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FY-3D氣象衛(wèi)星視角下的橫斷山脈 供圖
大理山地氣象野外科學(xué)試驗(yàn)基地 供圖
2021年5月，中國(guó)氣象局在昆明成立橫斷山區(qū)（低緯高原）災(zāi)害性天氣研究中心，云南省氣象局聯(lián)合中國(guó)氣象科學(xué)研究院共建研究中心和大理國(guó)家氣候觀象臺(tái)、昆明準(zhǔn)靜止鋒科學(xué)試驗(yàn)基地（彌勒），共同打造科研業(yè)務(wù)融合創(chuàng)新平臺(tái)，圍繞橫斷山區(qū)強(qiáng)降水、昆明準(zhǔn)靜止鋒精細(xì)化特征和機(jī)理兩個(gè)科學(xué)問(wèn)題，從觀測(cè)試驗(yàn)、機(jī)理研究和預(yù)報(bào)方法3個(gè)層次開(kāi)展研究，著力提升對(duì)復(fù)雜地形區(qū)災(zāi)害性天氣的科學(xué)認(rèn)知水平和預(yù)報(bào)能力。
建設(shè)“一中心兩基地” 打造科技創(chuàng)新引擎
云南是橫斷山區(qū)復(fù)雜地形的典型代表省份，西部橫斷山脈對(duì)云南天氣氣候的影響及復(fù)雜地形導(dǎo)致的局地強(qiáng)降水預(yù)報(bào)，東部地區(qū)特有天氣系統(tǒng)昆明準(zhǔn)靜止鋒影響下的溫度預(yù)報(bào)、降水相態(tài)預(yù)報(bào)等，一直是業(yè)務(wù)服務(wù)中的難題。
橫斷山區(qū)（低緯高原）災(zāi)害性天氣研究中心的成立，旨在整合預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)科研資源，破解橫斷山區(qū)預(yù)報(bào)難題。為獲取第一手觀測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究中心建立了大理山地氣象野外科學(xué)試驗(yàn)基地（大理國(guó)家氣候觀象臺(tái)）和昆明準(zhǔn)靜止鋒科學(xué)試驗(yàn)基地（彌勒），并將其打造成研究中心的兩個(gè)重要科學(xué)試驗(yàn)基地。依托這兩個(gè)基地，研究中心構(gòu)建了橫斷山脈中西部復(fù)雜地形區(qū)降水協(xié)同觀測(cè)和昆明準(zhǔn)靜止鋒協(xié)同觀測(cè)兩張科學(xué)試驗(yàn)觀測(cè)網(wǎng)，支撐橫斷山區(qū)（低緯高原）復(fù)雜地形下的山地氣象和昆明準(zhǔn)靜止鋒的科學(xué)研究。
同時(shí)，研究中心聚焦橫斷山脈及周邊區(qū)域（低緯高原）山地強(qiáng)降水精細(xì)化特征和機(jī)理研究、昆明準(zhǔn)靜止鋒機(jī)理和預(yù)報(bào)方法研究、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品評(píng)估和客觀訂正方法研究、智能預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)研究4個(gè)重點(diǎn)研究方向，廣納賢才，組建4個(gè)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，打造高質(zhì)量的山地氣象科研業(yè)務(wù)骨干隊(duì)伍。
目前，一批優(yōu)秀研究成果已在預(yù)報(bào)服務(wù)業(yè)務(wù)中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。2022年，研究中心“構(gòu)建‘一中心兩基地’科技創(chuàng)新平臺(tái) 深化氣象科技體制改革”被中國(guó)氣象局全面深化氣象改革領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室評(píng)為黨的十九大以來(lái)全面深化氣象改革的典型案例。
劍指預(yù)報(bào)難題 開(kāi)展協(xié)同觀測(cè)試驗(yàn)與研究
橫斷山區(qū)地理形勢(shì)復(fù)雜，天氣氣候多變，每座山峰、每座丘陵、每條河流都可能形成監(jiān)測(cè)區(qū)的“褶皺”。因此，需要不斷優(yōu)化站網(wǎng)布局，開(kāi)展協(xié)同監(jiān)測(cè)，盡可能準(zhǔn)確及時(shí)地獲取氣象數(shù)據(jù)并開(kāi)展相關(guān)研究，為解決預(yù)報(bào)難題增添底氣。
研究中心在橫斷山西側(cè)降水大值區(qū)新增馬庫(kù)、那邦、銅壁關(guān)自動(dòng)觀測(cè)站，與昔馬、蘇典共同組成橫斷山迎風(fēng)坡降雨大值區(qū)特殊觀測(cè)站網(wǎng)，開(kāi)展橫斷山區(qū)強(qiáng)降水高時(shí)空密度的連續(xù)觀測(cè)，積累并獲取了區(qū)域較高質(zhì)量基本氣象要素觀測(cè)資料集；綜合多源觀測(cè)資料，分析總結(jié)復(fù)雜山地區(qū)域降水量、降水頻次、降水強(qiáng)度的時(shí)空分布特征以及降水日內(nèi)變化特征在復(fù)雜山地區(qū)域的差異；針對(duì)降水極值和大值區(qū)開(kāi)展細(xì)致分析和研究，初步揭示了橫斷山區(qū)強(qiáng)降水精細(xì)化特征、日變化空間差異和部分山地區(qū)域強(qiáng)降水形成機(jī)理。
