今年6月以來異常猛烈的高溫,無疑是全球天氣形勢的高頻詞。8月12日18時,中央氣象臺發布今年首個高溫紅色預警。同日,話題“40℃已進不了全國高溫排行榜”沖上微博熱搜。
相比于強對流、暴雨等災害性天氣給人民生命安全、生產生活帶來的“直球式”影響,高溫熱害看似“綿軟”,實則極大威脅著人們的身體健康,制約著經濟、能源、城市建設、農業生產等發展。去年8月,中國氣象局印發《高溫監測預報預警業務體系建設工作方案(2021—2025年)》(以下簡稱《方案》),提出要改進高溫監測精密度、提升高溫預報預測準確率、拓展高溫氣象服務領域、提升高溫氣象科技創新能力等具體目標。
至今,《方案》已出臺近一年,面對今年的罕見高溫,氣象部門如何應對?又探索出哪些新技術、新領域?
堅持科技創新之路?提升高溫監測預報能力
不同于暴雨、強對流等“迅猛”的災害性天氣,極端高溫天氣往往覆蓋范圍廣、持續時間長、影響力持久??茖W應對高溫,尤需“對癥下藥”,在提高高溫監測精密度和質量、優化高溫預測方法上狠下功夫。
聚焦更精密的高溫監測,中國氣象局氣象探測中心自去年8月以來,新建3155個自動氣象站,可為包含高溫在內的極端天氣預測和氣象預報服務提供近地面實時觀測資料。
鎖定更精準的高溫預測,國家氣候中心結合高濕度對人們體感溫度的影響,建成包含濕度指標在內的中國區域性極端高溫過程事件庫。該中心正研級高級工程師丁婷表示,這推動了高溫預測從傳統的氣溫本身向人體健康影響領域拓展,將更好地滿足公眾需求。此外,國家氣候中心今年還逐步建立全球高溫監測業務,監測范圍向“一帶一路”沿線國家和地區以及全球重點區域拓展;開展國內外典型區域極端高溫事件的復盤總結和機理分析,致力于揭示海洋大氣等異常對高溫的影響機理。
“今年全球多地高‘燒’不退,未來的極端高溫事件可能會更頻繁、強度更強,我們需要更精密的高溫監測與更精準的高溫預報方法?!倍℃谜f。
瞄準這一目標,國省兩級氣象部門將目光投向人工智能、大數據、多源監測等新技術,以科技賦能高溫監測預測,一系列改變也隨之而來:
預報準確率不斷提高——國家氣象中心加強對全球高溫天氣的監測,強化風云氣象衛星觀測資料和中國第一代全球大氣和陸面再分析產品等應用,聯合國家衛星氣象中心、國家氣象信息中心、中國氣象局氣象探測中心等單位,加強對國內高溫天氣實況的多源監測,將多源監測資料、智能網格產品和自主研發的客觀預報產品融入預報業務,高溫預報準確率得到較大提升。
在地方,北京市氣象局研發改進溫度客觀預報技術,新增的空間插值優化技術和云量分組優化技術,能夠比當前溫度客觀方法的氣溫預報準確率再提升4%以上。浙江省氣象局基于分鐘級實況監測,研發分鐘級高溫持續時長數字化監測產品;基于隨機森林算法重構智能網格溫度客觀預報產品體系,改進后算法的預報準確率提升約3%。
分辨率向更精細前進——重慶市氣象局加強風云氣象衛星數據應用,改進和優化地表溫度產品精度,建立覆蓋全市2254個站點的地面高溫觀測業務,可提供分辨率達全市6公里和重點區域1公里的地面高溫強度、持續日數等監測產品;利用機器學習、人工智能、相似集合等技術,形成分辨率達5公里的1天至10天高溫格點預報產品,顯著提升了對40℃以上極端高溫的預報預警能力。
在江蘇,省氣象局完成基于點對點建模的氣溫預報算法,調試基于計算機視覺的氣溫預報整體建模業務化模塊。截至目前,江蘇省高溫智能網格預報的時空分辨率已精細到1小時、2.5公里。
