摘 要:現階段,短時臨近天氣預報在氣象防災減災中發揮出重要的作用,依托短時臨近天氣預報,可全面提升氣象防災減災能力。從農業災害預防、城市災害預防、災害天氣預警3個方面探討了短時臨近天氣預報在氣象防災減災中的應用場景,并提出了全面增強氣象防災減災中短時臨近天氣預報應用效果的舉措,積極形成基于短時臨近天氣預報的氣象防災減災格局,提高監測預報預警能力。
關鍵詞:氣象災害;短時臨近天氣預報;災害天氣
中圖分類號:S421 文獻標志碼:B 文章編號:2095–3305(2024)12–0-03
氣象事業是基礎性社會公益事業,在護佑民生福祉和促進國家經濟社會發展的過程中發揮著重要作用。在新形勢下,黨和國家強調堅持發揮氣象防災減災的第一道防線作用,全面提高氣象防災減災能力。當前,在氣象防災減災中,短時臨近天氣預報已經得到廣泛且有效的應用,可通過短時臨近天氣預報獲取精準的氣象災害信息,在此基礎上落實氣象防災減災措施。結合已有的文獻資料,進一步探究氣象防災減災中短時臨近天氣預報的應用。
1 短時臨近天氣預報概述
在短時臨近天氣預報中,短時預報是指未來0~12 h
天氣參量的描述,0~2 h預報則是臨近預報。在臨近預報業務中,重點是進行災害天氣的監測和預警,主要是冰雹、暴雨、臺風、雷電、龍卷、雷雨大風、雪暴、下擊暴流、颮線[1]。當前,短時臨近天氣預報水平得到提高,能夠保證天氣預報的時效性、準確性、有效性。因此,短時臨近天氣預報在氣象防災減災工作中得到廣泛應用,已經成為氣象防災減災過程中的強有力抓手。
短時臨近天氣預報擁有現代氣象觀測技術的有效支撐,主要是氣象衛星云圖、新一代天氣雷達。以新一代天氣雷達為例,可以探測與監測強對流天氣,還可以定量估測降水、獲取風場信息。在氣象服務及氣象防災減災中,新一代天氣雷達的應用場景主要是災害天氣的監測和預警、定量估測大范圍降水、增強人工增雨效果。當前,我國的新一代天氣雷達已經有良好的發展,有7種型號,在C波段,包括CA、CB、CC、CD型天氣雷達;在S波段,包括SA、SB、SC型天氣雷達,已經基本上實現國土全覆蓋,能夠很好地支持短時臨近天氣預報。
第一,時效性強。相較于傳統天氣預報而言,短時臨近天氣預報的突出特點是時效性強,可以準確地獲取0~12 和0~2 h的氣象信息,能夠及時、準確地預測突發性的氣象災害,在此基礎上有效落實氣象防災減災措施[2]。在新一代天氣雷達、氣象衛星云圖等先進氣象技術的支持下,短時臨近天氣預報的時效性處于不斷增強狀態,有效減少氣象災害的危害。
第二,針對性強。相較于傳統天氣預報,短時臨近天氣預報有更廣泛的應用范圍,同時具有很強的針對性,為氣象防災減災提供針對性的服務。從災害天氣的監測和預警這一角度而言,短時臨近天氣預報可以提供針對性的服務,尤其是可以通過短時臨近天氣預報對雷雨、大風、臺風、暴雨、冰雹等災害天氣進行監測和預警,有效提高應對災害天氣的綜合水平。此外,將短時臨近天氣預報與信息共享技術、人工智能技術有效結合,可進一步提高短時臨近天氣預報的服務水平,短時臨近天氣預報更具高效性和針對性,可以為市政道路建設部門、農業部門、衛生部門等提供針對性的服務。
第三,精確度高。短時臨近天氣預報所應用的氣象技術具有先進性,因此觀測到的氣象數據可以確保精確度,正基于這一優勢,氣象防災減災越來越依賴于短時臨近天氣預報,要求獲取精確度高的氣象數據。
2 氣象防災減災中短時臨近天氣預報應用場景
2.1 農業災害預防中的應用
