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“航天+信息化+”,助力亞運(yùn)氣象精準(zhǔn)觀測(cè)

時(shí)間:2023年09月25日 信息來(lái)源:本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊:1367 字體:

9月23日,杭州亞運(yùn)會(huì)如約而至,“航天科技創(chuàng)造美好生活”的理念又一次在杭州亞運(yùn)會(huì)上彰顯。


氣象條件是影響各種賽事能否按時(shí)舉辦,以及觀眾觀賽體驗(yàn)的重要因素。以輪滑和板球比賽為例,對(duì)降水要求比較嚴(yán)苛,為了保障運(yùn)動(dòng)員比賽安全,只要明確預(yù)報(bào)有降水,無(wú)論降水強(qiáng)度如何,都需調(diào)整賽程。因此,賽場(chǎng)周邊無(wú)縫隙精準(zhǔn)預(yù)報(bào)預(yù)警顯得尤為重要。


在杭州氣象局的大力支持下,航天科技集團(tuán)五院神舟投資下屬宏宇航天技術(shù)有限公司,聯(lián)合北京航空航天大學(xué)、中國(guó)氣象科學(xué)研究院等多家單位共同研發(fā)的局部地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣短臨預(yù)報(bào)產(chǎn)品基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)杭州亞運(yùn)主場(chǎng)館周邊局部地區(qū)0-3小時(shí)的強(qiáng)對(duì)流降水預(yù)報(bào),踐行“智慧氣象,精彩亞運(yùn)”,為構(gòu)建“分鐘級(jí)、百米級(jí)”無(wú)縫隙網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品體系貢獻(xiàn)力量。


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▲ 局部地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣短臨預(yù)報(bào)產(chǎn)品用戶使用界面


精準(zhǔn)實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)智能預(yù)報(bào)

強(qiáng)對(duì)流天氣是指發(fā)生突然且較為劇烈、破壞力較大的災(zāi)害性天氣。根據(jù)預(yù)報(bào)時(shí)段的長(zhǎng)短,天氣預(yù)報(bào)一般可以分為短期、中期、長(zhǎng)期預(yù)報(bào)。短期預(yù)報(bào)的時(shí)效一般為1天到3天,能在較大尺度范圍內(nèi)預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)的可能性。而局地性強(qiáng)對(duì)流天氣,有著空間尺度小、持續(xù)時(shí)間短、突發(fā)性強(qiáng)等特點(diǎn),要通過(guò)短臨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出降雨的落區(qū)與預(yù)計(jì)降水時(shí)間,難度較大。


該產(chǎn)品綜合利用地基紅外大氣垂直探測(cè)儀AERI與風(fēng)廓線雷達(dá)設(shè)備,對(duì)主場(chǎng)館周邊垂直方向0-3km大氣邊界層主要特征數(shù)據(jù)(如溫度、濕度、風(fēng)速等)進(jìn)行高時(shí)間分辨率探測(cè),再將觀測(cè)數(shù)據(jù)與多源常規(guī)觀測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行綜合判斷,可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)館周邊局部地區(qū)0-3小時(shí)的短臨降水情況預(yù)報(bào)。


簡(jiǎn)而言之,就是基于對(duì)特定地區(qū)云層的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,對(duì)該地未來(lái)0-3小時(shí)是否發(fā)生降水進(jìn)行預(yù)報(bào),為支撐亞運(yùn)賽事安排等重要決策提供參考。


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▲ 短臨降水情況預(yù)報(bào)的覆蓋范圍圖


目前,經(jīng)過(guò)歷史數(shù)據(jù)復(fù)驗(yàn),系統(tǒng)初步準(zhǔn)確率為88%,命中率為90%,現(xiàn)階段可提供平均38.5分鐘的預(yù)警時(shí)間。此外,比較有特點(diǎn)的是,該產(chǎn)品還可以實(shí)現(xiàn)在雷達(dá)回波還不明顯的情況下,對(duì)所覆蓋區(qū)域內(nèi)對(duì)流初生進(jìn)行較為準(zhǔn)確地判斷,形成對(duì)現(xiàn)有觀測(cè)手段的有益補(bǔ)充。


航天技術(shù)助力氣象數(shù)據(jù)處理

短臨天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)云層的觀測(cè)頻率為6-8分鐘一次,每一次觀測(cè)都意味著要獲取大量不同類型的氣象數(shù)據(jù)。如何將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和處理,同時(shí)還要滿足實(shí)時(shí)天氣預(yù)報(bào)的需求呢?