更精準、更精細帶來工作效率的提升——中國氣象局公共氣象服務中心攻關落區自動繪制技術,實現高溫中暑產品2400個站點預報向影響落區智能化生成,日常分析工作時效由每天4小時縮減至1小時以內。
把握高溫潛在影響?承擔更大責任 服務更廣領域
面向地方政府、行業部門和公眾的廣泛需求,氣象部門不僅要有專業“硬核”的科技,更要練就一雙慧眼——透過高溫本身,洞察其對各行各業的影響,幫助各領域準確識變、科學應變。
決策服務更專業——面對今年的罕見高溫,國家氣候中心加密預報服務頻次,在高溫集中的5月至9月,逐周發布未來15天至30天高溫過程預測,為部署高溫防范應對措施提供支撐。國家氣象中心修訂預警防御指南,明確不同級別的預警發布后,有關部門和單位按照職責采取相應的防暑降溫應急措施。
錨定解決天氣區域描述模糊、文字預報和落區預報易出現“兩張皮”等問題,江蘇省氣象部門改進升級業務產品,在《天氣公報》中增加高溫報頭、未來三天高溫提醒等內容,包含最高、最低氣溫和降水等;應用氣象災害風險普查成果,形成高溫災害危險性區劃和針對人口、經濟、農業的高溫風險評估與區劃,提升了高溫精細化災害風險預警能力,健全了與各部門的高溫影響事件應對機制。
浙江氣象部門研發高溫熱浪致災風險“五色圖”,利用不同顏色將高溫風險極高、高、較高、中等、低五個等級直觀標識,為各級政府和相關部門部署防御措施提供依據;為寧波穿山風電場等電力能源行業量身定制高溫告警產品,服務保障能源有效利用、設備穩定運行、人員作業安全。
公眾服務更實用——中國氣象局公共氣象服務中心結合太陽高度角和云量占比等指標升級氣候舒適度評價技術,讓原來定性的氣候舒適度資源評價轉變為基于任意位置的未來7天逐24小時氣候舒適度預報,在今年高考、節假日、“三伏天”等氣象服務中得到廣泛應用;上線基于任意位置的全國紫外線預報微信小程序,推動公眾服務產品向數字化和智能化轉型升級。
江蘇氣象與交警部門聯合發布全國首個省級路面高溫預報,公眾可通過預報圖直觀了解當日路面溫度可能達55℃以上的高速公路路段,以便及時關注車輛狀態或避開相應路段。湖北氣象與衛生健康部門聯合發布首期衛生健康氣象風險預警,提醒公眾合理安排戶外作業時間、加強疾病監測、做好自救互救措施。天津氣象部門推出中暑氣象風險等級數字網格預報、中暑氣象指數等,讓氣象提示更貼心。
不止于此,在重慶,市氣象局開展高溫預警精準發布策略研究,建立基于預警信息的高溫敏感地區、敏感人群的預警發布策略模型,提升高溫預警信息發布精準度;集成開發水稻高溫熱害預警1公里空間分辨率格點產品,組織專家深入田間調查高溫對秋糧作物、經濟作物的影響,提出農事對策建議。
上海氣象部門基于已接入“城市大腦”的“上海城市精細化管理氣象先知系統”,推進健康氣象應用場景在浦東新區率先落地,可同時顯示中暑風險等級、建筑工地和戶外景區等高風險區域、戶外高風險人群數量等信息。同時,與民政部門合作,通過綜合為老服務平臺向老年人提供中暑指數、健康提醒等針對性服務。
面對高溫熱浪這一全球變暖背景下的“新常態”,氣象部門將持續打磨科技“利器”,全力以赴做好高溫監測預報預警工作,筑牢氣象防災減災第一道防線。(趙寧、吳鵬、張峰、康家琦、葉芳璐、蒲希、孫嘯、朱燁、張曉晨、仲躋芹對本文有貢獻)
(作者:谷星月?責任編輯:張林)