破解高原天气晴雨表 我国开展高原致灾气象过程观测试验

中国气象局近日在青藏高原东部开展了高原致灾气象过程多平台综合观测试验。

首次多平台协同观测

提升预报准确率

本次试验首次构建了地基观测站网、空基无人机、天基卫星“三位一体”协同观测体系，精准捕捉高原致灾气象的多尺度天气过程，破解高原暴雨预报难题，提升预报准确率。

青藏高原东部被称为连接“亚洲水塔”的“闸门”。这里不仅是降水集中区，也是高原低涡、西南低涡等致灾天气系统的发源地，易引发四川盆地、长江流域出现极端暴雨，导致山洪、泥石流等次生灾害。受限于高原复杂地形，致灾天气系统的精细结构和演变机制仍是未解之谜，更被视作预报难度“天花板”。

青藏高原气象研究院研究员 蒋兴文：这次我们试验的主要目的是通过地空天协同手段，加强在空间密度和时间密度上的监测能力，以更好地去刻画空间尺度小、时间变化比较快的天气系统捕捉能力。

在地面上，采用多波长雷达；

在空中，使用大型和小型无人机相结合方式；

在卫星上，主要基于国产卫星来加强面上的监测能力。

我们使用多平台协同的目的就是希望通过多平台的交叉评估，推动对高原天气系统机理的认识，以更好地建立相应的预测模型，来提高预报的准确率。

据了解，此次试验还增设了高原天气系统东移过程雷达组网协同观测。在康定至雅安之间增设多部雷达，*实现“无盲区”观测，*为捕捉高原天气系统东移关键过程提供支撑，通过在复杂地形区域增设雷达，填补了我国观测盲区，对监测对流系统的发生发展起到了重要作用。

直观“看清”高原云结构

解码致灾天气机理

高原致灾气象试验较为关键的观测元素是“云”，高原云也一直是我国气象观测的难点、重点。本次采用地面雷达、空间无人机以及天空卫星相结合的方式，直观地“看清”高原云的内部结构。

在高原，高海拔地形使得水汽更容易凝结，低气温容易形成更多的冰晶，复杂气流则能造成云的形态变化更为迅速。基于高原“云”的特殊性，我们极其重视对云物理的观测。

*青藏高原气象研究院高原气象观测研究室 赵兴炳：*我身后左手边这三个是云降水的测量组合，最远处像照相机的叫“天空成像仪”。它不停地对天空进行照相，测量云量和云的形态。像桌子一样的东西是“二维雨滴谱仪”，测量降水粒子的谱分布和下落速度以及降水强度这些东西。像蘑菇一样的东西叫“云雷达”，是测量云的高度和云内粒子的分布，包括它的运动速度。

边界层是靠近地表的大气层，对高原天气系统的形成和变化影响很大。为获取精准的边界层数据，此次试验首次运用了“旋翼无人机”气象观测设备，在观测边界层方面可以发挥独特的作用。

*青藏高原气象研究院高原气象观测研究室 赵兴炳：*这里是本次试验的瓦器观测点，我们在这里设置了旋翼无人机气象观测设备。它以旋翼无人机为平台搭载温室传感器，可以测量地表至1500米高度的温湿廓线分布。与传统的气象探空气球探空相比，它克服了气球的水平漂移问题。

除了天气雷达、北斗平漂探空气球以及小型无人机等固定点位的监测手段，大型无人机“海燕”还能够飞行至关键点位，下投机载气象设备，获取定制化位置的气象数据。

*中国气象局气象探测中心基地室 刘振宇：*飞机两端机翼下面挂的是机载下投探空系统，获取飞机航线下边的温湿压风等基本大气象要素。机头下方浅蓝色挂的是机载温湿扩线仪，它可以获取机载下方的温湿压以及亮温。

通过上述综合观测手段，我们能更清晰直观的“看到”影响西南地区暴雨系统的三维立体结构和内部细节，观测试验数据还实时传输至包括四川、重庆、云南等西南区域数值天气预报系统中，相当于给预报模型装上“高清慧眼”，让其掌握更准确地大气初始状态，从而提高暴雨预报准确率。

青藏高原低涡

影响高原天气的晴雨表

四川地处青藏高原东部，易受高原天气系统影响引发极端强降水。今年入汛以来，四川已出现10次较大范围强降水天气过程，全省平均降水量达468.4毫米。是什么原因导致这一地区常年夏季多降水？

青藏高原低涡是引起夏季青藏高原降水的主要天气系统，当其移出高原时，可诱发我国西南和东部地区的极端强降水。气象部门数据显示，在青藏高原东部和四川盆地，由青藏高原低涡引发的夏季总降水占比超四成。

*青藏高原气象研究院研究员 蒋兴文：*高原由于海拔高，地表接收的太阳辐射比较强，所以天气系统的生消比较快。咱们在高原上经常能感受到雨一会儿停，一会儿晴的天气。目前高原上的监测系统，不管是整个三维大气的监测系统，还是地表面的包括降水量、气温等监测系统，比平原地区密度要更低一些，所以对这样快速生消尺度比较小的系统，捕捉能力比较有限。这次的科学试验，希望针对高原天气系统空间尺度小、发生发展快的特点来织密观测网。

在高原内部，青藏高原低涡容易引发雷暴、冰雹、短时强降水等局地强对流天气。部分高原低涡在有利环流条件下如果移出高原，与冷空气结合后可能加强，会引发四川、重庆、长江中下游甚至华北、东北地区的暴雨和极端大风天气，所以加强高原致灾气象系统的观测研究是高原气象学和天气预报研究的重要课题。