汛期气象科技支撑系列报道⑥流域气象预报服务中的科技力量-中国气象局政府门户网站
当前位置:首页 > 气象要闻

汛期气象科技支撑系列报道⑥
流域气象预报服务中的科技力量

发布时间:2022年07月27日 来源:中国气象报社

  国家气象中心:

国省共享一张网 业务联动护安澜

  今年“龙舟水”期间,国家气象中心(以下简称“气象中心”)推动国家级-流域级-省级业务联动,开通业务系统平台共享互访权限,加强珠江流域降水与水文气象预报会商,着重强化流域上下游、左右岸影响,联合研判流域致洪暴雨与水文气象风险,切实做好流域暴雨洪涝气象保障服务。

  一股绳多条线 国省联动左右协同共战“龙舟水”

  今年5月以来,珠江流域连续出现9次强降水过程。“龙舟水”影响期间,珠江流域降水累计雨量大,强降水过程频繁、极端性强,广东、广西出现流域性洪水、大范围城乡内涝和地质灾害。

  为持续推进国家级流域水文气象预报技术方法和产品在省级层面的应用,气象中心联合珠江流域气象中心开展技术攻关,提出符合珠江流域防汛减灾实际需求的精细化自然流域11个分区和服务18个分区、369个中小流域分区,支撑珠江流域精细化预报服务与上下游、左右岸联防联控,发挥国家级单位业务指导作用。

  针对珠江流域严峻防汛形势,气象中心及时开展《流域水文气象公报》业务并下发产品,指导开展珠江流域强降水对流域致洪致灾精细化预报与影响分析研判,并通过多种方式提醒水文气象风险较高的地区重点予以关注和防范。

  国省两级气象部门加强上下联动,国家级业务单位之间强化左右协同,联合做好流域气象预报服务。据了解,“龙舟水”期间,气象中心共制作重大气象信息专报10期、气象灾害预警服务快报26期,其中,“龙舟水”期间,珠江流域水文气象服务专题材料获国务院总值班室表扬。

  一张网多模型 更加科学精细保障七大流域

  自中国气象局长江、黄河、海河等七大流域气象保障能力提升工作方案印发以来,气象中心联合七大流域气象中心开展技术攻关和业务应用,全面升级全国江河流域面雨量监测预报,修订七大流域面雨量监测预报业务规范,构建国家级-流域级-省级流域面雨量业务“一张网”。

  国家级首席预报员、中央气象台水文气象预报团队负责人包红军介绍,针对精细化防汛需求,气象中心将七大江河流域划分为127个子流域分区和3346个中小流域分区,通过统一流域基础数据、实况计算方法,规范业务分工、流域会商与预报检验等流程,全面提升流域预报服务能力。

  “流域水文气象涉及气象、水文、地质等多个学科,流域灾害成灾机理复杂,我们的支撑模式技术必须更为科学精细。”包红军表示。为此,气象中心发展了智能网格降水的水文气象预报技术体系,研发流域无缝隙精细化定量降水预报与面雨量预报技术、组合架构松散耦合型分布式水文气象模型,基于风险的中小河流洪水、山洪与地质灾害等预报预警等技术,并集成至国家级水文气象(气象灾害风险预警)业务系统平台(简称“业务系统平台”)开展业务应用。

  在流域短中期降水方面,今年以来,气象中心指导预报暴雨TS评分较2021年同期提升20%以上;在流域短时强降水方面实现滚动订正预报,并实现重点流域的分钟级降水预报;在流域面雨量预报方面,实现逐0小时~168小时的江河流域-重点流域-中小流域多尺度精细化定值/跨度预报。

  气象中心还发展具有自主知识产权的精细化水文气象模型,针对不同流域水文气象特性,气象中心提出了基于智能网格降水的组合架构松散耦合型分布式水文气象模型,面向全国开展不同水文气象分区预报。

  针对中小河流洪水气象风险预警,气象中心确定了全国4254条中小河流致洪动态临界面雨量阈值,构建国家级业务模型,开发红橙黄蓝四级动态临界面雨量阈值与中小河流洪水气象风险预警产品。