宏宇公司項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的技術(shù)人員立足航天領(lǐng)域扎實(shí)的技術(shù)積累,將航天領(lǐng)域中的多源信息融合分析和高精度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理算法等信息化技術(shù)手段運(yùn)用到了氣象數(shù)據(jù)的處理中。


“此前,我們都是將這兩項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用在衛(wèi)星和航天器上,主要對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。本次將航天領(lǐng)域中的技術(shù)手段運(yùn)用到短臨天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品中,可以將來(lái)自多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和特征提取工作,為最終形成預(yù)報(bào)結(jié)果提供判斷依據(jù)?!?/p>


同時(shí),宏宇公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)依托仿真、大數(shù)據(jù)分析等科技手段,對(duì)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同維度的實(shí)時(shí)可視化展示,同時(shí)預(yù)報(bào)結(jié)果也會(huì)在屏幕上進(jìn)行顯示,給預(yù)報(bào)員提供更多的預(yù)報(bào)信息,讓氣象預(yù)報(bào)更加準(zhǔn)確。


從處理衛(wèi)星數(shù)據(jù)到處理氣象數(shù)據(jù),背后是整個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的轉(zhuǎn)換,這并非易事。氣象學(xué)科是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的體系,測(cè)量的所有參數(shù)有著實(shí)際的物理含義和表征,從測(cè)量準(zhǔn)確到能夠提供預(yù)報(bào)服務(wù),中間需要很多氣象學(xué)專業(yè)知識(shí)來(lái)進(jìn)行引導(dǎo)。因此,在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中,宏宇公司在中國(guó)氣象科學(xué)研究院、杭州氣象局專家指導(dǎo)下,花費(fèi)了很多時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)、消化、理解氣象專業(yè)知識(shí),并將其運(yùn)用到研發(fā)實(shí)踐中。


勇開(kāi)新局服務(wù)國(guó)計(jì)民生

入局氣象領(lǐng)域,由來(lái)已久。早在2021年,宏宇公司基于拓展業(yè)務(wù)的需求,著眼于天地一體化觀測(cè),發(fā)掘邊界層內(nèi)大氣光譜信息的應(yīng)用,如收集氣象、環(huán)保等領(lǐng)域需要的光譜信息,在此基礎(chǔ)上研發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品。


今年年初,宏宇公司瞄準(zhǔn)杭州亞運(yùn)會(huì)的契機(jī),主動(dòng)爭(zhēng)取承擔(dān)杭州亞運(yùn)會(huì)的氣象服務(wù)保障任務(wù),并負(fù)責(zé)強(qiáng)對(duì)流天氣短臨預(yù)報(bào)產(chǎn)品的管理和運(yùn)營(yíng)工作。


此前的一年多時(shí)間,技術(shù)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)搜集、分析和整理過(guò)大量的氣象數(shù)據(jù)。正是基于這些數(shù)據(jù)與技術(shù)積累,技術(shù)團(tuán)隊(duì)來(lái)杭后,在中國(guó)氣象科學(xué)研究院專家的支持下,將可使用的不同觀測(cè)手段相互結(jié)合,快速搭建系統(tǒng)的整體架構(gòu)。


 “一方面,我們希望借助杭州亞運(yùn)會(huì)的契機(jī),結(jié)合公司此前在氣象方面做的技術(shù)積累,形成局部地區(qū)短臨天氣預(yù)報(bào)的產(chǎn)品與能力。另一方面,作為五院一家技術(shù)公司,讓航天科技更好地服務(wù)國(guó)計(jì)民生也是我們的責(zé)任。” 


強(qiáng)對(duì)流天氣短臨預(yù)報(bào)產(chǎn)品將為氣象預(yù)報(bào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供更加精細(xì)化和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),對(duì)于豐富局部區(qū)域短臨天氣預(yù)報(bào)手段有一定意義?!安恢褂诤贾輥嗊\(yùn)會(huì),后續(xù),我們還可以將該產(chǎn)品創(chuàng)新地應(yīng)用到更多的典型場(chǎng)景,比如在發(fā)射場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)景都需要這種局部的天氣短臨預(yù)報(bào)服務(wù)?!?/p>




16天的精彩賽事

16天的全程保障

“航天科技服務(wù)美好生活”的大幕

正在徐徐展開(kāi)!




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