氣象重器“指點”交通 解密我市高科技?xì)庀蟊O(jiān)測設(shè)備如何
燈塔氣象站
九節(jié)礁燈塔設(shè)立了中國首座燈塔氣象觀測站——“絲路海運”自動氣象站。
我市計劃選址再建五座燈塔氣象站,推動“絲路海運”自動氣象站連點成鏈。
相控陣氣象雷達(dá)
●70秒完成一次掃描
●空間分辨率30米
●數(shù)據(jù)傳輸幾乎無延遲
自動氣象觀測站
●目前廈門境內(nèi)及道路沿線有200多個
●未來將建設(shè)更多
●重點區(qū)域1.5平方公里一個
激光雷達(dá)
●8分鐘就可完成區(qū)域內(nèi)能見度、風(fēng)力監(jiān)測
●準(zhǔn)確率達(dá)95%以上
●我市有2處激光能見度雷達(dá)、6處激光測風(fēng)雷達(dá),規(guī)模處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位

位于九節(jié)礁的燈塔氣象站。
廈門網(wǎng)訊 (文/廈門日報記者 徐景明 朱道衡 湯海波 蔡綿綿 圖/市氣象臺提供(除署名外)
公路、航空、海運等運輸方式,都有一個效率和安全變量:天氣。船長、飛行員、駕駛員,更中意晴空萬里,對暴雨狂風(fēng)避之唯恐不及。
但在相近的運輸距離下,三者需要的氣象預(yù)報服務(wù)卻迥異:除了海陸空不同的氣象特點,它們關(guān)注的氣象服務(wù)在時間、空間層面上也不同,公路關(guān)注的是一天內(nèi)的天氣變化,航空則以小時甚至分鐘計算,而海運則是兩三天。
這需要氣象服務(wù)更加精準(zhǔn)、精細(xì)。廈門市氣象局黨組書記、局長葛小清解讀,氣象服務(wù)是交通運輸業(yè)的保障要素,比如,廈門港是世界第十三大集裝箱港,廈門機(jī)場是東南沿海航空樞紐,廈門還是港口型物流樞紐城市、國際性綜合交通樞紐城市,客、貨流均以億計,“做好氣象服務(wù),就是落實統(tǒng)籌發(fā)展與安全?!彼f。
近兩年,市氣象部門積極引入具有國有自主知識產(chǎn)權(quán)的高科技?xì)庀蟊O(jiān)測設(shè)備,如相控陣氣象雷達(dá)、激光測霧儀等,且設(shè)備分布的密度不斷提升;越來越豐富的基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù),也支撐起更為精準(zhǔn)的氣象服務(wù),海陸空不同應(yīng)用場景下的需求得到不斷滿足。
空
廈門易發(fā)強(qiáng)對流天氣
飛機(jī)如何提前發(fā)現(xiàn)

相控陣氣象雷達(dá)已在我市初步組網(wǎng)。
相控陣氣象雷達(dá)
掃描速度更快,探測精度更高。如同“開天眼”,幫助氣象預(yù)報員更快速、精準(zhǔn)判斷是否有熱雷暴,是降雨還是下冰雹,是否有“風(fēng)切變”,提醒飛行員規(guī)避。
9月4日,廈門地區(qū)天氣晴熱。廈門航空AOC運行控制中心大廳,簽派員們正嚴(yán)密地監(jiān)控著機(jī)隊——這里相當(dāng)于廈航航班有序運行的中樞,天氣,是簽派員最關(guān)心的其中一項內(nèi)容。
“雖然外圍有臺風(fēng)影響,但廈門機(jī)場天氣適航,正常起降沒有問題?!币幻麖B航飛行員說,如果天氣不佳、機(jī)場流量擁堵,運控中心會建議外站航班推遲起飛,已在空中的飛機(jī),則建議盤旋等待或是去其他機(jī)場備降。
起飛和降落,是飛行中最困難的階段,惡劣天氣是主要風(fēng)險因素,很多事故誘因就是雷雨、大風(fēng)。不過,效率和成本對航空公司也很重要,比如減少空中盤旋等待可節(jié)省燃油,備降的成本更是高昂。
地處中國東南沿海的廈門,溫、濕度較高,容易發(fā)生強(qiáng)對流天氣,比如夏季午后的熱雷暴——這種伴隨著雷電、強(qiáng)降水、大風(fēng)甚至冰雹的天氣,生命周期卻很短:它可以在一刻鐘內(nèi)形成、半小時內(nèi)消散。
常規(guī)氣象雷達(dá)很難跟上這樣快速的變化。不過,廈門氣象已可以做到。