昆明準(zhǔn)靜止鋒是橫斷山脈多發(fā)連陰雨天氣的“幕后大佬”。針對(duì)這一攻關(guān)重點(diǎn)，研究中心積極推進(jìn)昆明準(zhǔn)靜止鋒科學(xué)試驗(yàn)基地（彌勒）建設(shè)，構(gòu)建“一站兩網(wǎng)”（彌勒氣象綜合觀測(cè)站和昆明準(zhǔn)靜止鋒局地地形影響觀測(cè)網(wǎng)、東部聯(lián)合觀測(cè)組網(wǎng)）的站網(wǎng)布局，建立昆明準(zhǔn)靜止鋒長(zhǎng)期穩(wěn)定的業(yè)務(wù)觀測(cè)網(wǎng)。
昆明準(zhǔn)靜止鋒觀測(cè)試驗(yàn)開(kāi)展一年多來(lái)，獲得大量的觀測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)；完成《昆明準(zhǔn)靜止鋒年鑒（2011—2020年）》 編寫工作，提出了一種基于線性擬合的新的鋒線客觀判別方法，通過(guò)對(duì)昆明準(zhǔn)靜止鋒氣候特征及其天氣氣候影響的分析，初步建立了冷季昆明準(zhǔn)靜止鋒影響云南的6種天氣學(xué)概念模型。
攻關(guān)核心關(guān)鍵 提升精細(xì)化預(yù)報(bào)預(yù)警能力
長(zhǎng)期以來(lái)，復(fù)雜地形的數(shù)值預(yù)報(bào)一直是氣象上的一大難點(diǎn)，癥結(jié)在于不能真實(shí)再現(xiàn)地形效應(yīng)。橫斷山脈及其周邊地區(qū)獨(dú)特多樣的地形地貌使得模式模擬的降水與實(shí)際存在明顯偏差。而橫斷山脈作為氣象災(zāi)害及其衍生災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)之一，無(wú)疑是檢驗(yàn)數(shù)值預(yù)報(bào)能力的深水區(qū)。
大理蒼山—洱海位于橫斷山區(qū)，屬于中小尺度復(fù)雜地形的典型代表，研究中心在此初步建成典型山地氣象立體綜合觀測(cè)網(wǎng)，通過(guò)獲取長(zhǎng)時(shí)間序列、公里級(jí)分辨率的山地氣象資料，為開(kāi)展相關(guān)研究和數(shù)值模式評(píng)估奠定基礎(chǔ)。
針對(duì)不同檢驗(yàn)評(píng)估方法對(duì)復(fù)雜地形的適用性，研究中心開(kāi)展了針對(duì)性研究：系統(tǒng)評(píng)估業(yè)務(wù)數(shù)值預(yù)報(bào)模式對(duì)橫斷山脈及其周邊地區(qū)不同氣象要素場(chǎng)的預(yù)報(bào)能力、理解高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)典型山地災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)偏差及其關(guān)鍵影響因子等研究，為完善數(shù)值模式檢驗(yàn)評(píng)估業(yè)務(wù)提供技術(shù)支持；研究不同數(shù)值模式的模擬偏差特征，為模式訂正提供科學(xué)依據(jù)。此外，聚焦特殊地形和復(fù)雜下墊面背景下的數(shù)值模式產(chǎn)品釋用客觀訂正方法，研究中心建立了基于精細(xì)化評(píng)估結(jié)果的高分辨率模式要素訂正流程，該成果已應(yīng)用于云南省智能預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)。通過(guò)對(duì)比分析數(shù)值預(yù)報(bào)模式對(duì)橫斷山區(qū)降水與地形關(guān)系的模擬偏差特征，研究中心開(kāi)展了氣溫預(yù)報(bào)最優(yōu)滾動(dòng)訂正試驗(yàn)，大幅提高了模式預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。
為將研究成果盡快應(yīng)用到預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)中，研究中心搭建了科研向業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵集成系統(tǒng)——云南智能預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)平臺(tái)，初步建成了災(zāi)害性天氣、中小河流洪水、山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)三大類產(chǎn)品組成的無(wú)縫隙、智能預(yù)報(bào)“一張網(wǎng)”產(chǎn)品體系，實(shí)現(xiàn)了全省氣象部門省—市—縣三級(jí)業(yè)務(wù)部署應(yīng)用，有力支撐了云南氣象防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)，特別對(duì)云南“1262”精細(xì)化預(yù)報(bào)與響應(yīng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制的運(yùn)行提供了保障。該聯(lián)動(dòng)機(jī)制2022年運(yùn)行以來(lái)，實(shí)現(xiàn)了云南省主汛期洪澇災(zāi)害“零傷亡”，充分發(fā)揮了氣象預(yù)報(bào)預(yù)警先導(dǎo)性作用，為筑牢氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線提供了有力保障。（云南日?qǐng)?bào) 記者陳云芬）
