气象人员在放飞经纬仪小球进行测风,弥补缺测的雷达数据。
雷达研究是气象预报预警业务的第一步。
气象工作人员指导草莓种植户如何防寒抗冻。
气象历史文化研究团队撰写了《杭州晴雨录(1723-1773年)》。
刚刚过去的2023年12月下旬,杭州这座南方城市经历了一场严酷的“考验”:一股超强寒流自北而来,席卷了大半个中国。而在此之前的几天,杭州人还经历了“史上最热”的12月——12月14日杭城最高温度达到25.3℃,创下12月中旬杭州历史最高气温的新纪录(原纪录为2012年12月的24.2℃)。随后气温急转直下,断崖式下跌……
“极端天气”出现的频率似乎越来越高,忽冷忽热,让大家关注天气的热度持续不减。那么,你知道天气预报是如何变得越来越精准,极端天气是怎么测算的吗?几百年前古人是如何记录天气,天气又与哪些意想不到的农业生产、城市建设产生关系呢?
从去年起,杭州市气象局就组建了一批特别团队,每个团队由几位到十几位高手组成,大部分是80后与90后,在杭州顶尖气象专家带领下深耕钻研不同气象专业领域。
他们中间,有追着暴雨跑的“短时暴雨预报技术团队”,有潜心研究气象文献的“气象历史文化研究团队”,有走村入户的“农业气象服务团队”,也有积聚脑力与实力的“智能气象观测团队”,还有深耕城市服务的“城市数智气象服务团队”、关注城市发展的“生态气候服务团队”和“气象科普创新团队”……
一年过去了,通过互相磨合与配合,他们承担起了杭州现代气象业务体系的重点项目建设、科研攻关、技术推广等工作与职能,还在杭州亚运会期间成为了一颗“定心丸”,这些为天空“号脉”的“风云”人物,为“气象”这个词添加了一抹生动的色彩。
赛场上运动员挥汗如雨 赛场外他们聚精会神打数据战
2023年12月17日清晨5:00,气象保障人员朱耀福早早来到了杭州马拉松的比赛起点。他与其他团队成员一起,在现场搭起了便携式气象自动站。
6:00,杭州马拉松气象保障群里先后传来消息,“起点黄龙体育中心设备已经正常运行,现场天气晴,少云,温度-0.8℃,湿度42%,微风。”“终点萧山设备已经正常运行,现场天气晴,温度-1.3℃,湿度41.2,微风。”
去年年底,杭州马拉松“遇到”了超强寒潮,从12月初开始,各个部门都绷紧了弦,严阵以待。
“说不紧张那肯定是假的,但是面对突发情况,只有静下来稳一点,去分析去判断。从上一个月4日开始,我们气象局就提前向大赛组委会提供了各项天气数据,并及时沟通寒潮影响时间、降温幅度、降水相态等预测情况,细化比赛当天的逐小时气象要素预报。”
“短时暴雨预报技术”创新团队的负责人沈杭锋,也是杭州亚运气象团队的首席预报专家。参与过杭州亚运气象保障,这让他的团队对大型赛事服务与短临预报都有了难得的实战经验。
在进行长时间天气预报数据的研判后,马拉松大赛组委会在比赛前几天提出了延迟开跑的决定,将开跑时间延迟1小时,由原定的7:30改为8:30,尽可能地避开最低温的时段。
最终,比赛顺利举行。据当天天气预报,早上7:02,杭城出现当天最低气温-1.6℃,8:30开跑后,随着阳光照射,温度继续逐步爬升回0℃以上,让运动员能够在相对较好的温度条件下进行比赛。
其实,像这样类似的天气预判情况还有很多,去年杭州亚运会期间,就发生了很多与气象息息相关的情况。
2023年9月16日,杭州亚运村开村仪式原定于当天9:00举行,但气象逐小时精细化预报显示当天上午阴有小到中雨。经过研判,最终亚运村决定将开村仪式推迟到9:30开始,让仪式顺利举行。另外,像板球比赛在降水间歇重新开赛,高尔夫比赛在雷电影响到来前顺利完成,马术因暑热影响推迟1小时……赛事与仪式是否需要调整时间,需要提前做好哪些准备工作,最离不开的,就是气象的各个数据。