農業生產活動容易受到氣象災害的影響,甚至會導致農作物絕收,因此必須科學有效地預防農業生產中的氣象災害。在當前階段進行農業災害預防時,通過短時臨近天氣預報,可以提高農業氣象災害監測預報預警能力和防災減災能力,一是強調精密氣象監測,二是精準氣象預報。在農業災害預防中,可以從以下幾個方面應用短時臨近天氣預報。
第一,利用衛星云圖,動態監測風力的分布狀況,綜合分析短時期雨層運動狀況,確定可能出現的農業氣象災害,在此基礎上落實防護措施[3]。第二,優化風云氣象衛星空間布局,構建起農業災害預防所需的全時全域全要素立體氣象觀測體系,對農業氣象災害的重點區域進行觀測站網建設,從而取得短時臨近天氣預報的良好效果,提高農業氣象災害監測能力。第三,臨近天氣預報的應用中注重實時觀測云層上方情況,在發現農業生產遭遇旱情時,可以結合實際情況采取人工降雨方式,緩解干旱對農業生產的危害[4]。第四,氣象災害預防中所獲取的短時臨近天氣預報具有很強的時效性,必須在短時間內將獲取的氣象信息向農戶進行全方位的通告,當前可以重點利用廣播、電視、微博、微信公眾號、抖音,支持農戶采取農業氣象災害的應對措施。第五,加強與農業部門的溝通和互動,建立起農業災害的監測預報預警組織部署機制、部門間聯動協同機制,確保短時臨近天氣預報在農業災害預防中最大限度地發揮作用,服務保障農業生產安全。第六,強調農業災害的精細化評估,建立起數字化全國農業氣象災害風險分析應用系統,實現農業氣象災害的預報精準,提高農業氣象防災減災能力[5]。
2.2 城市災害預防中的應用
城市人口數量激增,對城市的交通、建設、衛生、生態環境等提出了較高要求。在城市的發展過程中,會不可避免出現氣象災害,尤其是災害天氣未得到精準預報時,則會對城市的安全與發展產生嚴重的危害。應用短時臨近天氣預報進行城市災害預防,可以動態、準確發現城市氣象災害,有助于實現城市的突發事件應急處置、氣象災害防御、重大活動保障。當前,短時臨近天氣預報已經為城市健康發展和災害預防提供有效保障,城市災害預防越來越依賴于短時臨近天氣預報,科學應用短時臨近天氣預報是重中之重。
城市災害預防中應用短時臨近天氣預報,重點利用新一代靜止軌道氣象衛星觀測系統,獲取城市發展中5個領域的觀測數據,即災害天氣預警、生態環境監測、數值天氣預報、通信導航安全、氣候預測服務。當前,新一代靜止軌道氣象衛星觀測系統成功搭載快速成像儀,可以進行1 min間隔多譜段連續觀測,靈活且精準地對城市的災害天氣進行監測,提高了城市的防災避災能力、自救互救能力。從精準氣象預報的角度而言,當前已經有冰雹、強降雨、雷暴等城市極端天氣的專業預報模式系統,氣象部門在先進氣象技術的支撐下成功建設短時臨近預報預警業務,可以確保中短期預報準確率,既可以及時發布城市極端天氣信息,也可以在城市極端天氣預防中提供精細化的服務。較多城市會出現霧霾天氣,可以通過短時臨近天氣預報實時監測霧霾天氣,尤其是可以獲取未來12 h
內的霧霾天氣變化情況,在此基礎上向城市居民發布霧霾天氣信息,從而有效加強針對霧霾天氣的自我防護。
此外,城市災害預防中應用短時臨近天氣預報,高度重視城市氣象防災減災標準體系的建設與完善。若是處于氣象災害的高風險區、敏感區、脆弱區,則城市要積極完善氣象防災減災標準體系,結合短時臨近天氣預報大力進行防風、防凍、防雷、防高溫等工程建設,更好地支持城市災害預防[6]。以內蒙古地區為例,該地區會出現沙塵暴,內蒙古地區要高度重視沙塵暴預報專業氣象中心的建設,且在全過程中應用短時臨近天氣預報,實現沙塵暴這一災害天氣的精準預報和風險預警,降低沙塵暴對城市的危害。
