科學(xué)之力，辨象問(wèn)天　張珂

張珂

是“誰(shuí)”告訴你風(fēng)、雨、雷、電將要發(fā)生？又是“誰(shuí)”告訴你洪水、干旱將會(huì)來(lái)臨？這些都依賴(lài)于精準(zhǔn)地獲取氣象和水文信息。那么，如何獲取這些信息呢？獲取這些信息和發(fā)布災(zāi)害預(yù)警又需要哪些探測(cè)、通信等高科技設(shè)備和人工智能技術(shù)呢？哪些帶有高科技元素的防災(zāi)減災(zāi)設(shè)備是普通老百姓能用到的呢？小到溫度計(jì)、雨量計(jì)，大到氣象雷達(dá)、地球觀測(cè)衛(wèi)星等，都具有獲取、采集氣象和水文信息的功能。讓我們揭開(kāi)各類(lèi)高科技?xì)庀笤O(shè)備和儀器的神秘面紗，認(rèn)識(shí)一下這些天氣和水文系統(tǒng)的“觀測(cè)者”。

多普勒雷達(dá)是新一代天氣雷達(dá)，包含S波段（波長(zhǎng)約10厘米）、C波段（波長(zhǎng)約5厘米）、X波段（波長(zhǎng)約3厘米）。天氣雷達(dá)的這些波段給大氣中的風(fēng)場(chǎng)和云層做CT掃描，能夠捕捉到降水、龍卷風(fēng)、冰雹、雷暴等天氣現(xiàn)象。天氣雷達(dá)被稱(chēng)為防災(zāi)減災(zāi)的“偵察兵”，為防災(zāi)減災(zāi)提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

?現(xiàn)代高山氣象站

風(fēng)云氣象衛(wèi)星模型

早在20世紀(jì)70年代，中國(guó)就開(kāi)始發(fā)展氣象衛(wèi)星，目前共發(fā)射了19顆氣象衛(wèi)星（8顆在軌運(yùn)行），包括風(fēng)云一號(hào)、風(fēng)云二號(hào)、風(fēng)云三號(hào)、風(fēng)云四號(hào)等。氣象衛(wèi)星能夠?qū)崿F(xiàn)全球、全天候、立體的氣象監(jiān)測(cè)，極大提升了中國(guó)中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)模式的預(yù)報(bào)時(shí)效和精度。中國(guó)風(fēng)云系列衛(wèi)星被世界氣象組織納入全球?qū)Φ赜^測(cè)衛(wèi)星序列，已成為全球氣象衛(wèi)星探測(cè)系統(tǒng)的重要成員。這使中國(guó)成為繼美國(guó)、俄羅斯之后第3個(gè)同時(shí)擁有極軌氣象衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星的國(guó)家。

?8顆在軌運(yùn)行的中國(guó)氣象衛(wèi)星布局示意圖 （圖片來(lái)源/國(guó)家衛(wèi)星氣象中心）

而為人們熟知的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除了用于廣為人知的導(dǎo)航之外，還被廣泛用于水文監(jiān)測(cè)、氣象測(cè)報(bào)、救災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域，并產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。通過(guò)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣象災(zāi)害預(yù)警速報(bào)、快速應(yīng)急通信、救災(zāi)指揮調(diào)度等，可極大提高災(zāi)害應(yīng)急救援反應(yīng)速度和決策能力。

利用風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星、天氣雷達(dá)、探空資料、云粒子成像儀（用來(lái)觀測(cè)云層的云滴和冰晶分布等）、透射式能見(jiàn)度儀（用來(lái)測(cè)量大氣能見(jiàn)度）等眾多高科技智能探測(cè)設(shè)備，建立全天候、立體化、多手段、高密度、廣覆蓋的綜合氣象觀測(cè)網(wǎng)，可實(shí)時(shí)而精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)天氣系統(tǒng)的演變和氣象災(zāi)害的形成，為災(zāi)害預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi)決策提供支持。

?中國(guó)氣象局上海臺(tái)風(fēng)研究所臺(tái)風(fēng)移動(dòng)監(jiān)測(cè)車(chē)載氣象儀器（攝影/林立旻? 供圖/袁慧玲）

而運(yùn)用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)、裂縫位移計(jì)（用來(lái)監(jiān)測(cè)滑坡、泥石流等氣象地質(zhì)災(zāi)害）等先進(jìn)設(shè)備，提升監(jiān)測(cè)預(yù)警科技水平，形成“天—空—地”一體化三維立體氣象探測(cè)技術(shù)，并依托人工智能設(shè)備讓防災(zāi)減災(zāi)更智慧、更高效、更科學(xué)。

近年來(lái)，全球氣候變化導(dǎo)致極端降水、高溫?zé)崂?、低溫冷害等極端天氣事件頻發(fā)，給人類(lèi)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，加強(qiáng)水文氣象信息獲取，完善水文氣象預(yù)警技術(shù)，全民參與防災(zāi)減災(zāi)，及早預(yù)警、及時(shí)行動(dòng)，是應(yīng)對(duì)氣候變化、助力防災(zāi)減災(zāi)的重要舉措。

雷達(dá)、無(wú)人機(jī)、風(fēng)云衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)等蘊(yùn)含高科技元素的現(xiàn)代化設(shè)備和平臺(tái)的不斷涌現(xiàn)，加之人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，使得我們能夠更加智能和高效地獲取水文氣象信息，更加科學(xué)和精準(zhǔn)地預(yù)警災(zāi)害。普通老百姓也能通過(guò)電視、廣播、報(bào)紙、手機(jī)短信、社交平臺(tái)等第一時(shí)間獲取氣象災(zāi)害預(yù)警信息，早預(yù)警、早行動(dòng)，助力防災(zāi)減災(zāi)。

青少年們也應(yīng)當(dāng)參與進(jìn)來(lái)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，激發(fā)濃厚的科學(xué)興趣，增長(zhǎng)豐富的氣象防災(zāi)減災(zāi)知識(shí)，為防災(zāi)減災(zāi)、科學(xué)發(fā)展作出貢獻(xiàn)！

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