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江苏满星测评信息技术有限公司拜访陕西省气象局和西安市气象局
2022年7月28日,江苏满星测评信息技术有限公司总经理带队,拜访陕西省气象局和西安市气象局。
行业资讯
日期:2024-07-12 13:55:57
5月的第七届数字中国建设峰会·数字气象分论坛上,中国气象局发布了人工智能气象预报大模型示范计划(以下简称“示范计划”),以及包含6大类12种气象数据和产品的《人工智能气象大模型训练专题数据目录》(以下简称《目录》)。   7月,示范计划已进入测试期。气象部门持续深入贯彻落实《气象高质量发展纲要(2022—2035年)》部署要求,结合《人工智能气象应用工作方案(2023—2030年)》目标任务,制定出台相关方案,推进气象领域大模型规范有序地发展,打造人工智能技术研发应用生态。   面对新形势新要求——打造人工智能技术研发应用新生态   当前,世界人工智能发展呈现出科技创新与产业应用加速迭代、齐头并进的态势与特征。在气象领域,国内外人工智能气象预报大模型相继涌现,不断在天气预报精准性和时效性上取得突破,但同时也面临发展亟待有序规范,业务实际效用较低等困境。   面对新形势、新要求,中国气象局组织开展人工智能气象预报大模型示范计划,深入贯彻落实《气象高质量发展纲要(2022—2035年)》。同时,据此前印发的《人工智能气象应用工作方案(2023—2030年)》和《人工智能气象预报大模型建设工作方案(2023—2025年)》等文件,持续推进人工智能气象预报大模型标准规范和有序发展,解决预报业务实际难题,促进人工智能气象预报大模型的业务应用转化、准入和应用,营造人工智能技术研发应用的创新生态。   开展示范计划,不仅可对目前国内外各类机构部门研发和运行的人工智能气象预报大模型进行评估和对比检验,推动人工智能气象预报大模型预报技术的深入发展,还能持续提升人工智能气象预报大模型在天气预报服务中的融合应用水平,促进相关预报技术在气象服务保障工作及防灾减灾等方面深化应用。   面向社会广泛征集——实现大模型与气象业务创新融合应用   自2024年5月示范计划发布以来,中国气象局坚持“博采众长、流程贯通、公开规范、创新应用”的原则,面向社会广泛征集人工智能气象预报大模型,推动实现模型—数据—产品—评估全链条衔接,面向未来实现大模型与气象业务创新融合应用。   示范计划明确预报示范内容为以数据驱动为主的人工智能天气预报大模型,即基于长历史气象数据,利用机器学习或深度学习训练,并可以当前实况分析数据驱动,推理预报未来天气的人工智能预报模型。   示范主要面向实际预报业务应用场景,示范内容包含高空气象要素、地面气象要素、定量降水预报、台风路径及强度预报、灾害性天气过程预报五类。示范产品则由人工智能气象预报大模型在统一的运行环境下实时生成。   此前发布的《目录》,将有力引导并规范各类机构、个人使用国产自主气象数据产品,凝聚行业力量,重点围绕人工智能气象预报大模型建设开展新技术、新算法等创新研发,助力夯实中国气象局在人工智能气象应用领域的主力军和领航员作用。   根据示范计划的实施需求,中国气象局相关单位将准备大模型训练、运行与检验所需数据,构建大模型实时运行资源与环境,建立实时运行与监控流程,规范存储输出数据,提供网站资源,支撑产品集成、平台展示和检验评估,为天气预报大模型安全稳定运行和示范提供支持保障。   严格落实进度安排——有序推进示范计划各项工作开展   根据示范计划的进度安排,5月以来,中国气象局已印发示范计划工作方案,成立示范计划组织机构。各专项工作组也已制定相关技术方案,确定检验评估标准,完成示范计划相关启动工作。   