2.3 災害天氣預警中的應用
當前,在進行災害天氣預警的過程中,可以精密監測未來0~12 h的災害天氣,及時發現可能出現的災害天氣,在此基礎上統籌力量與整合資源,增強全民的防災抗災意識,借助短時臨近天氣預報提高防災減災救災能力。
在災害天氣預警中應用短時臨近天氣預報時,重點強調天氣雷達監測分析、短臨預警。冰雹、局地龍卷、短時強降水等災害天氣具有災害性強、發生時間短、難以精準預報等特點,易產生山洪、泥石流等次生災害。為達到短時臨近天氣預報的良好效果,可以重點應用立體的遙感監測技術,以衛星、雷達等遙感監測設備為主,提前開展災害天氣的預警與防范,切實發揮氣象防災減災的第一道防線作用[7]。
天氣雷達重點將云和降水作為監測對象,重點監測預警風暴生消過程、強對流天氣,獲取雷達回波、速度、譜寬等重要參數,在此基礎上識別和發現災害天氣,確定出天氣系統內部結構和特征。在災害天氣預警中采用雷達探測手段時,綜合分析徑向速度、反射率因子、譜寬等參數信息,選擇性地應用各種監測和預警產品,準確獲取想要的天氣信息[8]。
多普勒天氣雷達是一種先進且重要的遙感探測工具,新一代多普勒天氣雷達監測網、新一代天氣雷達網均得到有效的建設,可以加強對災害天氣的監測和預警,且具備對暴雨雨量及雨區的定點預警與定量預警功能。在應用新一代天氣雷達時,是以互聯網探測為目標,重點監測預警臺風、暴雨、強對流等災害天氣,實現跨區域監測和預報。后續應進一步在災害性天氣的監測和預報中應用多普勒天氣雷達,支持短時臨近天氣預報的應用,尤其是可以將多普勒天氣雷達作為2 h內短時臨近天氣預報的重要手段[9]。
此外,在災害天氣預警中應用短時臨近天氣預報時,注重深度挖掘行業需求,進一步發揮天氣雷達探測與雷達產品的優勢。以能源行業的電網設備為例,確定出雷達可監測的范圍,然后將輸電線路的敏感氣象因素監測和預警系統有效設置在可監測范圍內,由此可以監測和預警突發性強對流天氣,這一過程中還可以應用激光雷達、微波輻射計、閃電定位儀、風廓線雷達等遙感探測設備,減少或避免災害天氣對輸電線路造成破壞[10]。
3 增強氣象防災減災中短時臨近天氣預報應用效果的舉措
做好氣象防災減災工作至關重要,必須重視短時臨近天氣預報的應用,并且強調從多個方面全面增強短時臨近天氣預報應用效果。在氣象防災減災工作中,當前基于短時臨近天氣預報的優勢,可以確立以防為主、防抗救相結合這一工作方針,在持續應用短時臨近天氣預報的過程中積累經驗,全面提高氣象防災減災能力[11]。具體來講,在氣象防災減災中應用短時臨近天氣預報應用時,應重點落實以下3個方面的舉措。
第一,進一步攻關短時臨近天氣預報中的核心技術,注重發展新型觀測技術、協同觀測技術,堅持將多普勒天氣雷達、新一代天氣雷達應用于短時臨近天氣預報[12]。同時,重視災害天氣影響預報和風險預警,對涉及的技術手段進行研究,加強專業化氣象人才隊伍建設。
第二,在短時臨近天氣預報應用過程中,重點強調統籌發展“陸??仗臁睔庀蟊O測業務,有序推進觀測站網建設,大力完善智能數字預報業務,確保有更為完善的短時臨近天氣預報業務,提高中短期預報準確率[13]。
第三,氣象防災減災中高度依賴于精細氣象服務,應強調通過短時臨近天氣預報推進精細氣象服務,建設智慧化的短時臨近天氣預報服務業務。在面對重大活動、重大工程、重要領域的氣象防災減災工作時,應全過程進行短時臨近天氣預報,重點落實4個方面的氣象服務工作,即生態風險氣象預警、生態狀況氣象監測、生態經濟氣象支撐、生態治理氣象保障工作。此外,還應注重短時臨近天氣預報的應用,完善氣象防災減災全社會動員參與機制,鼓勵社會公眾參與氣象防災減災活動,提高自救互救能力、防災避災能力[14-19]。