在海滄、同安、翔安,三座X波段雙偏振相控陣氣象雷達(dá)已實現(xiàn)初步組網(wǎng)。與常規(guī)氣象雷達(dá)相比,它掃描速度更快、探測精度更高。“常規(guī)氣象雷達(dá)6分鐘完成一次掃描,空間分辨率1公里,疊加數(shù)據(jù)上傳時間,小范圍的對流天氣往往難以捕捉。”廈門空管站氣象臺預(yù)報室副主任梁秋楓說,“相比之下,相控陣氣象雷達(dá)70秒完成一次掃描,數(shù)據(jù)傳輸幾乎無延遲,空間分辨率提升,僅為30米?!?/p>
一架飛機(jī)起降的時間為兩三分鐘,相控陣氣象雷達(dá)如同“開天眼”,幫助氣象預(yù)報員更快速、精準(zhǔn)判斷是否有熱雷暴——時間回到今年8月4日,當(dāng)日上午8時許,值班預(yù)報員通過相控陣?yán)走_(dá)資料分析,預(yù)計10時20分廈門機(jī)場會有降水,持續(xù)至10時45分,或?qū)⒂绊?0個航班降落。
一條預(yù)警信息很快傳遞給機(jī)場和航空公司,10時07分,大陣雨降下,預(yù)警信息發(fā)布提前量達(dá)到108分鐘,為各航空公司調(diào)整飛行計劃預(yù)留出時間。10時39分,廈門機(jī)場天氣轉(zhuǎn)為小陣雨,與預(yù)警高度一致。
“飛行員會根據(jù)大陣雨持續(xù)的時間和燃油量,來決定是否備降外地機(jī)場。如果持續(xù)時間在半小時內(nèi),且燃油充足,多數(shù)飛行員會選擇空中盤旋等待?!痹擄w行員說。當(dāng)日,空中等待的10個航班中,僅有1個選擇備降外場,其余均順利降落廈門機(jī)場。根據(jù)測算,這至少為相關(guān)航空公司節(jié)省了近百萬元的備降成本。
除了超高的時空分辨率,相控陣氣象雷達(dá)還能幫助預(yù)報員更加精準(zhǔn)掌握降水粒子的相態(tài),判斷降雨還是下冰雹;對于看不見的風(fēng),它能幫助預(yù)報員判斷是否有“風(fēng)切變”(風(fēng)向、風(fēng)速在空中水平和垂直距離上的快速變化,對飛機(jī)起降安全影響較大),提醒飛行員規(guī)避。
“天氣變化莫測,很難預(yù)報,但這兩年,空管站氣象臺發(fā)布的氣象預(yù)警信息確實越來越準(zhǔn)。”該飛行員說。
值得一提的是,廈門投用的X波段相控陣氣象雷達(dá),屬國產(chǎn)自主研發(fā),將其服務(wù)航空運輸,廈門也是業(yè)界第一家。廈門市氣象局表示,接下來,廈門將積極引進(jìn)S波段的相控陣氣象雷達(dá)——S波段的覆蓋距離較X波段更遠(yuǎn),能夠幫助預(yù)報員先知先覺。
海
廈門港“咽喉”大霧彌漫
巨輪如何“看見”安全航道

設(shè)置在狐尾山的激光雷達(dá)系統(tǒng)。
激光雷達(dá)
8分鐘就可完成區(qū)域內(nèi)能見度監(jiān)測,準(zhǔn)確率達(dá)95%以上。激光能見度雷達(dá)和“絲路海運”自動氣象站的投用,有效提升霧天通航效率約10%。
島內(nèi)還是艷陽高照,廈門港的咽喉要道九節(jié)礁卻大霧彌漫——這樣的場景,在引航員李國宏眼里并不是什么稀罕事?!按箪F中能見度差,集裝箱巨輪動輒三四百米長,偏出航道擱淺或者發(fā)生碰撞,會帶來不可想象的后果?!彼f。
每一艘巨輪都想“把脈風(fēng)云”,但是九節(jié)礁的霧,屬于團(tuán)霧,生成速度很快,范圍也不大,因此無法預(yù)測,只能靠監(jiān)測。
大風(fēng)也會影響安全航行。李國宏說,巨輪滿載受風(fēng)面積達(dá)上萬平方米,在復(fù)雜的港內(nèi)航道,大風(fēng)會顯著增加操控難度,還會影響引航員攀爬舷梯上下船——大風(fēng)卷起大浪,一個不小心,就可能跌落海中。
可實時監(jiān)測的設(shè)備已在廈門投用:廈大白城附近的建筑物高點,一臺外觀像是探照燈般的設(shè)備持續(xù)工作。它發(fā)射的是激光,目標(biāo)直指九節(jié)礁海域,8分鐘就可完成區(qū)域內(nèi)監(jiān)測,準(zhǔn)確率達(dá)95%以上。而傳統(tǒng)雷達(dá)360度全平面掃描,需要耗時1小時?!凹す饫走_(dá)帶來的高效、高精準(zhǔn),使實時監(jiān)測成為現(xiàn)實?!睆B門氣象服務(wù)中心主任吳陳鋒說。