2024年7月至10月,是示范计划的测试期。在此期间,各报名参与示范计划的单位将开展基于国产数据的人工智能气象预报大模型训练,完成示范大模型在国家气象信息中心的部署并开展实时运行测试,实现数据实时传输、产品实时显示。   正式示范及实时预报产品的传输、展示将于2024年11月开始,中国气象局相关单位将做好各模型的运行维护和系统保障维护工作。其间,各参与单位可在2025年3月底之前,申请完成一次大模型升级、更新和重新部署。   经总结评估后,中国气象局还将组织专家对大模型的先进性开展评审,并加强与优秀大模型研发机构的深度合作研究,邀请其开展大模型的业务应用。 (作者:黄彬 责任编辑:张林)
日期:2024-07-04 15:51:43
6月上中旬,北方出现大范围极端高温天气,河北、河南、山东等地高温持续时间长、日最高气温具有极端性。与此相应,南方多地暴雨不断。6月17日至30日,长江中下游地区出现持续强降雨天气,江苏南部、安徽南部、浙江西部、湖北东部、江西北部、湖南东北部以及广西北部、贵州中部等地累计降雨量达300~500毫米,其中安徽南部局地达800~1000毫米。安徽、湖北、湖南、江西、贵州等地发生暴雨洪涝灾害。 随着全球变暖加剧,气候的波动似乎更加剧烈,极端天气气候事件发生的强度和频次正在刷新原有的认知。极端天气气候将驶向何方?我们应该如何应对?本报联合新华网记者就此采访了国家气候中心主任巢清尘。 极端高温暴雨事件频繁来袭 记者:北半球入夏以来,“超级热”席卷全球,我国北方多地也出现持续高温,而且热得早、来得猛,究其原因和气候变化有关系吗?今年我国是否会出现最热夏天? 巢清尘:全球气候变暖及厄尔尼诺事件是极端高温的大气候背景。在全球变暖气候背景下,平均温度升高、高温天气的发生趋于频繁。20世纪中期以来,我国气候变暖的幅度明显高于同期全球平均水平,极端高温事件增多增强或已成为“新常态”。 随着全球气候变暖加剧,近年我国高温天气呈现出首发日期提前、发生频次增加、累计日数增多、影响范围变广、综合强度增强的特点。全国区域高温天气过程首次发生日期以每10年2.5天的速率提前。 阶段性大气环流异常是区域高温天气形成的直接原因。初夏北方高温主要受到西风带暖高压的影响,在暖高压控制的地区,盛行下沉气流,天空晴朗少云,不易成云致雨,太阳辐射强,近地面加热强烈,在高压系统异常强大且稳定维持条件下,极易形成持续性高温天气。 预计2024年夏季,全国大部地区气温较常年同期偏高,高温范围广、日数偏多。华北、华东大部、华中大部、华南、新疆等地可能出现阶段性高温热浪,部分地区可能出现极端高温。高温的区域有明显的阶段性变化,6月高温主要位于我国北方地区,盛夏(7—8月)高温主要在我国南方地区。 记者:今年我国南方洪水频发,民间有“龙年水大”的传言,从专业角度来看,可信吗?历史上龙年是不是极端天气更多? 巢清尘:从《中国气象灾害大典》中统计的1951—2000年暴雨洪涝事件来看,50年中22年发生重大暴雨,其中的5个龙年,只有两年发生,可见并不是所有的龙年华南都会发生暴雨洪涝事件,华南地区重大暴雨洪涝事件在各个年代均会发生几次。 再以长江特大洪水为例,1931年、1954年、1998年、2020年等长江特大洪水均不是发生在龙年。从1961年以来中国极端日降水量事件频次统计数据来看,1963年、1984年、1991年、1994年、1996年、1998年、2010年、2012年、2013年、2016年、2018年、2020年、2021年、2023年多于常年,除2012年之外,均不是龙年。从中国年平均降水来看,2016年(第一)、1973年(第二)、1998年(第三)也均不是龙年。