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风云不再莫测,「智慧气象」让观测更智能、预警更精准

来源:默认部门     作者:新闻中心     发布时间:2018年02月01日              

  天有不测风云”观云测雨、预测灾害是全人类多年来不懈努力的目标,但是“听懂”自然谈何容易。作为一个混沌系统,天气十分难以精准预测,目前行业通行的测量方法是数值天气预报法,这是一种以气象观测资料为初值条件,通过大型计算机开展计算,再用流体力学和热力学的方程组求解,从而预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。

  开展这样复杂的测量,必须要运用众多的尖端气象探测系统、产品。

  但在上世纪90年代之前,像气象雷达这样的探测产品,却主要被国外厂商垄断。面对我国气象事业发展的需求,中国电科作为“大国重器”,充分发挥自身在电子信息领域的技术优势,将技术成果向民用气象领域转移,形成了测云、测雨、测风全系列气象雷达,气象卫星地面应用系统,气象综合信息平台等系列国内领先的气象产品,产品应用覆盖全国31个省、市、自治区。

  

  观天测雨  风云在握

  气象雷达,是探测天气的一双“明眸”。

  首部具有自主知识产权的机载W波段测云雷达,首部实用型雨量雷达、首部多普勒天气雷达……经过30多年的自主创新,中国电科已形成新一代多普勒天气雷达、双偏振天气雷达、相控阵天气雷达、风廓线雷达、毫米波测云雷达等10多个品种的气象雷达产品,雷达产品的国内市场占有率已超过60%,并承建了我国新一代气象雷达组网中70%的项目,真正实现了“能观云、会测雨、可听风”。

  

  观云”主要是探测识别云雨中的云滴、雨滴、雪晶、冰粒等降水粒子散射的雷达波,并将其显示成彩色图像,通过分析图像判断这片云是准备降雨还是降雹,是否伴有雷电大风,未来将移向何处,会加强还是减弱等信息。对此,中国电科研制了W波段测云雷达,该产品能打着“飞的”飞进试验区域对云雾开展精细探测,获取云的强度、速度、谱宽等基本信息,并通过反演进一步获取云顶高、云底高、云中液态水含量和冰水含量等重要信息,是提高大气科学研究和气象业务应用水平有力工具,可广泛应用于科学研究、气象探测、航空安全保障等领域。

  测雨”主要是利用雨滴、云状滴、冰晶、雪花对电磁波的散射,探测大气中的降水或云中大滴的浓度、分布、移动和演变,了解天气系统的结构和特征。对此,中国电科研制了系列雨量雷达,这一种高时空分辨率的连续雨量监测和预报预警设备,可无人值守自动监测大范围区域降水过程,破解单一天气监视雷达“测不准”和单一地面雨量计“测不到”的问题,为中小流域突发性洪水、城市洪涝以及小流域生态降水监测提供定量、及时的区域面雨量信息,有效提高洪涝、山洪、泥石流等灾害预警预报能力,助力防灾减灾事业提高灾害预警预报能力。

  听风”需要时刻关注着天空中风云变化,监测高低空急流活动,提供空中风场信息,这就需要风廓线雷达来大显身手。为了听懂“风”,中国电科研制了边界层和低对流层2类5种风廓线雷达产品,可实现全天候24小时的无人值守,连续探测高空三维精细风场信息。目前,该系列产品已部署在我国21个省市。

  

  大气污染  难逃法眼

  除了系列雷达产品,中国电科还研制了众多气象应用系统。其中大气环境监测与预报预警系统已经研发成功已在多省获得成功应用。

  这款系统基于先进的大气环境智能分析与预报技术,构建了智慧化的大气环境感知、认知与管理模型,可实现对大气污染的监测预报预警,对大气污染的气象条件分析,对重污染天气的自动识别,对历史案例的相似分析,以及对污染物来源和成因的量化分析等。系统可面向各级环境保护部门,为政府应对污染事件的决策分析提供科学的依据与手段。目前,该系统已经在江苏、山东等省级环境监测部门获得成功应用。

  立足基础,不断创新。2016年,中国电科对江苏省空气质量预报系统进行了升级,将区域空气质量预报时间跨度从1天提升至5天。由原来的“今天晚上、明天早上、明天下午”三个时段的预报变为“未来5天”的空气预报,而单个的城市空气质量预报也由原来分时段预报改为“48小时预报”,预报内容由原来的级别预报精确到空气“AQI数值”。同时,中国电科还为江苏量身打造了空气质量预报手机APP,通过APP设置的区域预报、区域预警和城市预报等三个板块,可查看所在城市未来5天的空气质量预报,6项污染物的实况浓度、全国24小时空气质量和风场的变化情况,以及省级的区域预警信息和措施等信息,使公众更加方便的获取空气质量信息。

  作为中国气象领域的领军企业,“十三五”期间,中国电科在气象雷达电子领域正加快由“设备供应商”向“系统供应商”的转变,努力为我国气象事业发展贡献更多力量。当前,中国电科正在与中国气象局开展战略合作,共同研究综合观测、预报预警等智慧气象领域的前沿技术,打造天、空、地一体化气象观测系统,提供行业整体解决方案,让观测更智能,预警更精准,服务更敏捷,在国计民生与国家安全中发挥更大作用。

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