為了提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的精細(xì)度,廈門市氣象局已設(shè)置8處新型激光雷達(dá),包括2處激光能見度雷達(dá)、6處激光測風(fēng)雷達(dá),規(guī)模處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。
除了激光雷達(dá),九節(jié)礁燈塔上還設(shè)立了中國首座燈塔氣象觀測站——“絲路海運”自動氣象站,擔(dān)任前沿“哨兵”。燈塔的光束下,一整套氣象設(shè)備日夜工作,為進(jìn)出港船舶提供氣象保障服務(wù)。
如今,引航員打開福建省氣象局“知天氣”App,九節(jié)礁海域的風(fēng)力、能見度、氣溫、氣壓等實時數(shù)據(jù)一應(yīng)俱全、滾動播報。“不僅是保證航行安全,全面掌握氣象數(shù)據(jù),還能提高港口運作效率。”福建絲路海運有限公司總經(jīng)理李南說,“船舶多停留一天,就要增加幾萬美元的成本,帶來污染物排放??爝M(jìn)快出,不僅經(jīng)濟(jì)高效,而且綠色環(huán)保?!?/p>
截至目前,燈塔氣象站已安全守護(hù)超過10萬艘次進(jìn)出港船舶。激光能見度雷達(dá)和“絲路海運”自動氣象站的投用,有效提升霧天通航效率約10%,港口生產(chǎn)、船舶運營、貨物流通等悉數(shù)受益,有力改善廈門港的國際營商環(huán)境。
燈塔上的氣象站堅定守護(hù)海上交通,成為氣象部門精細(xì)化服務(wù)我市港航經(jīng)濟(jì)的生動注腳。吳陳鋒說,近期他們計劃選址再建五座燈塔氣象站,推動“絲路海運”自動氣象站連點成鏈。
在航運界,“國航國導(dǎo)”是一個熱詞,其意為“我國自有的航運公司船隊,使用我國自主國產(chǎn)導(dǎo)航設(shè)備”,搭建安全高效的國際集疏運網(wǎng)絡(luò)。今年投洽會期間舉行的“絲路海運”國際合作論壇上,中國氣象局副局長張祖強(qiáng)說,中國氣象部門量身打造了各種海上和港口氣象服務(wù),尤其是加強(qiáng)了遠(yuǎn)洋氣象導(dǎo)航能力建設(shè)。
“‘絲路海運’為遠(yuǎn)洋氣象導(dǎo)航提供了一個很好的發(fā)展契機(jī)?!睆堊鎻?qiáng)說,自主知識產(chǎn)權(quán)的氣象導(dǎo)航業(yè)務(wù)系統(tǒng),全天候、定制化全球氣象導(dǎo)航服務(wù)能力,如同船舶的“明眸慧眼”,為“絲路海運”提供安全、經(jīng)濟(jì)、低碳的氣象解決方案。
陸
路面高溫城區(qū)大雨
能否及時提前預(yù)報

空管站氣象臺人員維護(hù)自動氣象觀測站設(shè)備。(空管站氣象臺供圖)
自動氣象觀測站
“廈門交通氣象”微信小程序提供的氣象服務(wù)可精確到某條道路、某個街區(qū),其氣象數(shù)據(jù)來自廈門境內(nèi)及道路沿線200多個自動氣象觀測站,實現(xiàn)“提前預(yù)報、提前準(zhǔn)備”。
9月5日,受今年第11號臺風(fēng)“軒嵐諾”外圍影響,廈門天氣如置身于“空調(diào)外機(jī)”旁,熱浪襲人。
當(dāng)日13時許,在沈海高速東孚服務(wù)區(qū)暫時休整的司機(jī)張強(qiáng)打開“廈門交通氣象”微信小程序,上面顯示,他所在的地點氣溫已超過34攝氏度。“路面估計超過50度。今天拉的是重貨,路面太熱容易爆胎。算了,再休息一會?!彼f。
不僅是氣溫,包括風(fēng)速、降雨、能見度,都可在這個小程序上實時查詢,這些數(shù)據(jù),來自廈門境內(nèi)及道路沿線200多個自動氣象觀測站。廈門氣象服務(wù)中心副主任郭林說,這個小程序,反映出“氣象服務(wù)精細(xì)化”的發(fā)展思路。
“從2019年開始,氣象部門與公安交警、交通等部門深度對接,收集需求,推進(jìn)氣象服務(wù)硬件建設(shè)和軟件開發(fā)工作。2021年12月,‘廈門交通氣象’微信小程序上線,它集中體現(xiàn)了建設(shè)成果:氣象服務(wù)精細(xì)化程度已經(jīng)可以精確到某條道路、某個街區(qū)。”郭林用手機(jī)展示這個小程序的功能。
