眾多觀測利器

協同發力不斷縮小預報誤差

從廈門島內向西遠眺，蔡尖尾山上的“天語舟”雷達業務樓猶如一柄巨型古代司南懸浮于山間。頂部的圓球，是我國第一部整機國產化的S波段雙偏振多普勒天氣雷達。

這里是廈門氣象觀測與預報的主要陣地，也是廈門市海峽氣象開放重點實驗室開展預報預警關鍵技術研究的眾多“利器”之一。它能實現對廈門全方位覆蓋，十分有利于探測天氣系統的精細內部結構。

實驗室氣象觀測研究的“利器”還有很多：氣象衛星、X波段相控陣雙偏振雷達、毫米波云雷達、激光氣溶膠雷達、雨滴譜、風廓線儀和微波輻射計……實驗室依托現有氣象業務觀測網，不斷增設新型地基氣象觀測設備，更形成了遍布島內外各區的四大綜合氣象觀測基地。

2020年9月，實驗室率先在福建省實現相控陣雷達組網觀測，并牽頭完成了全省首個X波段相控陣雙偏振雷達組網觀測試驗和系統評估。從此，廈門強對流、臺風等災害性天氣監測預警升級為“S波段天氣雷達組網監測+X波段相控陣雷達協同監測”的模式。

“X波段相控陣雷達，有力彌補了普通雷達在災害性天氣低層的觀測缺陷。”實驗室副研究員黃亦鵬介紹，通過在天氣雷達中引入相控陣技術，并多部組網，大幅提高了雷達觀測的時空分辨率。

目前，實驗室已經形成了多部天氣雷達組網的中尺度天氣系統高時空分辨率監測系統，構建了以溫度、濕度、氣壓、風場、水凝物和氣溶膠等多條廓線探測為主體，兼顧大氣成分等氣象要素的綜合觀測系統。

天氣預報是個復雜的過程，要實現更加精準的預報，除了依靠天氣圖、衛星云圖等圖像直觀了解天氣系統的“大勢”，還要建立在對精密觀測數據進行充分挖掘的基礎之上。

為此，實驗室圍繞臺風、強對流和海霧等臺灣海峽區域高影響天氣，運用前沿數字技術對大氣環境和天氣系統進行分析研判，研發基于“人工智能+氣象”的本地化算法模型，實現更準確及時的預報預警。

具體來說，就是將海量的氣象觀測資料和數值預報信息，通過人工智能算法處理、建立預報模型，再將實時數據輸入模型，計算得出一個反映真實大氣發展演變的數值結果，為精細準確的預報預警提供支撐。

“利用研制的算法模型和模式做天氣預報時，預報誤差來源于觀測的局限性和模式模型的不確定性兩個方面。”黃亦鵬說，減小誤差將災害天氣盡可能準確清晰地表達出來，正是研究人員不斷創新探索的方向。

名片

廈門市海峽氣象開放重點實驗室

廈門市海峽氣象開放重點實驗室依托廈門市氣象臺建設，2021年被確認為市重點實驗室。實驗室立足廈門、扎根福建、輻射臺灣海峽地區、面向全國，緊跟國際災害性天氣研究前沿領域關鍵技術，重點解決海峽區域災害性天氣預報的主要科學問題，及監測預報預警關鍵技術瓶頸，為區域氣象業務發展提供技術支撐，并常態化開展兩岸氣象交流合作。