  一平台多功能 推动国家级业务指导和技术支撑

  如何更好发挥国家级-流域级-省级流域面雨量业务“一张网”的作用?气象中心副主任张恒德表示,气象中心在发挥规范指引、产品指导、会商支持和科技创新的国家级业务单位引领作用的同时,积极指导七大流域气象中心开展平台建设,加大对七大流域气象中心的业务支撑力度。气象中心的业务系统平台实现流域雨-水-灾情多源监测、面雨量监测预报、灾害风险预报预警、检验评估和历史库分析等功能,强力支撑流域水文气象预报业务。

  目前,我国北方流域进入“七下八上”防汛关键期。受降水影响,辽河干流多个水文站仍超警戒水位,7月26日至28日,海河辽河流域将有较强降水,防汛形势严峻。“我们要从监测开始,对水文气象灾害进行全方位‘链条式’监测、预报、预警、防御工作,向更细更准发力。”包红军表示。(作者:罗澜)

  6月9日16时,三峡水库水位顺利消落至汛限水位,提前1天完成消落任务。图为船舶行驶在三峡五级船闸上游引航道 图/新华网

长江流域:

气象科技助力防汛备汛

  当前,长江流域已进入防汛关键期。入汛以来,长江流域出现多次强降雨过程,洞庭湖水系资水和沅江、鄱阳湖水系乐安河相继发生编号洪水,流域内超警站点多,防洪形势严峻。

  6月25日至27日,长江流域自西向东出现强降水天气过程,其中长江上游的岷江、沱江、涪江、渠江以及长江上游干流等子流域累计面雨量达到30毫米到50毫米。受其影响,6月27日20时,三峡水库入库流量达每秒37000立方米。

  而早在8天前,长江流域气象中心就提前“捕捉”到此次降水过程,明确指出上游岷沱江、嘉陵江以及长江上游干流等子流域面雨量可达30毫米以上,提出要密切关注此次降水过程对长江干流、汉江水雨情的影响,防范强降水诱发的中小河流洪水、山洪地质灾害等。6月18日12时,长江水利委员会启动洪水防御四级应急响应,密切关注陆水流域水雨情发展趋势,科学开展湖库调度,全力应对此次强降雨过程。

  帮助预报员精准把握致洪降雨的“利器”是长江流域气象服务一体化业务平台,在这个平台上,空间分辨率为1公里*1公里、逐6分钟更新的全流域降水估算、0小时~3小时全流域定量降水预报、0小时~240小时精细化降水预报已经形成了无缝隙的流域智能网格预报“组合”。

  “我们应用大数据挖掘、机器学习算法发展的流域降水智能网格预报技术,使得流域业务已经从粗放分区的面雨量预报向精细分区的网格预报转变。”长江流域气象中心水文气象台高级工程师孟英杰介绍,随着长江流域气象服务一体化业务平台不断升级完善,基于流域智能网格预报的洪水预报及风险评估,推动了水文气象预报服务从单纯的面雨量预报向水库调度气象风险服务拓展。

  5月12日,长江流域气象中心与三峡集团梯级调度中心共同研判5月中下旬至6月上旬流域降水对消落调度的影响。随后,长江流域气象中心密切关注,滚动服务。

  更长预见期、更精准的水文预报成为科学调度的“指挥棒”。6月9日16时,三峡水库水位消落至汛限水位145米,提前1天完成消落任务,长江流域纳入联合调度的控制性水库共腾出防洪库容约645亿立方米,加上部分水库消落至汛限水位以下的约165亿立方米调节库容,控制性水库共有约810亿立方米库容可调蓄洪水,为迎战流域可能发生的大洪水提供了技术支撑和有力保障。? (作者:李傲 李曲)

海河流域:

“海澜平台”实现信息共享共用

  “七下八上”华北雨季到来之际,由天津市气象局开发的“海澜-海河流域气象信息共享平台”(以下简称“海澜平台”)正式向海河流域各省市县气象部门开放应用,实现了流域气象信息的共享共用。市气象局充分发挥自主科研创新能力,以解决流域水文气象业务发展的核心技术问题为目标开发此平台,用科技筑牢流域防灾减灾第一道防线。

  “海澜平台注重气象与水文信息的深度融合,这种融合不仅是数据共享,更是气象水文数据的有效交互,为快速研判流域防汛抗旱形势提供多元化参考依据。”天津市气象台副台长杨晓君说,市气象局依托“天擎”建成海河流域气象水文信息专题库,实现海河水利委员会共享的河道、水库、堰闸等323站的水位、流量等水文信息与流域4937个气象站点的气象信息实时入库,成为海澜平台的底层数据基座。

