象报.2002.12.19