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(資料圖片僅供參考)

7月24日傍晚到夜間，北京迎來雷陣雨天氣，期間出現(xiàn)冰雹、短時強(qiáng)降水等現(xiàn)象。北京市氣象臺先后發(fā)布雷電黃色、大風(fēng)黃色、冰雹黃色和暴雨藍(lán)色等預(yù)警信號，并加強(qiáng)天氣監(jiān)測及滾動跟蹤研判。其中，北京城市氣象研究院研發(fā)的北京多波段雷達(dá)組網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)(簡稱“BJ-SXnet)發(fā)揮了重要作用。

BJ-SXnet是為北京地區(qū)2部“大雷達(dá)”S波段雙偏振天氣雷達(dá)(以下簡稱“S波段雷達(dá)”)和11部“小雷達(dá)”X波段雙偏振天氣雷達(dá)(以下簡稱“X波段雷達(dá)”)定制研發(fā)的融合組網(wǎng)災(zāi)害性天氣短臨監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。北京城市氣象研究院臨近預(yù)報團(tuán)隊(duì)主任、雷達(dá)組網(wǎng)研發(fā)小組組長馬建立介紹，大小雷達(dá)“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手”后，可彌補(bǔ)S波段雷達(dá)不能有效反演低層高分辨率三維風(fēng)場(公里級以下尺度)等功能缺陷，同時提升X波段雷達(dá)衰減訂正準(zhǔn)確度、填充波束阻擋區(qū)域數(shù)據(jù)缺失。

“BJ-SXnet提供的組網(wǎng)產(chǎn)品是一線預(yù)報業(yè)務(wù)監(jiān)測冰雹、短時強(qiáng)降水、雷暴大風(fēng)等災(zāi)害性天氣的重要數(shù)據(jù)來源?！北本┦袣庀笈_首席預(yù)報員杜佳說。

目前，BJ-SXnet集成組網(wǎng)所需的17個關(guān)鍵算法，含有27個雷達(dá)產(chǎn)品，包括降水粒子相態(tài)、三維風(fēng)場、增雨潛力等23個監(jiān)測產(chǎn)品，以及反射率、冰雹、大風(fēng)、強(qiáng)降水等4個1小時臨近預(yù)報產(chǎn)品。系統(tǒng)產(chǎn)品更新頻率3分鐘，空間分辨率500米。

三維數(shù)據(jù)展示是BJ-SXnet的特色功能之一。馬建立介紹，預(yù)報員可對三維數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行360°任意視角旋轉(zhuǎn)、剖面移動等，查看降水云團(tuán)反射率、冰雹、粒子相態(tài)等三維立體分布情況，為分析判斷極端災(zāi)害性天氣提供有力的技術(shù)支撐。“強(qiáng)對流天氣發(fā)生時，我們要分析風(fēng)場、地形和對流初生的關(guān)系，BJ-SXnet的三維數(shù)據(jù)展示是重要的分析判斷工具?！倍偶颜f。

雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接影響后續(xù)應(yīng)用，其數(shù)據(jù)質(zhì)量評估至關(guān)重要。研發(fā)小組建立了一套完善的雙偏振雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)控流程，研發(fā)了針對S和X波段雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)時開展雷達(dá)探測靈敏度分析和偏正參量合規(guī)分析。數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)通過調(diào)用非氣象回波識別剔除、衰減訂正、差分反射率系統(tǒng)誤差標(biāo)定、差分傳播相移線性規(guī)劃等質(zhì)控算法，可查看雷達(dá)探測的各個參量數(shù)據(jù)質(zhì)控前后的效果。

“雷達(dá)數(shù)量越多，系統(tǒng)功能越龐大，計算量也越大、耗時也越多，越難保證系統(tǒng)的實(shí)時性。實(shí)時性是BJ-SXnet的‘生命力’?！瘪R建立介紹，BJ-SXnet可40秒完成13部雷達(dá)數(shù)據(jù)的讀取、質(zhì)控、算法調(diào)用、組網(wǎng)產(chǎn)品輸出，于1分鐘內(nèi)將大小雷達(dá)融合組網(wǎng)產(chǎn)品推向預(yù)報員，時效性得到了跨越式提升。

該系統(tǒng)在北京冬奧會等重大氣象保障中提供了有力的技術(shù)支撐，還將推廣應(yīng)用于杭州第19屆亞運(yùn)會氣象保障服務(wù)等工作中。目前，團(tuán)隊(duì)正在優(yōu)化和完善新一代多波段雷達(dá)組網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，致力于實(shí)現(xiàn)北京及周邊20多部S/C/X波段雷達(dá)的一張網(wǎng)高質(zhì)量組網(wǎng)應(yīng)用。