浙江氣象舞翩躚
——浙江省氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化采訪側(cè)記

■ 賈朋群 徐虹

浙江氣象舞翩躚
——浙江省氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化采訪側(cè)記

■ 賈朋群 徐虹

本期“浙江省氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化”專(zhuān)欄讓我們真實(shí)感覺(jué)到了浙江氣象人前行的堅(jiān)定步伐，他們的實(shí)踐反映的是氣象基層穩(wěn)步推進(jìn)現(xiàn)代化的風(fēng)采。

ENSO是目前氣象學(xué)者知曉的預(yù)測(cè)天氣氣候最強(qiáng)信號(hào)之一，憑借對(duì)ENSO的監(jiān)測(cè)，一定程度上可以提前對(duì)干旱、洪澇和熱帶風(fēng)暴等天氣氣候?yàn)?zāi)害做出預(yù)測(cè)。最近，《美國(guó)氣象學(xué)會(huì)會(huì)刊》報(bào)道指出：ENSO不僅能影響降水和溫度，還會(huì)改變急流的位置。這也讓人聯(lián)想：或許ENSO還和一些局地尺度和生命期很短的激烈天氣，例如冰雹、颮線和龍卷風(fēng)等聯(lián)系在一起。最新的研究證實(shí)，中等強(qiáng)度的拉尼娜事件能夠讓美國(guó)南部生成更多的龍卷風(fēng)和冰雹。

如果說(shuō)大尺度環(huán)流的機(jī)理研究可能在提示龍卷風(fēng)等中尺度天氣的趨勢(shì)方面有所幫助的話，那么具體到每一次天氣過(guò)程的預(yù)警，則要另謀他途。就龍卷風(fēng)而言，每年平均出現(xiàn)1300次龍卷風(fēng)的美國(guó)，其龍卷風(fēng)預(yù)警的提前時(shí)間，長(zhǎng)期在10分鐘上下徘徊，進(jìn)展并不理想。追其緣由，短生命期的中尺度激烈天氣過(guò)程一般只能依靠監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)員經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，而數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品則因?yàn)橘Y料更新速度問(wèn)題，對(duì)短臨預(yù)報(bào)幫助甚微是主要原因之一。然而，探測(cè)技術(shù)和大數(shù)據(jù)時(shí)代帶來(lái)的數(shù)據(jù)快速處理和傳輸，特別是新一代氣象衛(wèi)星普遍縮短了星載傳感器的掃描周期，導(dǎo)致數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的核心技術(shù)——快速同化系統(tǒng)的更新周期，先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)從最初的6小時(shí)左右加快到1小時(shí)，甚至到了分鐘量級(jí)。這樣的改變，給龍卷風(fēng)等區(qū)域和中小尺度激烈天氣預(yù)警得到數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品更加有力的支持，帶來(lái)了新的曙光。

本期封面報(bào)道——“浙江省氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化”欄目，選取了浙江省在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的快速同化系統(tǒng)（P6）和龍卷風(fēng)分析（P13）兩篇文章，從一個(gè)側(cè)面代表了我國(guó)基層氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)在高科技的數(shù)值預(yù)報(bào)，以及面對(duì)局地激烈天氣導(dǎo)致災(zāi)害的預(yù)警等方面的能力。為了進(jìn)一步探究浙江省氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化進(jìn)展和細(xì)節(jié)，本文作者針對(duì)本期專(zhuān)欄作者以及相關(guān)科研人員進(jìn)行了采訪，親身感覺(jué)到浙江氣象人上進(jìn)的脈動(dòng)，也引發(fā)出一些和現(xiàn)代化相關(guān)的思考。

1 區(qū)域性的ZJWARRS集中體現(xiàn)先進(jìn)模式能力，局地資料的加入是亮點(diǎn)

為了解決精細(xì)化短時(shí)臨近（0—24h）數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的缺失問(wèn)題，浙江省氣象局研制了快速更新同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（Zhejiang WRF-ADAS Rapid Refresh System，ZJWARRS）并投入業(yè)務(wù)運(yùn)行，它是我國(guó)不多的幾個(gè)省級(jí)氣象部門(mén)主導(dǎo)研制和投入業(yè)務(wù)的快速同化系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)除了常用的地面、探空資料之外，還同化了一些本地資料，如飛機(jī)報(bào)、雷達(dá)風(fēng)廓線、多普勒雷達(dá)反射率等，實(shí)時(shí)提供了較高時(shí)空分辨率、較高更新頻次的覆蓋浙江省的全要素?cái)?shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

