短时临近预报破解天气“瞬间密码”
沈 慧
近日，四川省宜宾市屏山县遭遇一场强对流天气过程，该县部分区域出现破记录的最强风速，达33.1米/秒。狂风肆虐下，屏山县大乘镇岩门村七四茶厂厂房顶棚发生倒塌。好在气象部门事先做出精准及时的短时临近预报，当地政府及相关部门紧急响应、果断处置，处于险情中的26名工友被迅速撤离，避免了人员伤亡等情况发生。
气象部门的短时临近预报是什么？与常规的天气预报有何关系？它在预报服务中能解决什么问题、发挥何种作用？记者采访了国家气象中心强天气预报中心技术总师郑永光。
据了解，短时临近预报包括了我国天气预报业务中的两个部分，即短时预报和临近预报。一般来说，未来0小时至2小时的天气预报称为临近预报，2小时至12小时的预报称为短时预报。郑永光表示，我国位于东亚季风区，冷暖、干湿空气交汇频繁，暖季对流系统活跃，经常产生短时强降水、冰雹、雷暴大风、龙卷风等强对流天气。而这些天气往往突发性强、尺度小、演变快，同时致灾性强，容易造成重大人员伤亡。因此，气象部门对强对流天气的监测和预报、风险防范显得尤为重要。
郑永光介绍，短时预报与临近预报主要针对强对流天气，与更长时段的天气预报相比，其预报准确性更高。短时临近预报通常是基于观测实况，如雷达、卫星、自动气象站等多源观测资料，再结合数值预报和人工智能等技术方法，制作区域更精细、更高分辨率的天气预报。
短时临近预报因其对即时天气变化的敏锐捕捉而备受瞩目。不过，短时临近预报目前依然是全球气象学界亟待突破的难题之一。
短时临近预报是一场与时间的赛跑。例如，对于龙卷风、冰雹等突发的强对流天气，由于其形成和发展的迅速性和复杂性，准确预报仍然有很大难度。即便是美国这种拥有丰富历史资料和数据的发达国家，在面对龙卷风等天气时，短时临近预报的空报率也居高不下，高达七成以上，即每发出10次龙卷风预报预警时，其中便有7次并未发生。我国也面临相同的问题。郑永光解释，短时临近预报所“诊断”的是中小尺度天气系统，因其“个头小”、生命史短且变化多端，给预报工作带来了不小挑战。尤其是对流性天气系统，因为形成机理复杂，其发生时常常出现“十里不同天”的状况。另外，强对流等天气过程在时间上的突发性也为准确预报带来了挑战，易致预报研判产生偏差。
当下，雷达、卫星、自动气象站等观测手段，能够助力预报员有效获取各类天气关键信息，但对于小尺度、突发性强的天气过程，对其产生影响的地形、边界层条件、水汽输送等因素仍难以精确捕捉和模拟，这也使得预报所需信息掌握并不完备。尽管已经拥有了精密的现代气象观测网络，但观测资料在时间和空间上分辨率仍然有限，各种观测手段也存在自身局限，难以实现全覆盖。总的来说，短时临近预报准确性的提升是一个持续的挑战，还需加强科技创新、多方协同，以更好应对强对流天气演变带来的影响。
我国强对流天气预报的发展最早可以追溯到20世纪五六十年代，且来源于最迫切的民生需求，即如何减少冰雹对农业生产的影响。2017年以来，国家气象中心陆续实施了多个重点研发专项，积极发展强对流天气的监测、短时和临近预报技术，并引入了人工智能等先进技术手段；研发基于综合观测的突发性强对流天气识别技术，对冰雹、雷暴、大风、龙卷风等的监测识别能力得到大幅提升；积极开展SWAN3.0系统等建设，通过不断集成研发最新的预报技术，实现科研成果到业务应用的快速转化。
在郑永光看来，强对流天气的短时临近预报是一个国家气象综合实力的体现，从各种观测手段到数值预报，再到数据传输的信息化支撑，环环相扣，缺一不可。当前，中国气象局强对流天气重点创新团队，正锚定强对流天气这一国际气象预报的重点难题，扎实推进相关监测预报预警关键核心技术自主创新、原始创新。
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