开栏语
为生动展现国家级气象战略科技力量的创新实践,湖北气象网站围绕《非凡“十四五”国家级气象科研院所答卷》专栏内容展开深入解读,全景呈现中国气象局武汉暴雨研究所在“十四五”期间的科技发展答卷。
在暴雨科研与业务支撑领域,该所通过构建“立体网络”精准捕捉气象数据、研发关键技术敏锐捕捉灾害信号、创新理论深入探索暴雨机理、优化预报模式提升预测精度、推动融合发展拓展应用场景这五大核心举措,取得了一系列突破性成果,为筑牢气象防灾减灾第一道防线提供了坚实的核心科技支撑。
探秘暴雨之“捕数据”
——中国气象局武汉暴雨研究所近5年系列科技创新成果(一)
数据是科学研究的基础,精细化观测数据的及时、准确获取,能够为深入开展梅雨多尺度系统相互作用机制研究提供有力支撑。
为获取“一手”观测数据,中国气象局武汉暴雨研究所(简称暴雨所)建设了长江中游暴雨监测外场试验基地(简称基地)。近5年来,暴雨所大力加强基地建设,与国内外多家单位联合实施观测试验,围绕数据质控和反演评估等关键技术开展研究,持续提升梅雨锋暴雨的监测预警能力。
综合观测体系构建,打造暴雨监测的“立体网络”。基地以“固定+移动、地基+空基”为建设布局,累计布设了云宏微观、降水宏微观、大气垂直廓线等三类13种140余部/套监测设备(近5年新增18部),形成了从藏东南至长江中下游的梅雨锋暴雨科学试验体系。2023年获评中国气象局“优秀”野外基地,2024年科技部开放共享评价“良好”。
联合观测试验,获取暴雨过程的“完整档案”。牵头实施多项大型联合观测试验。2020年在国内首次组织并成功实施长江中下游梅雨锋暴雨地-空-星基一体化综合观测试验。2023—2024年开展了固定+移动式梅雨锋暴雨跟踪观测试验,建立了覆盖地-空-星一体化的长江中下游梅雨锋暴雨科学观测数据集,为暴雨精细化研究提供基础支撑。。
遥感反演技术研发,提升数据解析的“精准度”。原始观测数据需经质量控制与反演处理转化为可用科学产品。研发团队为此开发了基于观测试验的质控与产品评估技术,并构建了针对降水条件的微波辐射计大气廓线校正模型。此外,团队基于FY-4A/AGRI多通道观测数据,也分别发展了两项独立的核心算法:一是云光学厚度和粒子半径的双通道反演算法,二是改进的FY-4A卫星定量降水反演算法。这些技术大幅增强了对大气廓线、云参数、定量降水等关键要素的遥感解析能力。
云雨宏微观特征解析,揭开暴雨系统的“内在规律”。基于高质量的观测数据,研究团队揭示了明确长江流域云系的空间分布与时间演变规律,阐明长江中游非降水云液态水路径的时间演变特征;解析降水云不同发展阶段中云水与雨水的时空分布规律;揭示梅雨锋不同降水类型(层状云/对流云降水)、不同区域(山区/平原)的雨滴谱差异。

中国气象局武汉暴雨研究所长江中游暴雨监测外场试验基地

车载L波段风廓线雷达、毫米波云雷达、微波辐射计联合观测大别山暴雨(黄冈罗田)

2020年长江中下游梅雨期降水地-空-星基联合观测试验
(供稿:武汉暴雨研究所责任编辑:刘庆忠)