展望未來(lái)，ZJWARRS將融入更多和更為細(xì)化的模式本地資料，如地形和陸面覆蓋等，以及新增的自動(dòng)站數(shù)據(jù)和衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)，其中衛(wèi)星數(shù)據(jù)的更多引入，應(yīng)該是系統(tǒng)性能提升的關(guān)鍵，而一些目前流行的同化先進(jìn)技術(shù)，如4DVAR、EnKF、Hybrid等的應(yīng)用，也有助于這種提升的實(shí)現(xiàn)。

2 當(dāng)模式產(chǎn)品遇見(jiàn)龍卷風(fēng)等中小尺度激烈天氣的短臨預(yù)報(bào)，早日握手是國(guó)際前沿研究?jī)?nèi)容和共同期待

ZJWARRS的更新周期目前是3小時(shí)，基本上與本期專(zhuān)欄另一篇文章描述的發(fā)生在浙江北部中氣旋伴隨龍卷風(fēng)的整個(gè)過(guò)程的時(shí)間相當(dāng)，而致災(zāi)的龍卷風(fēng)過(guò)程，從孕育到結(jié)束不過(guò)半小時(shí)左右。這也是為什么基層預(yù)報(bào)員面對(duì)即將到來(lái)的中小尺度天氣系統(tǒng)，目光集中在雷達(dá)等監(jiān)測(cè)產(chǎn)品上而很少關(guān)注數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，后者僅僅在趨勢(shì)分析時(shí)體現(xiàn)其價(jià)值所在。桐鄉(xiāng)“7.12”龍卷風(fēng)預(yù)警過(guò)程（鏈接1）中，預(yù)報(bào)一線人員認(rèn)為，目前的各種數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的價(jià)值，大多體現(xiàn)在24小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間天氣形勢(shì)的預(yù)估上，還很難在短臨預(yù)報(bào)中與監(jiān)測(cè)實(shí)況的指示意義相提并論，盡管數(shù)值預(yù)報(bào)短臨產(chǎn)品還是能大致“框定”激烈天氣的范圍（圖1左）。美國(guó)學(xué)者最新的研究，則借助風(fēng)暴尺度數(shù)據(jù)同化和集合預(yù)報(bào)等技術(shù)，在美國(guó)強(qiáng)風(fēng)暴實(shí)驗(yàn)室的基于預(yù)報(bào)的預(yù)警系統(tǒng)（Warn-on-Forecast System）試驗(yàn)中，借助模式的力量已經(jīng)成功將龍卷風(fēng)的預(yù)警時(shí)間延長(zhǎng)了10分鐘（圖1右）。圖1中的比較，讓我們看到了差距和希望。

3 桐鄉(xiāng)“7.12”龍卷風(fēng)即是歷史的延續(xù)，更向未來(lái)的氣象服務(wù)提出挑戰(zhàn)

浙北地區(qū)是典型的江南水鄉(xiāng)，在物產(chǎn)豐美的同時(shí)，自然災(zāi)害也時(shí)常

發(fā)生。就龍卷風(fēng)事件而言，根據(jù)當(dāng)?shù)赜涊d和氣象記錄，解放前后該地區(qū)發(fā)生過(guò)至少16起（鏈接2）。本期專(zhuān)欄文章描述的2014年7月12日龍卷風(fēng)事件，造成了1人死亡，農(nóng)作物受災(zāi)面積1389畝（1畝=666.67m2），倒塌房屋33間，1人死亡和1人重傷，轉(zhuǎn)移人員25人，直接經(jīng)濟(jì)損失860萬(wàn)元的災(zāi)害。其中，龍卷風(fēng)導(dǎo)致一些游客的交通工具受損，他們?cè)讷@取理賠證據(jù)時(shí)，需要?dú)庀蟛块T(mén)出具的大風(fēng)等級(jí)證明。因此，快速認(rèn)定事件的性質(zhì)和對(duì)小范圍強(qiáng)風(fēng)等級(jí)進(jìn)行估計(jì)，成為小尺度天氣事件成災(zāi)后基層氣象預(yù)報(bào)員必須應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)。正是災(zāi)情和預(yù)報(bào)員的責(zé)任意識(shí)，加上災(zāi)后理賠現(xiàn)實(shí)需求，促成了本期這篇論文的構(gòu)思。預(yù)報(bào)員嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龊蜑?zāi)后調(diào)動(dòng)更多探測(cè)資源（如嘉興、湖州和杭州等地的雷達(dá)圖像），最大限度地還原了事件真實(shí)情景，最終通過(guò)與省臺(tái)、湖州、臺(tái)州等雷達(dá)短期天氣專(zhuān)家聯(lián)合鑒定了這次颮線伴隨龍卷風(fēng)的過(guò)程，為重災(zāi)區(qū)的保險(xiǎn)理賠提供了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇箫L(fēng)氣象證明。我們?cè)趯?duì)基層預(yù)報(bào)員點(diǎn)贊的同時(shí)，還有很多需要思考的問(wèn)題。

