氣象科技前沿：全局關(guān)注
——中國氣象局2020年氣象科技前沿動態(tài)研究報告摘編

■ 本刊

【編者語】

2018年以來，中國氣象局每年就國內(nèi)外氣象科技發(fā)展前沿動態(tài)，向全局所屬部門部署研究報告的征集并開展評優(yōu)。2020年度共選送64篇報告，是前兩年的2倍。本刊受中國氣象局科技與氣候變化司委托組織了專家評審，共28篇報告被推薦為優(yōu)秀報告。本文摘編其中6篇報告中的一些論點，需要完整報告的讀者，請聯(lián)系作者或主辦機構(gòu)。

1 千米尺度模式降水的檢驗評估進展及展望

陳昊明 李普曦 趙妍（中國氣象科學(xué)研究院 報送）

傳統(tǒng)的降水業(yè)務(wù)檢驗主要基于累積降水量的評估，較少考慮降水的發(fā)展演變過程。隨著模式分辨率和降水精細化預(yù)報要求的提升，僅基于降水量的檢驗評估已不能滿足定時、定點、定量的降水預(yù)報服務(wù)需求。基于降水頻次、強度等小時尺度特征量及其日變化峰值時間的新評估方法，其評估結(jié)果對于深入認識日內(nèi)降水預(yù)報偏差具有很好的應(yīng)用價值，相關(guān)方法和結(jié)論為豐富和深化數(shù)值模式評估和對改進客觀預(yù)報方法具有有益的啟發(fā)作用。未來仍需進一步發(fā)展和完善針對不同區(qū)域通過分類分型的細致評估方法，并進一步研發(fā)面向快速更新循環(huán)系統(tǒng)和對流可分辨集合預(yù)報模式應(yīng)用的檢驗評估指標(biāo)，為千米尺度數(shù)值模式的改進和模式產(chǎn)品的合理應(yīng)用提供科技支撐。

2 大氣邊界層對重污染天氣影響研究及應(yīng)用進展

蔡子穎 韓素芹 姚青 唐穎瀟 郝天依（天津市氣象局 報送）

大氣邊界層是指離地球表面約1～2 km高度的底層大氣，作為地球表面與大氣之間物質(zhì)和能量交換的橋梁，是地氣相互作用和大氣污染主要發(fā)生地。天津市氣象部門近年建成沿海-近岸-內(nèi)陸的邊界層和大氣環(huán)境觀測網(wǎng)，城區(qū)邊界層觀測站通過255 m氣象塔、地基遙感儀器實現(xiàn)了邊界層內(nèi)風(fēng)、溫、濕、污染廓線的無縫隙觀測。氣象塔是邊界層觀測和大氣環(huán)境立體觀測的核心資源，其搭載儀器的種類更多、觀測設(shè)備的精度和時間分辨率更高，受干擾程度小，在系統(tǒng)的邊界層和大氣環(huán)境研究中必須利用好現(xiàn)有的氣象塔觀測資源，尤其是200 m以上的邊界層氣象專用塔，結(jié)合地面環(huán)境站和其他地基觀測儀器，在規(guī)劃和投資中，需要進一步加大力度，發(fā)揮其價值。

3 國內(nèi)外臺風(fēng)飛行科學(xué)試驗前沿動態(tài)

