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由中国气象科学研究院联合相关气象部门及高校共同开展的华北暴雨综合科学试验,在北京、天津、河北、山西等多地同步启动。
受全球气候变化影响,华北地区汛期降水格局异动,防灾减灾压力持续攀升。试验依托多区域立体观测布局,开展多维度精细化观测,为加强气象监测预报预警体系建设,加紧补齐北方地区防洪排涝抗灾基础设施建设、应急处置等领域短板提供基础支撑。
灾害天气科学与技术全国重点实验室,中国气象科学研究院副研究员高小雨介绍,华北平原极端降水受地形影响显著。试验内容之一就是在阳台山、燕山及太行山地区开展地形观测,关注降水系统在翻越中尺度山脉过程中的结构、强度演变。
科研团队在阳台山山顶、山脚建成两座综合气象观测站,布设自动气象站、测风激光雷达、地基微波辐射计等,并依托325米气象铁塔开展风、温、湿梯度观测,对比剖析平原与山地大气热动力差异;在海拔2073米的燕山主峰雾灵山及周边山地搭建梯度六要素气象观测站,搭配边界层风廓线雷达、地基微波辐射计、X波段天气雷达,监测山区降水发生发展全过程。
科研团队还在山西省太原市西山片区750米至1300米的海拔区间内布设了31个六要素观测站点,开展山地与河谷区域气压、气温、湿度、降水对比观测;依托风廓线雷达、微波辐射计、毫米波云雷达等开展加密观测,获取大气温湿风垂直廓线、雨滴粒径分布等关键数据,系统研判地形起伏、风向风速对暴雨降水落区、强度、持续时长的影响,全面揭示地形暴雨触发的内在机制。
高小雨介绍,城市独特的大气热动力结构会大幅改变过境强对流系统的发展状态,直接影响降水分布与强弱,因此除地形观测外,试验还设置了城郊对比观测。科研团队在华北地区主要降水移动路径上搭建城郊观测体系,其中,在城市区域布设多普勒测风激光雷达、大气辐射干涉仪、云雷达、地基微波辐射计;在郊区以国家级气象站为基础,增补地基微波辐射计、多普勒测风激光雷达、对流层风廓线雷达,配合常规探空观测,以深入研究城区对流天气触发、移动、演变规律,助力城市暴雨精细化预报能力升级。
为补齐固定站点观测盲区,试验还将同步开展全域机动加密观测作业,借助无人机等移动观测设备,实时监测对流系统生消变化;利用便携式雨滴谱仪、移动式天气雷达,精准剖析云中水汽凝结物形态、雨滴分布特征及动态演变过程。
科研团队依托试验结果持续开展暴雨个例复盘与长期统计分析,已初步构建适配华北区域的极端短时强降水潜势预报指标体系,为筑牢华北地区汛期安全防线、提升极端暴雨预报水平提供科技支撑。