鏈接1 桐鄉(xiāng)“7.12”龍卷風(fēng)預(yù)警過(guò)程

7月11日下午：桐鄉(xiāng)市氣象臺(tái)發(fā)布一周氣象信息，提出密切關(guān)注12—14日傍晚的局地強(qiáng)對(duì)流天氣。

12日16∶00：短期天氣預(yù)報(bào)指出“今天夜里到明天陰有陣雨或雷雨，雨量中等，局部大到暴雨；偏南風(fēng)3～4級(jí)，雷雨時(shí)偏北風(fēng)短時(shí)風(fēng)力6～8級(jí)”。

12日19∶40：發(fā)布強(qiáng)降水提醒，“受切變線南壓影響，未來(lái)3小時(shí)我市有中到大雨，局部暴雨；有降水時(shí)伴有強(qiáng)雷電和大風(fēng)影響，請(qǐng)做好相關(guān)防御”。

12日19∶44：發(fā)布雷電黃色預(yù)警信號(hào)：受強(qiáng)對(duì)流影響，今夜我市將自西而東出現(xiàn)強(qiáng)雷電、7～9級(jí)雷雨大風(fēng)等劇烈天氣，部分地區(qū)有暴雨，請(qǐng)防范。

12日21∶35：發(fā)布實(shí)況通報(bào)，預(yù)報(bào)后期天氣。

13日：上午查看災(zāi)情，下午與嘉興市局、省氣象臺(tái)視頻會(huì)商，得出天氣過(guò)程結(jié)論。

桐鄉(xiāng)市氣象臺(tái) 提供

首先，面對(duì)局地強(qiáng)災(zāi)害天氣，我們的預(yù)報(bào)能力是否還有提升空間？桐鄉(xiāng)市氣象局針對(duì)“7.12”龍卷風(fēng)過(guò)程的服務(wù)，無(wú)疑是相當(dāng)成功的，其中特別是在災(zāi)害前1天發(fā)布了提示，在提請(qǐng)政府相關(guān)部門(mén)和民眾關(guān)注的同時(shí)，也起到了提示值班預(yù)報(bào)員保持警惕的作用。然而，采訪中我們得知，7月11日（星期五）恰好是發(fā)布一周天氣信息的時(shí)候，依據(jù)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品比較成功地“捕獲”了發(fā)生在24小時(shí)以后的天氣過(guò)程。如果這次過(guò)程發(fā)生在一周更靠后的時(shí)間里，浙江省局以及其他預(yù)報(bào)員熟悉的各種數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品是否還如此“給力”還令人難以判斷。因此，這次服務(wù)中早期預(yù)警中含有的“幸運(yùn)”成分，還需要我們踏實(shí)地提供預(yù)報(bào)能力才有可能讓我們繼續(xù)“幸運(yùn)”下去。

如果和中氣旋相關(guān)的颮線和龍卷等現(xiàn)象增多，那么國(guó)外，尤其是龍卷風(fēng)盛行的美國(guó)氣象機(jī)構(gòu)采用雷達(dá)及其他方法開(kāi)展的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)研究，應(yīng)該引起我們更多的注意（圖2），其中，其快速同化系統(tǒng)中對(duì)龍卷風(fēng)這類(lèi)短生命過(guò)程的捕捉技術(shù)，尤其值得關(guān)注。而中國(guó)龍卷在傍晚多有發(fā)生，與美國(guó)多發(fā)生在午后的情形存在差異，則需要我們積累更多的資料開(kāi)展研究。

