天气雷达:发展中的气象探测手段——访中国气象科学研究院研究员刘黎平

  • 日期:2010-11-02
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雷达可以说是刘黎平老师的“至爱”,我国天气雷达经历了50多年的发展,而刘老师从事天气雷达相关研究工作也有近20个年头了。在323“世界气象日”到来之际,地学院员工记者团有幸采访了刘老师,有机会听他讲述我国天气雷达的发展现状与前景,有机会了解他事业成功背后的重要心得。

 

当前的“重头戏”——新一代天气雷达站网

 

说是“重头戏”,是因为从1998年在安徽安装上第一部新一代天气雷达开始,我国新一代天气雷达站网的布设已经开展了近十年。目前,已经布设好了100余部,整个项目计划共布设158部雷达,同时,多种型号的移动雷达也在科研和应急服务中得到应用。

 

老师介绍,新一代天气雷达,即全相干多普勒天气雷达,是随着多普勒技术的发展和高速信号处理技术的出现而被广泛应用到气象探测业务中的。与以前的数字化雷达相比,它不仅可以提供降水分布和定量预测,还能提供降水区内的风场信息,所以能增添预示天气未来变化的信息。

 

那么,应用到具体业务中,新一代天气雷达的“威力”主要体现在它对灾害性天气较强的监测、预警能力上。刘老师举例说,多普勒天气雷达在预测沿海台风、预测华南暴雨和长江梅雨锋暴雨等方面就发挥了比较大的作用。他分析说,因为多普勒天气雷达能够获取雷达回波信号中的风场信息,利用雷达资料进行风场反演并分析相关天气系统的动力结构,就可以对造成风害的天气进行更进一步的研究,更好预测其发展趋势。

 

勿庸置疑,灾害性天气的监测、预警,对于一个国家而言,是一个相当重要的问题。刘老师目前就承担了973项目 “我国南方致洪暴雨监测与预测的理论和方法研究”的一部分课题。

 

资料同化——重要的“难题”

 

奥运会期间的天气状况,是大众都很关心的问题,刘老师说,像那样要求定点、定时、定量的临近短时预报,对2008年奥运会的气象保障非常重要。对这样的预报而言,多普勒雷达是最好的工具。它提供的相关雷达天气资料,是做预报的一个重要凭证。

 

由此,刘老师告诉我们,对于雷达资料的处理额质量控制是一个相当重要的问题。当前,雷达应用在业务上,对于中尺度系统的预报准确率相对较低。对此,他认为,雷达资料同化是提高中小尺度预报准确率的一个主要方法,而我国目前在这个方面和国外相比还存在一定的差距,对资料的利用率还比较低。所以,提高处理雷达资料的能力是一个非常重要的方面。刘老师表示,解决这个问题很难,但是必须要致力于这方面的研究。他有两个博士生就正在从事这个方面的课题,主要是雷达资料的质量控制、基数据拼图和雷达同化等方面的研究等。

 

“新武器”——四种最新的雷达

 

除了进一步加强新一代天气雷达在台风、暴雨预警方面的研究,刘老师当下的研究重点还在于对最新雷达技术的研究——激光雷达、偏振雷达、毫米波雷达以及相控阵天气雷达。

 

老师介绍说,这四种新型雷达相对于多普勒雷达而言,都有各自的优点:激光雷达能够探测晴空时的风场;偏振波雷达能够探测云的微物理过程,以后有望能够更详细地描述云滴谱、预测降雹区域等;毫米波雷达则可以监测弱云、薄云。刘老师解释说,在气候变化过程中,云是非常重要的一个因素,但目前对云的观测“知之甚少”,而这些先进的雷达却可能解决这些多普勒雷达应用中的“盲区”。将相控阵雷达技术应用的气象领域,将进一步提高观测速度,希望达到一个雷达同时应用到气象观测、军事、航空等方面。

 

目前,这四种雷达在国内都还没有应用到具体气象业务上,不过也已经开始了一些尝试。比如,在2008年青岛澳帆赛期间,中国气象科学研究院就会和中国海洋大学、青岛市气象局合作,利用激光雷达测量帆船比赛场地的海面风。

 

毫无疑问,在刘老师的带领下,灾害天气国家重点实验室在雷达研究领域已经取得了很大的成绩。但老师从没有过“停留”,他说,研究是无止境的,好的项目也很多。他希望2008年能够有机会专门引进人才做关于暴雪、暴雨等灾害性天气的监测、预警,以填补雷达在这一应用领域的不足,这样,他们就可以更深一步研究类似于08年南方低温雨雪冰冻天气的个例,也就可以开拓与发展雷达的新的应用领域。

 

采访侧记

 

勿须多言,我们完全可以想像,刘老师的工作是很繁忙的。“我也记不清春节以后出了几次差了”,刘老师笑着说。想当然地,我们认为,老师一定经常加班,经常“连轴转”。却出乎意外地听到:“我很少加班,也很少在周末出差,大多工作都是在正常工作日时间内完成的。不过在家休息、在外锻炼的时候,我都会思考问题,也会考虑第二天的工作计划。所以,第二天早晨7点前一到办公室,我就可以马上开始工作。”

 

显然,善于思考以及工作的高效率是刘老师事业成功的重要“砝码”。相比之下,兴趣更能称得上是刘老师“驰骋”科研“沙场”多年的“不老宝剑”。他说,“要想做好一件事情,兴趣绝对是第一位的。”

 

对科研有浓厚的兴趣,对科研有自己的想法,对科研更舍得付出努力,这些是采访中我们从刘黎平老师身上领悟到的,同时,更是我们需要向老师学习的可贵所在!                                             

 

采访嘉宾介绍

 

刘黎平  研究员,博士生导师,现任中国气象科学研究院灾害天气所所长,灾害天气国家重点实验室副主任。主要从事雷达气象、中尺度气象等领域的研究工作,建立了在国内有重要影响的雷达气象研究和应用的科研团队

 

地学院:仰美霖 周晓宇供稿