因此从历史数据的分析来看,并没有确凿的证据支持“龙年水大”的传言。 实际上,气候系统中海—陆—气相互作用、东亚季风及其各成员、台风活动等都可能对降水的时空分布造成影响。随着全球变暖加剧,大气中的水汽含量增多,出现极端降水的可能性也将变大。此外,人类活动排放的气溶胶成为大气降水的凝结核,对降水也会产生重要的影响。 记者:当前我国气候形势如何? 巢清尘:目前南涝北旱明显。南方区域性暴雨过程偏多。入汛以来(4月1日至6月23日),全国平均降水量为216.9毫米,较常年同期偏多17.1%,为历史同期第三多。华南、江南南部、东北等地明显偏多,华南地区降水量较常年同期偏多52.5%,为历史同期最多。珠江、松花江、辽河和长江流域降水量较常年同期偏多,其中珠江流域偏多50.3%,为历史同期最多。 黄淮等地出现春连初夏旱。入汛以来,黄淮、江淮及华北南部等地降水明显偏少,淮河、海河、黄河流域降水偏少,其中淮河流域偏少45.6%,为历史同期第3少。受高温少雨影响,华北、黄淮、江淮气象干旱发展迅速。 记者:全球极端天气频发的原因是什么?全球气候变化呈现什么特点? 巢清尘:全球变暖是气候发生变化、极端天气事件频发的诱因之一。气候变暖加剧气候系统的不稳定,改变大尺度的大气环流形势,是造成极端天气气候事件频发的重要背景。 而人类活动造成的大气中主要温室气体浓度的增加则是全球气候变暖的主要原因,并进一步导致全球极端天气气候事件的发生频率、强度、空间范围及持续时间发生改变。 全球气候变暖还会改变大尺度的大气环流形势,通过海—气相互作用、陆一气相互作用的变化等影响不同区域极端天气气候事件的发生规律。更多的证据表明,人类活动对极端天气气候事件的变化产生了重要影响,人为影响已经大大增加了一些地区发生热浪的概率,对20世纪下半叶以来全球尺度的强降水增强也起到了重要作用。 近年来的观测证据显示,大气、海洋、冰冻圈等气候系统的各个圈层都已经在变暖,且在过去几十年变化明显加速。 未来气候风险加大 增强气候韧性刻不容缓 记者:我国的气候发生了哪些显著的变化?能否预测未来的走势? 巢清尘:气候系统综合观测和多项关键指标表明,我国是全球气候变化的敏感区和影响显著区,气候变暖趋势仍在持续。1901—2023年,我国地表年平均气温呈显著上升趋势,平均每10年升高0.17℃。1961—2023年,我国平均年降水量呈增加趋势,平均每10年增加5.2 毫米,且年代际变化特征明显。 近半个世纪,我国干旱发生频次增加、强度增加、干旱范围扩大、干旱面积整体呈增加趋势,跨季节持续干旱事件也明显增多。台风登陆我国的平均强度和频数均出现一定的增强趋势,强台风及超强台风比例呈现明显上升趋势,登陆台风强度偏强且登陆位置偏北。近年来,我国强对流天气灾害的局地性、突发性越来越强,短时期内灾情即达极大,具有难预难防、破坏性大的特点。 根据最新的气候模式结果分析,预计到2050年,我国各类极端天气气候事件将呈现发生更频繁、影响更广泛、极端性更凸显的趋势。极端高温、干旱、降雨等事件趋多、趋强。 记者:就是说,气候规律正在发生改变,当气候规律、气候变化超出已有认知时,我们预判的难度是不是变大了? 巢清尘:长期的气候变化科学规律本身存在着极大的复杂性与不确定性,而当前的气候变化预测和气候模式本身也存在较大不足。例如,对未来全球海平面上升的预测就存有很大不确定性,主要原因是对冰盖稳定性和临界状态缺乏足够的认识。另外,气候环境代用指标并不是完美的气候记录,存在其固有不确定性。建立气候指标与气候模拟结果关系的方法也存在不确定性。未来随着人类排放温室气体不断增加,预估全球气候未来变化趋势仍存在着诸多不确定。 记者:地球气候变了,人们怎么办?人类还能控制气候变化吗? 