4 結束語
短時臨近天氣預報對氣象防災減災有至關重要的作用,廣泛應用短時臨近天氣預報具有深遠意義。當前,在氣象防災減災中應用短時臨近天氣預報,尤其是可以在災害天氣預警、農業災害預防、城市災害預防中應用短時臨近天氣預報,并取得一定成效。未來,要進一步拓寬短時臨近天氣預報在氣象防災減災中的應用范圍,同時注重完善短時臨近天氣預報中的技術手段,充分發揮人才、技術優勢,更好地發揮短時臨近天氣預報的抓手作用。
參考文獻
[1] 王美鑠,包子強,王鵬.短時臨近天氣預報在氣象防災減災中的應用[J].新農業,2023(7):85-86.
[2] 詹德權.新技術在氣象防災減災中的應用進展及成效[J].海峽科學,2023(11):23-26,57.
[3] 張俊成.基于人工影響天氣的農業氣象防災減災措施[J].河北農機,2024(7):70-72.
[4] 劉暢.天氣預報在農業防災減災中的應用及提升措施[J].河北農機,2023(14):162-164.
[5] 楊春鳳.氣象防災減災服務農業的作用及對策分析[J].新農業,2023(6):103-104.
[6] 叢旭,郭麗紅.農業防災減災與特色氣象媒體服務研究應用[J].河北農機,2024(7):85-87.
[7] 楊紹歡.人工影響天氣在烏蘭察布市農業氣象防災減災中的應用[J].河北農機,2023(20):82-84.
[8] 王廣行,單巖超,姜佳海.短時臨近天氣預報技術在農業氣象服務中的應用[J].安徽農學通報,2023,29(21):145-148.
[9] 修韶宇.氣象防災減災中短時臨近天氣預報的作用分析[J].科技創新導報,2019,16(33):129-130.
[10] 朱江,張白云.短時臨近天氣預報在氣象防災減災中的作用分析[J].安徽農學通報(下半月刊),2012,18(12):172-173.
[11] 袁凱,龐晶,李武階,等.深度學習模型在2021年汛期武漢市雷達回波臨近預報中的應用評估[J].干旱氣象, 2023,41(1):173-185.
[12] 石金偉,賴輝煌,楊慶波.短時臨近天氣預報在農業氣象服務中的應用[J].農業開發與裝備,2023(1):119-121.
[13] 陳海貝,周華,趙爾建.短時臨近天氣預報在氣象為農服務中的作用分析[J].農業災害研究,2021,11(12):51-52.
[14] 梁桐,李紅,農章.短時和臨近天氣預報在防災減災中的作用[J].南方農業,2020,14(11):161-162.
[15] 郭寧.淺談短時和臨近天氣預報在防災減災中的重要作用[J].農民致富之友,2019(8):228.
[16] 王思璇,江虹,李穎嬌.提升短時臨近天氣預報水平發揮農業氣象防災減災作用[J].吉林農業,2017(14):98.
[17] 周福然,耿世波,史虹婷.短時和臨近天氣預報在防災減災中的優勢分析[J].南方農業,2016,10(21):216-217.
[18] 李海闊,張乃元,劉航圖,等.短時和臨近天氣預報在防災減災中的重要作用分析[J].農業災害研究,2021,11(1): 43-44.
[19] 于洋.短時天氣預報和臨近天氣預報在防災減災方面的優勢[J].農家參謀,2020(4):187.
收稿日期:2024-08-10
作者簡介:孔祥宇(1996—),男,河北青縣人,助理工程師,研究方向為天氣預報服務。