自动气象站资料在人工影响天气作业中的应用

发表时间:2020/8/28   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者:韦子进
[导读] 文章从中小尺度天气系统识别、人工影响天气作业时机及增雨评估三方面

         摘要:文章从中小尺度天气系统识别、人工影响天气作业时机及增雨评估三方面,对自动气象站资料在人工影响天气作业中的应用进行了分析和探讨,以期能够完善现有的气象观测系统,推动我国气象监测的进一步发展。
         关键词:自动气象站资料;人工影响天气作业;应用;

         自动气象站作为我国实时关注天气变化的重要设备系统,其收集的资料数据准确性高、实时性强,为人工影响天气作业提供科学依据和支持,推动了人工影响天气作业的的顺利开展,降低了自然灾害的影响。
1中小系统辨识
         人工增雨与人工防雹是目前天气业务中较为重要的内容,不过在观测这类型天气中,经常会因为天气系统操作、对流系统操作问题,影响观测数据获取的准确性,阻碍后续工作开展。为此,有必要加强自动气象站资料的分析和应用,科学预测天气变化趋势,提前做好预报工作。具体来说,自动气象真资料的应用优势为:
         一是自动气象站资料具有实时性特征,可帮助工作人员了解不同时段天气变化情况。其获取资料影像的清晰度较高,加强预测、预防可靠性,避免突发天气带来的损失和危害。
         二是利用多普勒雷达开展观测作业,加强观测数据准确性。多普勒雷达被应用在临近天气观测和预报中,可提高天气预报的精细性。不过该设备在使用中,因为线性外推的影响,仍存在一些问题有待解决。而线性外推的成因与遥感设备有直接联系,卫星云图作为反映大气层实真实情况的影像,遥感设备对其进行演示及影像获取需要较长时间,难以做到快速识别,无法满足效持续系统要求,降低了天气预测的及时性和有效性。
         三是利用自动气象站资料开展人工影响天气工作时,可对可能发生的气象灾害及影响区域实行准确预测和播报,便于区域人员做好提前预防工作,提高人工影响天气作业的科学性、可靠性。
2最佳作业时机选择
         通过自动气象站资料的应用,为人工影响天气工作最佳时机选择提供依据,有助于提高作业质量。人工影响天气工作最佳时机的选择应以作业云中最旺盛、水量最为丰沛的时间段为主,并利用现有资料判断最大潜力云区,加强人工增雨效果。针对最大潜力区的预报,常规观测资料水平分辨率低,观测时间间隔过长,预报误差较大。而自动观测站资料的分析和应用,为人工影响天气在作业时机的选择上,提供了一个新的途径。
         以某一时段天气预报情况为例,据24小时天气预报报道,本区域有小到中雨的天气,不过对于降雨开始时间、作业最佳时机及最佳区域并未有详细说明。第二日利用自动气象站对天气变化加以观测,发现该区域5时左右会有一条冷锋登录该地区西部,大面积的云层将会覆盖西部和北部区域,通过雷达观测所得的相关数据有:
         回波强度25DBZ,强度中心高度在6千米左右,随着系统发展及移动速度的加快,西部和北部地区的差异逐渐凸显出来,云层的移动速度、强度中心高度和云层厚度都将有所增加。结合自动气象站资料对比分析发现,天气系统与降雨层之间存在的明显的对应关系。雷达资料显示,在冷锋区的上空,云回波强度达到30DBZ,强中心高度为8千米时,地面开始降阵雨。根据降雨和云层的情况分析,在冷锋两侧的云层已符合作业条件,是作业的有利时机,相应作业炮点开始实施增雨作业。冷锋所到之处将是云雨最为强盛的区域,可直接将这一区域作为炮弹发射重点区域,参照作业时机,逐步开展工作,以达到人工增雨和防雹的效果。本次实际作业可得到以下启示:
         首先,作业条件与作业时机的分析对作业成绩具有直接影响。

传统作业模式下,由于设备设施滞后,受云层和降水复杂性的影响,难以保证观测数据的精准度,在作业开展中,或多或少会存在盲目性,浪费了大量的人力资源。而使用自动气象站资料后,可随时对天气变化情况实行观测,并收集相关记录信息,通过这些数据资料的汇总,为人工影响天气作业提供充足依据,保证作业时机的准确性,提高作业效率。
         其次,中小尺寸系统对应的天气状况较为剧烈,空气对流强,云发展效果更好,含水量更高,满足人工增雨的要求。不过传统技术对中小尺寸系统的观测不精确,不利于工作开展。利用自动气象站资料,可随时掌握中小尺寸系统运行变化,降低不良因素的影响,对人工影响天气作业时机的确定具有积极作用。
3人工增雨效果评估
         降水本就是一个较为复杂的工作,传统探测手段存在盲目性和局限性,错过了最佳作业时机,带来了较大的资源和经济损失。而自动气象站的资料则是实时传送和处理的,打破了传统局限性。另外,自动气象站资料在人工影响天气作业中的运用,可开展人工增雨效果评估工作。自动气象站资料对人工影响天气作业的影响是最为直接的。也将原本不可控的天气状况及不同阶段出现的天气变化特征以数据资料的方式呈现在工作人员眼前,根据分析研究,找出其中的关键数据,准确判断作业时机,改善人工增雨效果。
         再者,利用自动气象站资料,可对云层含水率予以判断,找出其中含水量最为丰富的区域,提高人工增雨的快速性、有效性。自动气象站的天气资料,不仅解决了预报误差大的问题,还加强了气象资料分析的有效性,为增雨作业的最佳时机提供了有利的条件。也就是说,自动气象站资料,通过选择最丰富含水量的云层、区域操作工作,使人工增雨作业更加精确化、便捷化。
4气象预警
         气象观测和分析的目的是为人们生活生产提供准确的天气预报信息,一方面防止一些产业在工作中受到自然灾害的波及,提高产量和质量。另一方面也可维护人们的出行安全,降低事故发生率。自动气象站的建立是天气实时观测的重要技术,通过资料数据的实时收集,预测可能发生的自然灾害,让相关人员做好准备,减少损失的形成。但由于数据传输和处理需要一些时间,这一过程能否快过天气变化频率仍有待商榷。为此,在自动气象站观测工作开展中,应改善资料传输、处理的效率,发挥自动气象站的最大作用。
5台风预报
         台风灾害带来的破坏性是有目共睹的,对庄稼、建筑、人员安全均构成威胁,且台风发生区域的天气状况会异常恶劣,带来较大的经济财产损失。从这一点来看,检测台风的运行轨迹极为重要,检测台风的速度极为关键。自动气象站获取的资料中,有以图文方式展现天气变化特征的,根据对图文的研究,可准确预测出台风发生概率、经过区域、伴随的恶劣气象条件,之后利用广播、电视、互联网进行台风预警,提醒该区域的人们做好防范准备。
6森林火险
         自动气象站作为观测天气变化的重要系统,可对森林火险予以观测和预警。这主要是因为自动气象站资料中会将天气变化温度、降水量等信息涵盖其中,根据对这些信息的分析和计算,可预测产生森林火灾的可能性,同时分析现有的区域森林基础数据,如含水率、温湿度等,对比观测数据及规范指标,预测森林火情等级,提前做好预防管控措施,维护资源、人员的安全性。
7结语
         总而言之,自动气象站资料对人工影响天气作业具有非常重要的指导作用,也是实现人工增雨和防雹的关键依据。做好自动气象站的建立和维护,可改善数据资料收集效率,为人工影响天气作业的高效开展提供强大的助力支持。
参考文献:
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