巢清尘:人类活动的影响下全球气候系统出现了前所未有的变化,人们需要立即采取行动应对气候变化。可以采取减缓和适应气候变化的策略,减缓和适应二者相辅相成,缺一不可。一方面,通过实施“双碳”战略,加大减排力度,减缓气候风险。另一方面,加强气候变化监测预警和风险管理,提升自然系统适应气候变化能力,强化经济社会系统气候韧性,构建适应气候变化区域格局。 记者:剧烈的气候变化对经济社会造成很大影响,如威胁粮食安全、人体健康等,我们如何应对? 巢清尘:剧烈的气候变化导致极端天气和气候事件频率和强度增加,对经济社会产生了广泛而复杂的影响。气候变化导致灾害增多,粮食产量波动更大,农业风险加大,最终导致粮食供应减少和粮食价格上涨,威胁到人类的粮食安全、营养和生计;气候变化通过直接或间接的影响路径对人群健康产生不利影响,比如增加传染性疾病、非传染性疾病的发生风险,甚至导致急性伤害或过早死亡;气候变化威胁重大工程的安全运行,如中国青藏高原地区多年冻土退化明显,青藏铁路、公路运行风险加大;极端天气气候事件直接影响着燃料供应、能源生产以及当前和未来的能源基础设施。 面对气候变化带来的挑战,人类社会必须加紧采取气候适应和减缓行动,保护人类减少或免受极端天气气候事件的不利影响。加强气候变化监测预警和风险管理,提升农业、人群健康、重大工程和能源等领域重大风险的预测预警能力,强化经济社会系统的气候韧性,构建适应气候变化的社会格局。同时,将应对气候变化作为重大国家战略,纳入生态文明建设整体布局和经济社会发展全局,为构建人类命运共同体贡献中国力量。 记者:气象部门在国家应对气候变化工作中发挥了哪些作用? 巢清尘:气象事业是科技型、基础性、先导性社会公益事业,气象部门在应对气候变化科技支撑中发挥了重要作用。为深入贯彻落实习近平总书记关于应对气候变化工作重要指示精神和“双碳”战略目标,中国气象局紧密围绕气候变化国际科学前沿和国家重大需求,充分发挥科技创新在应对气候变化工作中的支撑和引领作用,加快补短板强弱项,整合优势资源组建了中国气象局气候变化中心、温室气体及碳中和监测评估中心和风能太阳能中心,聚焦气候变化科学研究、温室气体监测评估、保障能源安全等领域,印发实施了《中国气象局提升气候资源保护利用能力的指导意见》《温室气体观测业务建设发展方案》《风能太阳能资源气象业务能力提升行动计划(2021—2025年)》等发展方案、行动计划和规范,全面提升气象部门应对气候变化科学研究水平和服务国家战略决策的能力,增强了气象部门在应对气候变化工作领域的影响力。(本报记者:栾菲 吴鹏 新华网记者:李由 于子茹 访谈统筹:胡亚 陈克垚) (责任编辑:曹锐怡)
日期:2024-06-28 17:27:08
6月27日,中央气象台继续发布暴雨橙色预警,长江中下游地区的强降雨仍将持续,未来几天,黄淮、江淮、广西等地也将出现暴雨。高热潮湿、内涝蹚水,“泡肤”的经历让不少人出现了丹毒(一种急性感染性皮肤病)、皮肤过敏、湿疹等皮肤病。 面对近期仍将持续的暴雨天气,有哪些行之有效的防护办法呢? 在浙江省人民医院皮肤科主任陶小华看来,减少浸泡是最应该引起重视的。“一些人认为蹚水没事,可能是因为意识不到水中的过敏原非常多。”陶小华告诉科普时报记者,小虫子、动物皮毛、细菌、真菌、碱性物质等,与皮肤长时间的接触,都有可能让体内免疫系统产生保护反应,导致过敏。 事实上,皮肤不仅是人体最大的防护器官,也是人体重要的免疫器官。除了形成物理保护层之外,皮肤还具备免疫屏障功能。丹毒、湿疹等问题就是皮肤免疫功能的体现。 此外,破损皮肤应格外注意,避免感染。“泡水后如果发现皮肤破口要及时用消炎药水处理,避免细菌进入体内激发各种感染。”陶小华说。 “慢性病患者如糖尿病足患者在雨天需要做好足部保护工作,以免加重病情。”