  市气象局还建立海河流域近70年的致洪暴雨个例库,构建暴雨概念模型,进一步提升洪水风险预报预警能力,为流域强降水以及可能引发洪水风险的会商研判提供支撑。气象、水利等多部门数据实时进行云上融合、云上计算,为海澜平台做好监测预报预警服务提供了数据基础。

  依据流域各省、市行政边界和小流域联防边界,海澜平台为流域各省市县气象部门设计制作“三圈防御”自动报警功能,实现对冰雹、雷暴大风、强降雨等多种强天气的自动告警,为各级气象部门开展递进式预报、渐进式预警、滚动式服务提供重要参考。

  在海河流域重点水库以及雄安新区等核心位置,市气象局新增海河流域11分区、特色分区、小流域联防分区,为水库防汛调度、白洋淀水资源调度以及重点区域防汛抗旱等决策提供支撑。以此,实现流域内各省上下互通、内外一致的水文气象预报服务面雨量“一张图”,更好地满足流域防汛更高要求。

  为进一步提升面雨量预报能力,海澜平台增加了不同时效面雨量预报产品。预报时间分辨率提高到逐小时、面雨量预报延长至10天、流域降水过程预报延长至40天,实现了流域预报产品与水利部海委和流域内各省气象部门的实时共享。

  目前,海澜平台实时提供“一张图”的数据接口,有效支撑了“雄安新区气象灾害防御决策支撑平台”和“雄安新区智慧气象服务示范项目”的建设。(作者:张妍 陈宏)

淮河流域:

雷达监测网“捕捉”灾害性天气

  7月5日,受台风“暹芭”影响,淮河流域出现暴雨和大暴雨天气,其中安徽省亳州市谯城区普降大暴雨,10个乡镇出现特大暴雨,最强降水达到341.8毫米。安徽省气象台果断提醒亳州市气象台于当日6时46分发布暴雨橙色预警信号,10时27分将暴雨预警信号提升为红色。而此时在淮河流域的宿州灵璧县和泗县,正处于疫情防控的关键期,安徽省市县三级气象台启动防疫短临气象专题气象服务,为疫情防控逐小时滚动提供准确及时的短临预报服务。

  预报的底气源于“基于新一代天气雷达网的安徽省灾害性天气监测预警关键技术及应用”项目的成果转化和实战应用。2017年,安徽省气象局完成阜阳新一代双偏振天气雷达的升级改造,并于次年投入业务运行。此后,省气象局自主研发组网雷达数据的快速共享技术,依托“边扫边传”的雷达数据流传输技术和“逐仰角循环更替”的拼图技术,雷达拼图更新频率由10分钟提高至3分钟,雷达监测数据到预报员桌面时间缩短了6分钟,为预报员精准“捕捉”快速发展的天气系统提供了科技支撑。

  此外,省气象局还研发定量降水监测与预警技术,实现淮河全流域精细到1公里*1公里 的实时监测,自主设计多种雷达定量估测降水方法的集成技术,定量降水估测准确率提升12%;发明用于优化雷达回波移动矢量场的再处理技术,结合拉格朗日非线性外推技术进行0~2小时的雷达回波外推预报,0~1小时灾害性天气临近预报准确率由82%提高到93%;开展雷达资料同化技术的本地化应用,建立3公里分辨率、逐小时滚动更新的局地资料循环更新同化系统。同时,通过集合卡尔曼滤波同化方法改进数值模式温度、湿度初始场信息,数值模式对2~6小时灾害性天气预报准确率由43%提高至52%。

  “得益于科研成果的业务应用,暴雨预警准确率提高了21%,暴雨预警提前了6分钟。”安徽省气象局科技与预报处处长黄勇介绍,成果推广应用到全国气象部门,并在水利、交通等部门得以应用,取得显著的社会效益和经济效益。

  “安徽省气象局围绕雷达数据的快速共享、基于新一代天气雷达监测网的灾害性天气实时监测、短时临近预报等开展了系列关键技术研发,从无到有地建立了全省灾害性天气短时临近预报业务体系,显著增强了安徽灾害性天气的防御能力。”安徽省气象局局长胡雯告诉记者。(作者:王兵 薛中杨 陈卫佳)

  (责任编辑:栾菲)

扫一扫分享至朋友圈