强对流天气往往来势猛、变化快、影响范围具有局地性,却可能在短时间内造成较大损失。
如何在“临近”阶段更早、更准地把握其发生发展,一直是气象业务中的难点,也是国际气象界普遍面临的技术挑战。
传统预报在分钟到小时尺度上需要兼顾速度与精度:预报时效越长,不确定性越大;而时效过短又难以满足城市运行管理、交通调度、电力保障和公众避险的现实需求。
造成这一难题的关键,在于强对流系统多由中小尺度对流单体或对流带发展而来,演变过程具有强非线性特征,受地形、边界层条件、水汽输送及局地辐合等多重因素共同影响。
对流“从无到有”“由弱转强”常发生在短时间内,且空间尺度小、结构精细,单靠常规观测很难实现连续、全面、同化质量稳定的描述。
尤其在云和降水快速生成的阶段,许多关键物理量难以直接观测,导致预报的不确定性进一步放大。
在此背景下,依托风云气象卫星形成的高时空分辨率观测资料,为捕捉对流系统的快速演变提供了重要基础。
国家卫星气象中心研发的深度扩散模型,立足自主卫星数据体系,针对强对流临近预报中“快速更新、细致刻画、稳定外推”的业务需求开展技术攻关,将临近预报有效时长延长至4小时。
与以往临近预报以1至2小时为主的业务应用相比,4小时的“窗口”意味着预警与联动处置将拥有更充足的提前量,为多部门协同防灾减灾争取时间。
这一进展带来的影响,首先体现在灾害风险管理链条的前移。
强对流天气关联的暴雨、雷暴、短时大风等灾害,往往对城市内涝防范、航空航运运行、重大活动保障、山区地质灾害防治等造成直接压力。
临近预报时效的提升,有助于在更早阶段锁定可能的影响区域,提高预警发布的针对性与可信度,减少“误报”“漏报”带来的社会成本,提升公众对预警信息的接受度和行动效率。
其次,从气象科技发展看,基于自主卫星数据的智能化预报方法实现关键突破,将进一步强化我国在高影响天气监测预警领域的技术自主可控能力,为构建更高水平的现代化气象观测与预报体系提供支撑。
推动成果转化为稳定业务能力,还需要系统化对策协同推进。
一是持续完善卫星观测资料的质量控制、产品融合与快速更新机制,确保模型输入稳定可靠;二是加强与雷达、地面自动站、探空等多源观测的协同应用,形成更完整的强对流“立体画像”,提升对关键触发条件与环境场变化的刻画能力;三是建立覆盖不同地形气候区、不同季节与灾害类型的检验评估体系,推动模型在复杂情景下的可解释性与鲁棒性提升;四是完善预警服务链路,把预报产品与应急管理、交通、能源、农业等部门的业务流程更紧密对接,形成“预报—预警—响应—反馈”的闭环机制,让技术进步更快转化为风险降低。
从前景看,随着极端天气气候事件多发频发趋势仍需高度关注,提升强对流灾害的提前识别与精细化预警水平,是提高社会韧性的重要抓手。
基于卫星数据的智能预报技术若能与数值模式、集合预报、影响预报等体系化融合,将有望在更大范围、更细尺度上提升对灾害性天气的监测预警能力。
未来,面向城市群精细化治理、重大基础设施安全运行和公众个性化服务需求,临近预报产品的精度、时效与服务表达方式仍将持续迭代,推动气象服务从“提示天气”向“提示风险、指导行动”转变。
强对流天气预报能力的提升,反映了我国气象科技创新的持续进步。
面对气候变化背景下极端天气事件增多的新形势,进一步完善气象预报预警体系、提升全社会气候韧性,已成为新时代防灾减灾工作的重要课题。
此次技术突破为这一目标的实现迈出了坚实一步,也充分展现了我国科技工作者在关键领域的创新能力和担当精神。