与运动员在赛场上热血沸腾的比拼竞技不同,气象工作更像在打一场无声的仗。电脑打开,设备打开,接下来要做的就是与天气来一场“博弈”,在海量的数据中,去寻求最大概率的可能。提高预报准确率,永远是气象人工作的重中之重。
让气象模型“聪明”起来 跑在风雨雷电前头
打开郦敏杰的电脑,里面都是先进的气象研究产品,不同产品模型,细致地分析着杭州的各项天气数据。这些对于外行人来说像是天文数字的代码与数据,但对于他们“雷达研究与应用团队”团队来说,却如数家珍。
听到雷达这个词,大家可能会联想到先进的武器。但其实,雷达研究是气象预报预警业务非常重要的一步,可以说,要想提高预报,特别是临近预报的准确率,就离不开雷达资料的应用。
“我们团队虽然都是年轻人,但是都很沉得下心。做这一行,靠的其实就是耐心与专业。去年,靠团员们一起努力研发出的雷达产品已经集成在杭州市县一体化预报预警系统(HIFAS)中,实现了多源资料的同平台显示、分析。”郦敏杰说,他们还升级了雷达预报AI算法,实现了5分钟间隔的3小时雷达和定量降水的预报。
在他的另一边,是“短时暴雨预报技术团队”,他们则专门负责与暴雨“打交道”。
一直以来,突发性、局地性强对流天气是全省短临预报预警的重点和难点。去年夏天,杭州的短时雷暴天气让人印象深刻,说来就来的暴雨,对城市的交通运转会产生很大影响。在2023年,团队对杭州的暴雨进行了里里外外的全面分析。
“就像是老中医问诊,我们对杭州的暴雨建立了一个独家档案,摸透彻了,才能对它更了解。”
通过对杭州短时暴雨的时空演变等特征进行分析,团队从中挑选466个短时暴雨个例和30个极端短时暴雨个例分类分析,形成各类天气形势概念模型。并收集自动站、雷达、再分析、过程雨量等资料,初步建立极端短时暴雨个例库,为杭州暴雨研究储备了更多的实战经验资料。除此之外,团队还利用人工智能和机器学习方法,开展雨区特征、性质属性等方面研究,初步建成智能预警靶向发布系统。
“极端天气预报是我们气象部门最大的难关和行业瓶颈,这都需要时间的积累、数据的支撑、高科技的运用和成熟的经验,才可能提高暴雨预警的准确率,可以说,我们这个团队真的是在追着暴雨的‘脚步’跑,还要跑到它的前头,抢下预报的先机。”沈杭锋说。
如今气象人也来到了地里田间,为农民做农业气象指导,提供气象生活服务。上个月月底,由于寒潮低温冰冻天气对草莓的影响,“农业气象服务创新团队”就来到了建德杨村桥,手把手指导种植户如何采取措施对抗严寒,并建议推迟大规模采摘时间。杨村桥草莓观光休闲种植园负责人吴东良高兴地说:“这可是草莓收获的关键时期啊,通过气象团队的专业指导,我们可以根据天气预报提前做好防冻措施,可以更合理地安排草莓的采摘时间,让草莓品质有了更好的保障,我们农民也能赚得更多。”
如今通过越来越“聪明”的天气产品和研究成果,气象也在帮助农户减损增效,像2023年临安区山核桃花期降水气象指数保险,就为农户挽回损失460余万元,保障了农户们的“钱袋子”。
“通过这一年多跑跑乡村,多和农户聊聊,我们团队发现这才能真正帮果农菜农解决困扰。和坐在办公室里不同,走在乡间,气象专业知识都能派上用场。”“农业气象服务创新团队”牵头人朱兰娟说。
驻守馒头山“放气球” 一年365天不能有丝毫间断
馒头山下,埋藏着千年前南宋皇城遗址的故事。馒头山上,却藏着一个杭州气象的“大本营”——杭州国家基准气候站。
胡德云自己也没想到,名字带了个“云”字,就与气象有了这么深的缘分,一辈子就潜心研究天气的那些事儿。如今,他是“智能气象观测团队”的负责人,也是杭州国家基准气候站的站长。