湯杰 雷小途 趙兵科（上海市氣象局 報送）

《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》將臺風(fēng)作為影響國家公共安全的重大自然災(zāi)害之一，將臺風(fēng)監(jiān)測、預(yù)警和應(yīng)急處置關(guān)鍵技術(shù)及科學(xué)研究列入重大自然災(zāi)害監(jiān)測和防御優(yōu)先主題。海上觀測站稀少，現(xiàn)階段基于衛(wèi)星遙感的大氣要素反演，受臺風(fēng)濃密云雨區(qū)的嚴(yán)重“干擾”，其精度尚不能滿足路徑和強度變化研究及預(yù)報對臺風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)精細化程度的要求。美國對颶風(fēng)探測的實踐已經(jīng)表明，基于飛行器的對臺風(fēng)直接觀測是當(dāng)前獲取臺風(fēng)結(jié)構(gòu)高精度觀測資料的最有效手段。研發(fā)能搭載包括下投探空等的高空無人機、針對邊界層內(nèi)部的中低層無人機并構(gòu)成多平臺的臺風(fēng)綜合探測體系，將可以獲取臺風(fēng)內(nèi)部氣象要素（完整的）垂直廓線等精細結(jié)構(gòu)特征信息，從而揭示海上臺風(fēng)內(nèi)部（特別是近地層和出流層）精細熱力動力結(jié)構(gòu)特征，為包括臺風(fēng)渦旋結(jié)構(gòu)初始化和物理過程參數(shù)化方案在內(nèi)的臺風(fēng)數(shù)值模式改進及臺風(fēng)科學(xué)研究和預(yù)報能力的提高奠定基礎(chǔ)，具有重大的科學(xué)意義和可靠的應(yīng)用前景。

4 交通氣象科技前沿動態(tài)及我國交通氣象發(fā)展對策建議和研究計劃報告

劉端陽 楊華棟 王宏斌 袁成松 周林義 吳泓 祖繁（江蘇省氣象局 報送）

目前，我國公路交通總里程已達500萬 km（其中高速公路里程15萬km），全國鐵路營業(yè)總里程達到15萬 km（其中高速鐵路總里程3萬 km），內(nèi)河航運、海上運輸、航空（特別是通用航空）、城市交通等也有大的發(fā)展。因氣象條件是影響和制約現(xiàn)代交通運輸安全和通暢的重要因素之一，氣象為“平安交通”保駕護航，交通氣象科研和服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展前景廣闊。

5 相控陣天氣雷達科技研究動態(tài)

張深壽（福建省氣象局 報送）

我國現(xiàn)在對X、C、S波段雷達都有試驗研究，由于造價的原因，均采用一維相控陣體制。相控陣天氣雷達，特別是X波段相控陣天氣雷達探測到了相當(dāng)多的典型個例，并開始發(fā)揮它精細化探測的效益，但由于各種原因限制相控陣天氣雷達并未發(fā)揮它的全部威力。未來，隨著S波段、C波段等更多類型相控陣的試驗和應(yīng)用，會有突破性的進展，為下一代天氣雷達做好準(zhǔn)備。下一代天氣雷達應(yīng)突破固有思維，把相控陣天氣雷達打造成全方位、全空域、多目標(biāo)自動跟蹤的智能化分析預(yù)報預(yù)警的“災(zāi)害性天氣監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)”。

6 新疆與中亞融雪型洪水監(jiān)測、預(yù)警調(diào)研及對策建議

劉艷 盧新玉 鄭奕 霍文（新疆自治區(qū)氣象局 報送）

全球變暖背景下融雪型洪水災(zāi)害時空特征正發(fā)生重大變化，在生態(tài)環(huán)境相對脆弱的新疆和中亞地區(qū)開展融雪型洪水監(jiān)測與預(yù)警研究具有重要應(yīng)用價值和前景。以“一帶一路”重要區(qū)域——天山北坡的大量融雪洪水觀測為突破，利用現(xiàn)有氣象業(yè)務(wù)觀測網(wǎng)，加快融雪型洪水監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在融雪型洪水極為典型的新疆阿勒泰地區(qū)阿爾泰山額爾齊斯河（境內(nèi)）流域開展“融雪型洪水監(jiān)測預(yù)警綜合觀測試驗”：以阿勒泰氣象站為核心，在重點區(qū)域科學(xué)布站組網(wǎng)，通過地面觀測并結(jié)合遙感觀測分析，進一步掌握融雪型洪水特征、強度分布及其破壞性，為建立融雪型洪水分析預(yù)測模型、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)以及提升遙感監(jiān)測能力提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐，從而加深對積雪物理過程理解，更好地建立積雪參數(shù)反演模型、確定融雪型洪水監(jiān)測和預(yù)警因子，以期將成果輻射至中亞地區(qū)，為絲綢之路經(jīng)濟帶核心區(qū)氣象防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對氣候變化提供科技支撐。