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《科学画报》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

由中国科学社于1933年8月创刊,距今已有80年的历史。《科学画报》在80年的办刊历程中,形成了通俗生动、图文并茂地介绍最新科技知识,形式多样地普及科学技术的特点,对提高广大群众的科学水平,启发青年爱好科学、投身科学事业起了很大的作用,当今的不少著名学者、教授、科学家,青少年时代都曾受到它的熏陶和启发。

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洞察天气变幻 防御台风灾害

2021-10-21 13:12:00

  每年入夏后,沿海地区的人们就特别关心一个问题:今年夏天有几个台风?气象预报部门则会及时发布预报,告诉公众:预计有多少台风会影响本地区,让人们心中有数。当台风来袭,气象部门会对台风路径进行预报;公众能够在相关网站上查询台风移动的实时路径;相关部门能够根据预报及时发布预警信息,采取有效措施应对台风可能造成的影响。

  近年来,在各方努力之下,人们防范台风灾害的能力不断提升。对于公众来说,最直观的感受就是:虽然台风会带来狂风暴雨,但是它不再像过去那么可怕,因为我们能大致了解它从何处来、将往何处去,有足够的时间做好物资和心理准备。

  所有这些都得益于台风监测预报技术的进步。气象学家一直致力于相关科技的研究,在多年实践经验的基础上,完成了“台风监测预报系统关键技术”项目。该项目获得了2018年度国家科学技术进步奖二等奖。

  全方位监测

  知己知彼,方能百战不殆。要知晓台风生成过程、行进路径、登陆过程等,并进行准确预报,最基本的工作就是对相关气象环境进行准确观测,获得丰富全面的气象信息。虽然我国的气象观测已取得长足进步,但专门针对台风登陆过程的综合观测系统建设和观测策略设计仍存在不足。

  项目组设计并建设了我国首个适合登陆台风海-陆-气一体化协同观测系统。该系统由海上观测平台、陆基观测平台、移动观测平台及大型海洋气象浮标等组成,实现了对登陆台风的海基与陆基观测、固定与移动观测的有机结合。

  利用该系统,科研人员获取了登陆台风三维流场、边界层结构、海-气交换、风雨精细结构等大量珍贵的直接观测资料,实现了台风登陆全过程精细化协同监测,从观测角度为我国台风登陆物理过程的研究以及台风数值模式关键技术的研发提供了重要的科技支撑。

  减少预报误差

  我们知道,天气预报早已告别了“一支笔、一张纸”手工计算的年代,随着高性能超级计算机的应用,数值预报产品成为天气预报的主要参考依据。对于台风这样复杂的天气系统来说,数值预报技术显得尤为重要。

  项目组在台风数值预报技术研发方面取得令人瞩目的创新性突破,集成了一系列关键技术,建立了新一代台风数值预报系统。台风路径24小时预报误差从2003年的190千米减少到2016年的60千米。

  这样的预报水平究竟如何呢?我们可以对比一下同时期国际知名的数值预报模式:欧洲中期预报模式和美国国家环境预报中心模式的台风路径24小时预报误差约为58千米,日本数值模式和英国气象局数值模式的台风路径24小时预报误差约为70千米。由此可见,我国台风数值预报水平已经进入国际先进行列。

  建立历史档案

  有人或许以为,台风预报只需要朝前看,关注未来的变化。其实不然。台风研究同样需要“鉴往事,知来者”。台风路径、台风强度、台风风雨以及台风结构等信息,是开展台风科研、预报、防台减灾等工作必不可少的基本资料。准确、全面、详细的历史资料,就像是给每一次台风体检后形成的珍贵档案。随着档案积累得越来越多,人们对台风的认识才会越来越深刻;有了坚实的数据支撑,相关工作才能更加有效地展开。

  项目组经过多年努力,整编了台风最佳路径、风雨、外场试验观测、台风预报、台风预报评估、台风遥感、全球大气常规观测和全球大气再分析等8个数据集,建立了亚太地区最完整的台风多源数据库,并基于该数据库构建了西北太平洋热带气旋检索系统。

  提高防灾能力

  台风就像性情多变、行踪难测的危险分子,人类与它打了几千年交道,吃了不少苦头。直到现代科学飞速发展以后,我们才对其“脾气秉性”“行事风格”有了一些了解。借助于科技利器,未来我们将对这个难缠的家伙有更加透彻的认识,也将能更好地应对它带来的威胁。

  就拿台风观测来说。台风来临,气象部门会出动“追风车”近距离观测;飞机会飞到台风云团中释放探测仪器……海陆空天的各种观测设备形成了一张天罗地网。如今,这个巨网中还在不断涌现新成员:无人机、飞艇,甚至火箭。它们各擅胜场,将帮助人们捕捉更多细节。

  气象学家还在积极开展台风基础理论研究,揭示台风的物理规律,洞察其本质。技术手段与基础研究齐头并进,将使得未来的台风监测预报呈现令人无比期待的前景。例如:未来气象部门将能提供更加精细和定量化的台风预报。我们不妨想象一下:台风季节,你收到一条信息,告知一小时后你所在的小区将下暴雨,而你和朋友聚会的商圈天气平稳。于是你将晾晒的衣物收进房间,然后从容地出门赴约。

  科技的力量将使人类在变幻莫测的天气面前变得更加强大而自信。那时,台风将不再是危险分子,而会变成一个“熊孩子”——虽然它时常捣乱,但不会给我们带来太多困扰,因为我们足够了解它,也有能力保护自己。

本文来自《科学画报》

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