如果每天早晨7:15左右经过中河高架的复兴路段附近,你可能会看见从馒头山上慢慢升上高空的一只白色气球。它不是活动的道具,也不是孩子的玩具,而是杭州气象的“记录员”。通过它的“协助”,气象人员将“看到”杭州每天上空的各项天气数据。
“高空气象探测一天要进行三次,分别为7:15、19:15、1:15,通过气球携带数字式电子探空仪的形式,我们的工作人员将实时记录杭州上空的天气数据,比如气压、温度、湿度、风量、云量等等,从而进行数据的积累。”胡德云说。
一年四季,他与团队都驻点在馒头山上,记录着杭州每天的各项天气数据。这片不大的山头上,很安静,放眼望去可以看到城市的一角。在这里,放满了各种各样的智能天气设备,它们承担着记录杭州天气情况的职责。无论大年三十还是极端天气,一年365天这些气象人都尽心职守,记录着地面气象观测数据与高空气象探测数据,不能让数据有任何空缺。
也正是这一个个字符,一个个气球,一页页记录纸,填满了杭州气象的数据库。
“2023年,我们团队主要潜心研究基于全天空摄像机音视频的人工智能雷暴、闪电识别研究的方案设计和建立深度学习的人工智能(AI)闪电、雷暴智能判识模型,实现雷暴、闪电的智能观测。希望通过高科技的方式,可以更加了解杭州的天气,从而更好地做好天气的预报与服务。”胡德云说。
走南闯北查找资料整理文献 补上杭州气象史的空白
这几天,麻碧华正在做杭州国家基准站百年发展史的资料整理。在她的电脑中,最多的就是文献资料和整理后的文档,随便打开一个,都是密密麻麻的文字。
1992年,麻碧华正式参加杭州气象工作,后来又进修了汉语言文学。气象与文学的碰撞,让她一直都对杭州天气的历史很感兴趣。2010年,杭州市政府进行杭州志的梳理,需要专业气象人员参与气象志的编纂。参与其中,她才发现杭州对于气象的历史记录都是空白的。为此,她开始走到全国各地,去寻找“杭州天气史”的各种文献记录。在找寻的过程中,她惊讶地发现,在清代历史上,杭州有长达51年的《杭州晴雨录》记录,这在全国气象历史上来说也是最为详尽的。
为了梳理与厘清杭州天气历史脉络,去年,她组建了“气象历史文化研究团队”,团队虽然都是年轻人,却与她一样,对气象历史都有浓厚的兴趣。
去年一年,她带着团队人员,奔波于北京中国第一历史档案馆、中国第二历史档案馆、浙江大学档案馆、中国国家图书馆、中国气象局等,只为归类整理杭州气象文化清单。
“整理这个《杭州晴雨录(1723—1773年)》,大概花了几个月时间,这是几百年前古人对杭州天气的连续记录,非常难得。通过这些天气的描述与乾隆的批阅,我们可以找寻到很多信息。比如当时江南粮仓与天气的紧密联系,官员碰到自然灾害时的反应,杭州的极端天气等等。我们团队通过一点点从档案馆的文献上翻拍,再在电脑上进行文字整理,最终形成了这一本书,为杭州历史补上了这一段空白。”
2023年,团队申报的《杭州南宋灾害史》列入了浙江省社科联立项项目。通过一年的相处,她也在团队中发现了很多有潜力的年轻人。
“历史上的气象研究者和爱好者们留给了我们很多的宝贵财富,如今有了团队,有了这些年轻人,可以去找寻到更多散落在各处的杭州气象历史文化,它们也是传统文化非常重要的组成部分。”麻碧华说。
记者手记
气象,与我们的生活息息相关。为了号准天气的“脉”,摸清老天的“脾性”,为市民提供更准确的预报,气象人在海量的数据背后打着一场无声的仗。他们会每天风雨无阻地在凌晨放飞记录上空数据的气球与仪器,会在极端天气加班加点只为提供更快更准的实时数据,也会卷着裤脚走入田间地头,通过气象专业知识为果农菜农提供更多帮助与便利。
数据是枯燥的,但是人是鲜活的。通过更智能的技术、更成熟的经验,这些“风云”人物将会更加“懂”天气,让气象也能充满人情味儿,让气象跟上时代的脚步。