再者，對(duì)天氣實(shí)況細(xì)節(jié)的關(guān)注和探測(cè)產(chǎn)品的深入挖掘，將是基層預(yù)報(bào)員的必修課。雖然浙北地區(qū)出現(xiàn)龍卷風(fēng)并非罕見(jiàn)，但就一個(gè)地方來(lái)說(shuō)，也基本上是十年或更長(zhǎng)時(shí)間一遇，因此預(yù)報(bào)員針對(duì)龍卷風(fēng)預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)累積需很長(zhǎng)時(shí)間。采訪中，嘉興市氣象局首席預(yù)報(bào)員陸琛莉坦言，災(zāi)情上報(bào)后基于預(yù)報(bào)員培訓(xùn)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，定性為颮線，沒(méi)有想到過(guò)是龍卷風(fēng)。正是預(yù)報(bào)員基于一些細(xì)節(jié)的思考，例如旅游者的車(chē)輛在大風(fēng)中被平移了10米左右、新裝修不久的酒店大門(mén)在風(fēng)中損毀、距離不遠(yuǎn)的樹(shù)木被刮倒的方向卻不同、重災(zāi)區(qū)呈現(xiàn)“一條線”的特征等，喚醒了預(yù)報(bào)員的警覺(jué)：只有龍卷風(fēng)能夠解釋這一切！此外，通過(guò)日新月異的探測(cè)產(chǎn)品，對(duì)激烈天氣核心內(nèi)容的快速辨認(rèn)也是很大的挑戰(zhàn)。本刊主辦機(jī)構(gòu)專(zhuān)

家俞小鼎老師在最初看到專(zhuān)欄“7.12龍卷風(fēng)”論文時(shí)，在肯定作者對(duì)龍卷風(fēng)的定性是正確的，并給出了較為充分的論據(jù)的同時(shí)，一針見(jiàn)血地指出，作者初稿中指出的雷達(dá)圖像中可能預(yù)示龍卷風(fēng)的所謂速度對(duì)，其實(shí)是速度模糊，即向著雷達(dá)的速度非常大，而離開(kāi)雷達(dá)速度較小，這是因?yàn)轱R線以很快速度向著雷達(dá)移動(dòng)導(dǎo)致的。作者后來(lái)與專(zhuān)家建立了密切聯(lián)系，不僅在論文圖2中按照專(zhuān)家意見(jiàn)加入了雷達(dá)徑向速度圖，更準(zhǔn)確地給出了局地龍卷風(fēng)在雷達(dá)上的痕跡，更結(jié)合實(shí)例對(duì)雷達(dá)的探測(cè)功能有了深刻的認(rèn)識(shí)。采訪中幾位作者尤其感慨針對(duì)具體問(wèn)題時(shí)專(zhuān)家的點(diǎn)撥作用。我們雖然很難設(shè)想所有基層預(yù)報(bào)人員遇到類(lèi)似問(wèn)題都能像本文作者這樣幸運(yùn)，得到對(duì)口專(zhuān)家的“點(diǎn)撥”，但是，采訪中我們也確實(shí)感到，中國(guó)氣象局的各級(jí)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)該更加結(jié)合預(yù)報(bào)實(shí)踐，增加預(yù)報(bào)員與專(zhuān)家針對(duì)具體預(yù)報(bào)問(wèn)題的直接交流機(jī)會(huì)，而氣象科技期刊在這方面也是可以助力的，正如桐鄉(xiāng)市氣象局副局長(zhǎng)朱周平所言：“基層人員交流機(jī)會(huì)少，尤其是技術(shù)人員參加培訓(xùn)等的機(jī)會(huì)更是少之又少，一些新知識(shí)、新技術(shù)來(lái)源渠道不多但又是基層預(yù)報(bào)員最需要的，而目前一些期刊“高大上”的內(nèi)容偏多，實(shí)用性不夠?！?/p>

鏈接2 浙江北部歷史上有記載的龍卷風(fēng)災(zāi)害

1949年前12次：

元至正十五年（1355年）：嘉興，壞民居百余；

明嘉靖十二年（1533年）：桐鄉(xiāng)，壓死二十余人；

明嘉靖四十一年（1562年）：嘉興、嘉善，屋宇傷者千數(shù)；

明嘉靖四十三年（1564年）：嘉興，大雷電，龍見(jiàn)；

明崇禎十六年（1643年）：桐鄉(xiāng)，拔木壞屋；

清順治十五年（1658年）：海鹽，蛟龍盡起入海，水漲平地行舟；

清康熙八年（1669年）：海鹽，雹擊死一人，覆舟死無(wú)人；

清康熙十四年（1675年）：嘉善，冰雹；

清康熙四十四年（1705年）：桐鄉(xiāng)，颶風(fēng)龍風(fēng)大作，攝去人無(wú)數(shù)，壞民居四十余家，壓死八人；

清乾隆三十八年（1773年）：平湖，舟有擲至數(shù)里外者；

清乾隆四十七年（1782年）：平湖，有物空中過(guò)；

民國(guó)十五年（1926年）：嘉興，風(fēng)來(lái)時(shí)，下垂若螺，橋梁、牌坊、民屋倒塌，長(zhǎng)四五里，傷數(shù)百人。

1949—1995年前4次：

1982年8月21日：嘉善，2個(gè)公社受龍卷風(fēng)襲擊，倒房12間，死1人；

1986年7月15日：平湖、海鹽、嘉興，2個(gè)公社14個(gè)鄉(xiāng)受龍卷風(fēng)襲擊，2.5萬(wàn)畝農(nóng)田受災(zāi)，倒房760間，倒電桿360根，死亡3人；

