橫斷山脈氣象預(yù)報(bào)難題怎么破

文／本刊記者 胡利娟

頻頻因火災(zāi)登上新聞的四川涼山，地處西南橫斷山系東北緣，海拔超過4000米的高峰有20多座，迎風(fēng)坡、背風(fēng)坡、峽谷隨時(shí)都可能引起氣流變化，出現(xiàn)風(fēng)向突變。

這僅是橫斷山脈群氣象變化的一個(gè)縮影。

橫斷山脈群位于青藏高原東南部，包括四川、云南兩省西部和西藏自治區(qū)東部多列南北走向山脈及其附近地區(qū)，其是地球上最壯觀、最密集的高山峽谷區(qū)，也是我國地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生最為頻繁的區(qū)域，更是世界范圍內(nèi)公認(rèn)數(shù)值預(yù)報(bào)模式結(jié)果不確定性最突出的區(qū)域。

準(zhǔn)確把握這片區(qū)域的天氣氣候特征，究竟要面對多少難題？如何破解難題？3月31日，中國氣象局、中國科學(xué)院等相關(guān)專家對此作了解讀。

獨(dú)特地貌，讓人置身其中如入“迷宮”

橫斷山區(qū)，同時(shí)具有低緯高原、縱向嶺谷、青藏高原東南緣破碎地形等獨(dú)特地理位置和地形地貌，地處南亞季風(fēng)和東亞季風(fēng)的交匯帶。

“這些特征可讓每一位身處其中的氣象專家如入‘迷宮’?！敝袊鴼庀缶謾M斷山區(qū)（低緯高原）災(zāi)害性研究中心正高級工程師段瑋介紹說，橫斷山區(qū)不同尋常的南北走向與高低起伏的地形，對途經(jīng)該區(qū)域的西風(fēng)、東亞季風(fēng)和南亞季風(fēng)，既有東西向阻擋抬升作用，又有南北向的通道作用。尤其是作為西南季風(fēng)水汽輸送的南北向通道，這里也成了冷暖空氣最活躍的區(qū)域之一。

比如在冬季，當(dāng)冷空氣經(jīng)過重重山脈的阻擋，放慢腳步，由冷鋒轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)靜止鋒，徘徊在昆明和貴陽之間，便形成了昆明準(zhǔn)靜止鋒。它可導(dǎo)致當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)降溫、降水及強(qiáng)對流天氣，如果有充足的暖濕氣流配合，常常會(huì)造成大范圍的強(qiáng)降水及降雪天氣。

另外，這里處于青藏高原東南緣，受強(qiáng)烈的輻射強(qiáng)迫和山區(qū)復(fù)雜地形影響，也有利于西南渦生成活躍，引起局地降雨，再與其他天氣氣候系統(tǒng)耦合更容易引發(fā)大暴雨，其東移會(huì)影響我國東部地區(qū)的降水。

降水不均勻，夜間、上午和下午峰值并存

特殊的地理環(huán)境與多尺度的天氣氣候系統(tǒng)，使得橫斷山區(qū)的天氣氣候影響因子眾多，各類氣象要素的區(qū)域差異顯著，多種天氣氣候類型交織分布，不同地區(qū)的天氣氣候演變特征顯著不同。

中國氣象科學(xué)研究院研究員陳昊明介紹說，在橫斷山脈主體區(qū)域，因受下沉氣流控制且山脈阻擋了低層?xùn)|（東北）路冷空氣，春冬季節(jié)的降水較東西兩側(cè)顯著偏少，隨著南亞和東亞夏季風(fēng)爆發(fā)和推進(jìn)，該地區(qū)才進(jìn)入雨季。

而在橫斷山脈及周邊地區(qū)，還可產(chǎn)生大量由局部孤立的中尺度系統(tǒng)造成的局地性強(qiáng)降水，這就使得該地區(qū)的降水過程成為一個(gè)非常復(fù)雜的科學(xué)問題。

橫斷山脈地區(qū)降水日變化的區(qū)域差異也同樣明顯，夜間、上午和下午峰值并存。甚至在一場雨中，降水的“不均勻”依然明顯。在氣象領(lǐng)域，有個(gè)專業(yè)術(shù)語可以描述這種情況，即降水不對稱性，這是指一個(gè)降水事件的降水量達(dá)到峰值前后持續(xù)的降水小時(shí)數(shù)之比。橫斷山脈地區(qū)是全國降水不對稱性最為突出的區(qū)域之一。

此外，橫斷山區(qū)高山深谷相間排列，高山上溫度低，深谷溫度高，迎風(fēng)坡降水多，背風(fēng)坡降水少，加之氣溫的垂直梯度分布和山谷風(fēng)的局地環(huán)流，降水和氣溫在垂直方向和水平方向上區(qū)域差異極其明顯。

破解難題，構(gòu)建氣象監(jiān)測體系是必由之路

盡管“迷宮”錯(cuò)綜復(fù)雜，但對橫斷山區(qū)氣象預(yù)報(bào)難題攻關(guān)的必要性也顯而易見。

作為氣象災(zāi)害和氣象衍生災(zāi)害（山洪、滑坡、泥石流等）最嚴(yán)重的地區(qū)之一，橫斷山區(qū)氣象預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的提高，不僅可為當(dāng)?shù)馗珊怠⒈┯?、冰雹等氣象?zāi)害的及時(shí)預(yù)警提供基礎(chǔ)，關(guān)系百姓安危，還與下游地區(qū)預(yù)報(bào)質(zhì)量的提高密切相關(guān)。

“從更大范圍來看，攻關(guān)橫斷山區(qū)預(yù)報(bào)，對于西南地區(qū)乃至全國其他復(fù)雜地形區(qū)域的天氣預(yù)報(bào)也有重要價(jià)值?！倍维|表示，我國天氣和氣候特有的復(fù)雜性主要來源于復(fù)雜地形的強(qiáng)迫影響，可以說，做好多尺度、多形態(tài)地形交疊的橫斷山區(qū)天氣氣候預(yù)報(bào)研究，就解決了一半以上的預(yù)報(bào)難題。

“觀測是預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)，也是突破瓶頸的先決條件?！敝袊茖W(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任肖子牛介紹說，目前，橫斷山區(qū)的氣象監(jiān)測主要依靠地面和衛(wèi)星資料，但是因?yàn)樯絽^(qū)地形復(fù)雜，存在較大的監(jiān)測盲區(qū)，觀測網(wǎng)的布設(shè)面臨諸多實(shí)際困難。

以云南為例，氣象部門正在加強(qiáng)觀測站網(wǎng)建設(shè)，繼續(xù)填補(bǔ)地面觀測空白，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜山地強(qiáng)降水、準(zhǔn)靜止鋒和強(qiáng)對流等重要天氣系統(tǒng)和雷電、大風(fēng)、冰雹等氣象災(zāi)害的較完整監(jiān)測。

肖子牛也稱，開展觀測站網(wǎng)布局優(yōu)化研究，找到布局敏感關(guān)鍵區(qū)，結(jié)合衛(wèi)星開展空天一體化觀測，才是未來解決問題的途徑。