湖南应用多源观测资料判识“云、能、天”
13.12.2016 14:07
本文来源: 气象网
夜间“云、能、天”实况资料不再空白 早间预警及时发出
针对古丈县的这一典型案例，湖南省防汛抗旱指挥部认为，防御暴雨山洪灾害最有效的办法就是及时预警、果断处置、提前组织受威胁群众转移。
然而，及时预警看似容易，却字字千金。湖南省气象局克服了一道关键障碍——观测业务调整后夜间“云、能、天”实况资料不足。
从2014年1月1日开始，全国地面气象观测业务进行调整，取消了雷暴等13种天气现象观测和夜间人工观测，极大地减少了观测员的工作量。“以往预报员制作早间天气预报，发布大雾、冰冻、暴雪等预警，对夜间的观测资料，特别是2时和5时的地面天气实况、各观测站云量、雾-霾状况等十分依赖。如果这些常用天气现象和天空状况等资料无法获取，精细化要素预报、灾害性预警等业务都面临较大影响。”中国气象局“百名首席”、多源观测资料融合项目主要负责人叶成志说，如何解决观测业务调整后，现有的观测资料无法满足实际观测业务需求，相关地面资料缺失这一问题，亟待解决。
2014年，依托湖南预报预测能力建设项目，湖南省气象局组织开展对地面综合观测资料的深度应用研究。
经过近三年努力，多源观测资料融合项目团队运用改进后的融合、订正算法，实现了对多种天气现象的自动综合判别，完成了基于各类卫星产品的云量反演和订正，生成逐小时格点/站点协同的地面观测融合产品，创新性地改进了资料应用方式，避免了地面观测时次和观测项目调整带来的不利影响。
开展大量前期研究 反复订正提高观测准确率
如何充分利用自动气象站的基本观测资料，对缺失的观测资料进行补充？第一步就是凝练本地化的关键业务指标和判据。为此，团队采取集中讨论、分头研究、技术攻关的模式，逐一对雾-霾、冬季降水相态、雷暴等天气的指标进行研究，通过反演计算，实现对各种天气现象的自动判别。
以冬季降水相态的自动判别为例，科研团队在湖南冬季降水相态预报系统科研成果的基础上，通过分析湖南省雨、雨夹雪、雪、冻雨的层结特征和影响天气系统，统计发生不同相态降水时各层气温、湿度、厚度等气象要素，最终提炼出适用于湖南不同区域的冬季降水相态判别指标。
自全国观测业务进行调整后，云的自动化观测成为观测业务中的一个重要环节。由于卫星观测的云量会受到太阳高度角、卫星遥感设备灵敏度等因素影响，且卫星云产品的观测值是通过辐射方程计算得出的，这和地面云量观测的原理存在差异，所以在使用卫星云产品衡量实际云量之前必须进行订正。“我们将总云量产品与实况数据进行对比，根据两者的相关性特点，采用实时回归订正的方法，完成了基于卫星云产品的云量反演，并对反演效果进行评估。”叶成志解释道。
科研团队反复将卫星反演结果与地面实况数据进行检验对比，并对总云量产品的算法进行多次修正，湖南地区卫星云量反演的准确率由原始数据的47.4%提高到79.3％。同时，通过滚动读取最新时间段的数据，实时建立回归方程计算订正系数，卫星云产品季节性或时段差异对反演准确率的影响大大降低。
深入对接业务 面向全国推广科研成果
从2015年汛期开始，多源观测资料融合产品就在湖南省气象台和全省各地市（州）气象局投入业务应用，各地市预报员能直接通过MICAPS系统调阅逐小时的云量等数据，有效地弥补了夜间观测业务调整后夜间“云、能、天”实况资料的不足。
2016年7月18日8时至20时，张家界市普降大暴雨，72个站降雨超过100毫米，景区溪河水位猛涨，山洪暴发，许多地方发生山体滑坡。利用多源观测资料融合产品，湖南省气象局在强降水发生前连续3次向张家界市武陵源区发布暴雨预警，张家界市、武陵源区及时部署应对工作。18日10时，武陵源区防指通过山洪灾害防御系统向景区发出强降雨短信预警，启用预警广播向景区反复播放降雨信息、预警信息以及求救电话信息。11时，全区紧急启动防汛三级应急响应。截至18时15分，景区共劝退1050名游客，安全转移滞留景区游客1320人，确保了游客的安全。
中国气象局副局长于新文赴湖南检查指导汛期气象服务工作时表示，湖南自主研发的多源观测资料融合产品具有本地化特色，对提高预报准确率起到了良好的作用，值得向全国推广。
这是湖南首个面向全国推广的科研成果。2016年5月，中国气象局综合观测司组织召开云综合观测技术研讨会，明确采用湖南的技术方法，在北京等9个试点省（自治区、直辖市）开展业务试运行并评估产品可用性及稳定性。同年10月，基于湖南技术方法的云综合观测产品由点及面在全国推广。此外，该产品还在湖南省内的国土、环保、民航、交通等部门进行推广应用。
本文来源: 气象网
13.12.2016 14:07