短临预报能力提高有助于满足人们对天气预报精细化、精准化的需求。短临预报能力是评价气象现代化水平的重要指标,也是公认的“世界性难题”,是预报的薄弱环节。
回望2016年,许多人还对“6·23”江苏盐城龙卷风冰雹灾害记忆犹新。但不为人知的是,就在灾害天气过程发生前数小时,在中央气象台的一份试验性预报产品中,极强对流活动落区与最终龙卷风发生区域极其吻合。这份产品正来自中央气象台启动的短时预报试验。
随着近年来突发性、极端性中小尺度灾害性天气多发频发,“短临预报”这个词已被更多“圈外人”知晓。那么,究竟什么是短临预报?对于中央气象台来说,为何将其视作“关键时刻迈出的重要一步”?
究竟什么是短临预报?
在天气预报业务中,预报预测未来24小时至72小时天气状况(即预报时效为1天至3天)的业务,被称为短期预报;超过3天的被称作中长期预报。而临近预报和短时预报就合称为短临预报。
在我国,临近预报一般关注的是未来两小时以内的天气状况;短时预报则主要关注2至12小时的天气过程。事实上,无论从预报技术还是分析思路上看,临近预报和短时预报都是两种完全不同的预报业务。
对于短期预报来说,预报员面对的往往是未来十几个小时后可能出现的天气过程,可以说是通过对气象环境场的综合分析,预测对流活动的发展趋势。
而临近预报和短时预报针对的是即将发生的天气过程。其中,临近预报是“眼前的事”,多用“实况外推”的思路进行预报,譬如,通过雷达回波,预报员看到对流活动正从城北向城南发展,根据其移动传播路径和速度,就可以推演出城南一小时内是否会出现强对流活动。
最为复杂的就是短时预报,其预报时效上比“临近”长、比“短期”短。短期预报思路无法展现未来2至12小时时段内的天气演变细节;而由于强对流活动发展演变的复杂性,未来2小时以外的天气状况很可能会与单纯的临近实况推演结果大相径庭。
事实上,短时预报是公认的“世界性难题”,既是预报的前沿领域,又是薄弱环节。掌握短临预报尤其是短时预报技术,就好比武侠小说中主角打通了“任督二脉”,是“功力”得到显著提升的关键所在。
为何要发展短临预报业务?
在我国,多年来短临预报业务主要由各省(自治区、直辖市)气象台承担。中央气象台强天气预报中心高级工程师蓝渝告诉记者:“短临预报主要关注的是中小尺度天气系统及其引发的强对流天气,譬如强雷电、短时强降水、冰雹、雷暴大风和龙卷等,具有突发性、局地性等特点。而中央气象台从业务定位角度出发,更多地关注影响范围较大的区域性天气过程。”
那么,为何短临预报,尤其是短时预报如今成为了中央气象台的业务技术发展重点?
2016年9月4日,备受瞩目的杭州G20峰会召开。中央气象台首席预报员张涛在前方领衔现场预报服务。然而,G20峰会文艺演出导演组提出,仅精准预报未来2小时内是否有雨是不够的,导演组必须提前半天确切掌握演出时天气情况,才能决定是否采用在西湖上演出的方案。
为此,张涛调整预报思路,采用短时预报分析方式进行预报——而在此之前,中央气象台上下就对这一需求变化多有思考。
在全球气候变化背景下,灾害性中小尺度天气呈多发频发态势,而随着经济社会高速发展,人们对天气预报精细化、精准化的需求越来越高。以往各地发布的临近预警,常被公众吐槽“暴雨与预报齐至”;仅凭地方各自组织攻关短期预报又显得力量分散。作为国家级气象预报龙头单位,中央气象台在短临预报,尤其是短时预报上争取突破,可谓责无旁贷。
另一方面,随着我国公里量级中尺度数值预报模式的日臻成熟,中央气象台也积累了开展短临预报业务的技术基础。
2015年,中央气象台在梳理现代气象业务发展目标时强调,未来要建成从分钟到年无缝隙集约化气象预报业务体系。短临预报预警能力,正是评价气象现代化水平的重要指标。
短时预报试验进展如何?2015年,中央气象台初步搭建短时预报业务体系、初步建立短时预报技术规范,并在当年汛期尝试开展数次预报业务试验。
2016年,比照正式业务标准的短时预报业务试验“落地”。由于强对流天气多为中小尺度,且突发性强、致灾性强,因而这项工作也交由强天气预报中心负责。
“2016年的短时业务试验有几大特点。首先,在2016年3月至9月的强对流汛期,设立专门的试验预报岗位,业务覆盖了每一次重大强对流天气过程,制作试验产品达212期,在工作流程、频次等方面非常接近正式业务;其次,进一步完善和细化了短时预报业务、技术流程,指导预报员在紧张关注强对流天气实况和系统演变趋势的同时,有序开展滚动分析、预报制作以及国省上下互动等各方面业务环节;第三,试验产品在内网发布,并通过多种渠道推送给地方气象台预报员,供其参考并检验;最后,针对预报结论进行对比检验,总结预报经验,并对多家中尺度数值模式预报性能组织检验及评估。”蓝渝说。
作为新事物,短时预报业务试验对预报员的工作习惯而言是颠覆性的。因为“短时”的需求,该业务要求间隔1小时至3小时滚动制作预报产品,并对前期预报结论进行更新或订正;单次短时预报分析和产品制作发布周期应控制在30分钟以内。
“节奏非常快,特别是有重大或连续性过程时,几乎是刚做完一个预报产品就要做另一个产品。”蓝渝说。同时,预报员的分析思路必须要从习惯的短期预报业务中“跳”出来,也要与高分辨率数值预报模式进行新的“磨合”。
一年来的试验也真实检验了中央气象台短时预报业务水平。2016年4月12日,当年首次业务试验就关注到广东的一次强对流过程。在2016年4月12日20时更新的试验产品中,预报员指出这是春季一次极强对流过程,不排除出现飑线的可能,并划定影响区域和最强时段;事实果然如预报的一样,2016年4月13日5时40分,在狂风中,东莞一台龙门吊轰然倾覆。