除了烈日高溫,穿行山區(qū)的高速公路上,常見團(tuán)霧。廈門高速交警支隊警務(wù)技術(shù)一級主管張釗介紹,以往遇見團(tuán)霧這類的惡劣天氣,大多采取封路、分流,如今,在精細(xì)預(yù)報服務(wù)下,交警部門可以根據(jù)氣象大數(shù)據(jù),通過開啟護(hù)欄上加裝的LED霧燈,給路過霧區(qū)的駕駛?cè)艘悦鞔_的道路線型誘導(dǎo),再配合采取降速、控距、亮尾等引導(dǎo)措施,為保障車輛安全通行霧區(qū)提供了精準(zhǔn)技術(shù)支撐。
在市區(qū)交通方面,市交通指揮中心主任楊晟對“廈門交通氣象”微信小程序給予充分肯定?!敖衲?月7日的那場大雨,我們在兩天前與氣象等部門的聯(lián)席會上就已初步知曉;大雨發(fā)生當(dāng)日,微信小程序及時彈出預(yù)警,確定大致影響范圍?!睏铌烧f,之后的工作變得有的放矢,人員、物資開始向預(yù)案中可能積水堵車的地點調(diào)配,燈控信號提前準(zhǔn)備配時方案,以貼近實際交通狀況。
大雨勢必會對交通造成影響,但精準(zhǔn)氣象預(yù)警,為及時治堵、疏堵?lián)尦龈鄷r間——之前是“堵了再趕過去疏導(dǎo)”,如今則是“提前預(yù)報、提前準(zhǔn)備”;之前,晚高峰暴雨后全城可能堵上兩三個小時,如今大面積擁堵已不常見、小范圍內(nèi)的擁堵也能快速得到緩解。
大數(shù)據(jù)的積累,為城市易澇點的改善提供決策依據(jù)——近兩年極端天氣較多,但城區(qū)內(nèi)澇情況減少,主要原因是市政部門針對性地開展管網(wǎng)建設(shè),這其中,就有氣象部門的數(shù)據(jù)支持。
現(xiàn)在,越來越多的市民開始使用“廈門交通氣象”微信小程序,實時獲取天氣預(yù)警信息。廈門市氣象局說,他們還將加大力度在島內(nèi)外更多區(qū)域建設(shè)自動氣象觀測站,重點區(qū)域的密度可達(dá)1.5平方公里一個,這將實現(xiàn)更為精準(zhǔn)的氣象監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警服務(wù)。
【記者手記】
一切為了無限接近真相
早上8點趕到辦公室,在本子上寫下一天要做的十幾件事,圍繞不同時間節(jié)點,反復(fù)判斷、追蹤雷達(dá)資料,事后還要復(fù)盤……“一天下來筋疲力盡,一年到頭周而復(fù)始。堅持做下去的動力,就是為了無限接近真相。”一位預(yù)報員說。
長久以來,氣象預(yù)報是人們茶余飯后的熱門話題,但大多數(shù)人往往糾結(jié)于某一次預(yù)報的“準(zhǔn)或不準(zhǔn)”,而忽視了其價值所在——常態(tài)化服務(wù)交通運輸,只是一個小切口,在農(nóng)業(yè)、工業(yè)乃至更廣闊的領(lǐng)域中,氣象服務(wù)關(guān)乎安全,關(guān)乎發(fā)展,已經(jīng)成為重要的生產(chǎn)要素。
隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展進(jìn)步,各領(lǐng)域?qū)庀蠓?wù)的個性化要求越來越高,這也是廈門氣象部門不斷探索精細(xì)化氣象服務(wù)的初衷。作為一項科技型、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的社會公益事業(yè),精準(zhǔn)氣象服務(wù)的背后,是對氣象科技的龐大投入、是高水平專業(yè)化氣象人才隊伍建設(shè),進(jìn)而實現(xiàn)氣象高質(zhì)量發(fā)展服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。
這也精確描繪出我國從氣象大國走向氣象強(qiáng)國的路徑圖:更好地滿足人民日益增長的美好生活需要、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展,全面貫徹新發(fā)展理念,實現(xiàn)氣象服務(wù)從“有沒有”向“好不好”“強(qiáng)不強(qiáng)”轉(zhuǎn)變。
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