1991年8月7日：吳興、嘉善、嘉興，28個(gè)鄉(xiāng)受龍卷風(fēng)襲擊，風(fēng)力12級(jí)以上，倒房3000多間，死亡9人，經(jīng)濟(jì)損失3700萬(wàn)元；

1995年7月21—24日：嘉興、嘉善、平湖、海寧，共22個(gè)鄉(xiāng)117個(gè)村遭龍卷風(fēng)和冰雹襲擊，風(fēng)力普遍有11～12級(jí)死傷各2人，直接損失2405.6萬(wàn)元。

嘉興市氣象局首席預(yù)報(bào)員陸琛莉 提供

最后，當(dāng)大數(shù)據(jù)時(shí)代來(lái)臨，互聯(lián)網(wǎng)+整天被高喊的時(shí)候，我們是否該為基層預(yù)報(bào)員做更多的實(shí)事？采訪中一個(gè)細(xì)節(jié)觸動(dòng)了我們。如前所述，短臨預(yù)報(bào)時(shí)間就是生命。預(yù)報(bào)員及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息，除了手中的各種監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)產(chǎn)品外，最“靠譜”的信息，是天氣系統(tǒng)在上游的表現(xiàn)——天氣實(shí)況。但是，目前“災(zāi)情逐級(jí)上報(bào)”體制下，預(yù)報(bào)員準(zhǔn)確、及時(shí)獲得上游天氣實(shí)況很難，如果恰巧臺(tái)站位于多地市或省交界處，則幾乎成了奢望（因?yàn)榕R省出現(xiàn)的災(zāi)情先要逐級(jí)上報(bào)到該省省級(jí)氣象局，才可能再逐級(jí)下放到位置更近但跨過(guò)省界的下游臺(tái)站）。預(yù)報(bào)員們有時(shí)無(wú)奈地找尋社交平臺(tái)上非專(zhuān)業(yè)、有幾分隨意但還算及時(shí)的信息?！疤鞖鉄o(wú)國(guó)界”常被氣象人提及，但現(xiàn)實(shí)中的行政邊界，卻實(shí)實(shí)在

在地?fù)踉诹颂鞖庀到y(tǒng)移動(dòng)的途中。在這里，“扁平化”管理的理念是沉甸甸的。實(shí)際上，激烈天氣發(fā)生后，當(dāng)?shù)仡A(yù)報(bào)員第一時(shí)間通告下游預(yù)報(bào)員對(duì)致災(zāi)系統(tǒng)保持警惕，應(yīng)該是預(yù)報(bào)員最基本的職業(yè)素質(zhì)。然而，我們?cè)诟鎰e僅靠電話和傳真?zhèn)魉托畔⑦M(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代后，對(duì)天氣系統(tǒng)移動(dòng)路徑沿線預(yù)報(bào)員之間的聯(lián)動(dòng)似乎有所忽略，而建立這樣的平臺(tái)對(duì)目前的通信技術(shù)而言，實(shí)在不是難事，關(guān)鍵是各級(jí)管理部門(mén)需要樹(shù)立替預(yù)報(bào)員著想的意識(shí)。

本期“浙江省氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化”專(zhuān)欄，是本刊在設(shè)立了“基層現(xiàn)代化”欄目后，第一次具體到特定的省市，并且以封面報(bào)道的方式推出，意在讓氣象科技的前沿進(jìn)展，高效和及時(shí)地與基層氣象現(xiàn)代化融合。雖然欄目的兩篇文章，僅是浙江省氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化實(shí)踐的側(cè)面，但是卻讓我們真實(shí)感覺(jué)到了浙江氣象人前行的堅(jiān)定步伐，他們的實(shí)踐反映的是氣象基層穩(wěn)步推進(jìn)現(xiàn)代化的風(fēng)采。本文作者和兩篇文章作者的交流，特別是在桐鄉(xiāng)市氣象局的實(shí)地采訪，更是讓我們體會(huì)到了浙江氣象人勇于爭(zhēng)先的進(jìn)取精神。當(dāng)然，2020年中國(guó)全面實(shí)現(xiàn)氣象現(xiàn)代化還要面對(duì)各類(lèi)挑戰(zhàn)，還需要?dú)庀笕烁蟮呐Α?/p>

（作者單位：賈朋群，中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院；徐虹，浙江省氣象學(xué)會(huì)）