4月27日，天氣雷達(dá)監(jiān)測到廣東省廣州市花都區(qū)有超級單體發(fā)展，出現(xiàn)鉤狀回波、中氣旋等龍卷特征；14時42分，監(jiān)測到超級單體移動至白云區(qū)鐘落潭鎮(zhèn)，而后雷達(dá)上出現(xiàn)龍卷渦旋特征并識別到龍卷……

　　近年來，在全球變暖背景下，我國災(zāi)害性天氣呈多發(fā)頻發(fā)趨勢，天氣雷達(dá)以其強(qiáng)大的穿透能力，能夠深入云雨系統(tǒng)內(nèi)部，對風(fēng)場、降水粒子進(jìn)行精細(xì)刻畫，清晰描繪出天氣系統(tǒng)的動力結(jié)構(gòu)，幫助預(yù)報員快速、精準(zhǔn)地掌握災(zāi)害性天氣的發(fā)生、發(fā)展趨勢。

　　“不可能只通過一種設(shè)備就實現(xiàn)完備的氣象觀測。”中國氣象局綜合觀測司司長方翔介紹，天氣雷達(dá)在觀測目標(biāo)尺度、目標(biāo)要素和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性驗證等方面存在短板，需要多種觀測設(shè)備協(xié)同發(fā)力才能更好發(fā)揮作用。

　　中國氣象局氣象探測中心雷達(dá)應(yīng)用室主任吳蕾說，從觀測目標(biāo)尺度來看，天氣雷達(dá)主要針對雨滴和雨胚進(jìn)行觀測，并根據(jù)雨滴的運(yùn)動來獲得大氣的運(yùn)動狀況，對于云滴和冰晶等微小粒子的監(jiān)測能力有限。

　　此時，氣象衛(wèi)星的觀測優(yōu)勢得以體現(xiàn)，它能夠全方位捕捉云系的宏觀結(jié)構(gòu)和演變過程，與天氣雷達(dá)形成互補(bǔ)。通過兩者聯(lián)合觀測，可以完整記錄云系從形成、發(fā)展到降水的整個過程，對于強(qiáng)對流天氣的早期識別和精準(zhǔn)預(yù)報具有重要意義。

　　2023年5月7日16時35分，風(fēng)云三號G星降水測量雷達(dá)捕捉到海南與廣東陽江附近出現(xiàn)降雨。圖中顯示的是從地表開始3.75公里到6公里的降水系統(tǒng)三維立體結(jié)構(gòu)。國家衛(wèi)星氣象中心供圖

　　從觀測目標(biāo)要素來看，天氣雷達(dá)無法直接獲取大氣的熱力狀態(tài)、濕度分布和垂直風(fēng)切變等信息，而這些都是判斷強(qiáng)對流天氣發(fā)生的重要因素。

　　這就需要利用探空氣球和無線電探空儀，獲取從地面到高層大氣垂直剖面中的溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速和風(fēng)向等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以揭示大氣的層結(jié)穩(wěn)定性、抬升凝結(jié)高度、0℃層和-20℃層的位置等關(guān)鍵指標(biāo)。

　　“其中，0℃層和-20℃層的高度對天氣雷達(dá)識別冰雹至關(guān)重要�！敝袊鴼庀缶謿庀筇綔y中心雷達(dá)運(yùn)控室主任陳玉寶介紹。

　　冰雹的形成通常與強(qiáng)烈的上升氣流有關(guān)，這些氣流在經(jīng)過0℃層時會使水滴凍結(jié)并形成冰雹胚胎。雷達(dá)回波中的特征往往可以揭示出冰雹區(qū)的位置和強(qiáng)度，但只有結(jié)合高空垂直觀測數(shù)據(jù)才能更好地評估冰雹的發(fā)生概率和規(guī)模。例如，當(dāng)探空數(shù)據(jù)顯示0℃層高度偏低且上方存在強(qiáng)冷空氣時，冰雹形成的可能性就更大，雷達(dá)回波中的特定反射率模式也會更具指示性。

　　從觀測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性來看，天氣雷達(dá)雖然能夠提供大范圍的高時空分辨率觀測數(shù)據(jù)，但作為典型的間接測量設(shè)備，其利用降水粒子的電磁波散射實現(xiàn)對大氣中降水的監(jiān)測，易受到各類雜波、電磁干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，特別是面對復(fù)雜地形、強(qiáng)對流天氣等情況。

　　“在這種情況下，地面觀測系統(tǒng)——特別是自動氣象站和雨滴譜儀的實時數(shù)據(jù)，是雷達(dá)數(shù)據(jù)的重要校正依據(jù)�！敝袊鴼庀缶志C合觀測司質(zhì)量管理處副處長張繼業(yè)介紹。

　　9月3日，臺風(fēng)“摩羯”來臨前，海南省儋州市氣象局對轄區(qū)內(nèi)自動站進(jìn)行巡檢和維護(hù)，確保數(shù)據(jù)監(jiān)測、采集及傳輸穩(wěn)定有序，保障區(qū)域自動氣象站正常運(yùn)行。寧進(jìn)章 攝影

　　通過雨量計，自動氣象站能夠獲取實際地面降水量。這些“真實值”數(shù)據(jù)與雷達(dá)估測的降水量進(jìn)行對比后，可以有效識別和校正雷達(dá)因視角遮擋或地形回波干擾等原因產(chǎn)生的誤差。

　　雨滴的大小、形狀與雷達(dá)觀測到的回波強(qiáng)度密切相關(guān)，而雨滴譜儀能夠測量雨滴的尺寸、形狀和速度等參數(shù)，揭示降水粒子的微觀結(jié)構(gòu)，可以更精準(zhǔn)地校正雷達(dá)觀測中的誤差。在強(qiáng)對流天氣中，粒子的形狀和大小變化劇烈，雷達(dá)的回波特征可能發(fā)生偏移，雨滴譜儀的數(shù)據(jù)可以提供實時參考，幫助雷達(dá)算法更準(zhǔn)確地還原降水強(qiáng)度。

　　（作者：史光浩 責(zé)任編輯：閆泓）