作为社区医生,北京市东城区朝阳门社区卫生服务中心主任王红特别提醒重点人群,应该在暴雨天气提高抵抗外来病原体侵袭的能力,一些常见的感染性皮肤疾病,如带状疱疹可以通过预防接种来增强免疫力。她说,“泡肤”天气容易诱发皮肤的免疫反应。因此,50岁及以上、有慢性病、自身免疫性疾病、免疫功能低下的人群,更容易引发带状疱疹等免疫疾病,需提前做好预防和管理。 如果皮肤已经出现问题,该如何应对呢? “痒的地方可以适当涂激素药膏,如果出现过敏,应该马上用抗过敏药物,尽早治疗更容易恢复。”陶小华提醒,面对较为严重的情况,需要到医院辨明病因。例如,皮炎分为接触性皮炎、虫咬皮炎和特应性皮炎等不同类型,分清病因才能对症用药。通过血液检测可以作出更准确的判断,分清过敏原,进行针对性给药,还可以配合辅助的支持性治疗。 “针对丹毒这种皮肤病,首选青霉素类抗菌药物;针对皮肤真菌感染,可使用抗真菌药进行外用治疗;而针对带状疱疹这种感染性皮肤病,要以抗病毒、止痛、缩短病程、防止继发感染为治疗原则,早期可使用抗病毒药物。”王红说。 “泡肤”给人们带来最大的困扰,其实就是容易导致人体出现免疫方面的问题,专家认为还是应该多从提高免疫力方面入手,加以应对。王红建议公众可通过合理饮食、规律睡眠、加强营养等方式增强免疫力。“健康的生活、适当的锻炼,也能进一步保护皮肤的免疫屏障功能。” (原标题:暴雨不断,如何解决“泡肤”困扰?) (来源:科普时报 作者:张佳星 责任编辑:曹锐怡)
日期:2024-06-21 17:06:39
编者按:5月21日,新加坡航空公司SQ321航班在飞行过程中因严重气流颠簸,紧急备降泰国曼谷素万那普国际机场。突发情况致一名乘客遇难,数十人受伤并被送往医院接受治疗。乘客回忆称,在遭遇气流颠簸时,机舱内人员和物品被抛起或翻倒,令人猝不及防。航空专家初步判定是飞机遭遇了晴空湍流,这种湍流往往隐藏在看似平静无云的晴空之中,对飞行安全会构成潜在威胁。 今天,我们就围绕晴空湍流——这个难解的专业术语及其背后的科学及影响与应对展开交流。 专家顾问: 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室研究员 郭建平 中国民航大学副教授 庄子波 中国民用航空中南地区空中交通管理局气象中心首席预报员 钟加杰 中国民用航空中南地区空中交通管理局气象中心高级工程师 陈春元 晴空颠簸因何起? “大涡里面套小涡,大涡给小涡以速度,小涡里面有更小的涡,直至被粘性耗散。”英国科学家路易斯·理查森曾这样描述湍流。 湍流,这股自然界的神秘力量,承载着大气中热量、动量和物质的传输与交换,由不同尺度大小的湍涡相互叠加形成。 而晴空湍流(Clear Air Turbulence,简称CAT),是指在对流层上层或平流层下层,没有明显对流活动时,由大气不规则的流动所引起的现象。 晴空湍流的形成过程复杂,主要源于大气中不同速度、方向或温度的气流相遇,其形成机制也较复杂。 “首先是由高空急流导致的。”庄子波介绍,高空急流是自西向东流动的强劲气流,在流动过程中,可能会因地球自转、地形地貌等多种因素而产生波动和剪切,从而形成湍流。 其次,山脉阻挡也是重要因素,当大量空气气流撞击山脉时,会因前行路径受阻而被迫上升。由于这种“空气块”的密度较大,当其上升至高层密度相对低的大气层位时,会因“错位”而下降。这种物理升降作用连续发生时,便会产生气流振荡,形成湍流。 大气温度差异的作用同样不容忽视,它会导致空气密度变化,进而引发气流的垂直运动。当冷暖气流相遇时,它们之间的相互作用会产生湍流。此外,太阳辐射热力作用、山地波向上伸展,以及垂直风切变等都可能单独或共同作用,形成更强烈的晴空湍流。 晴空湍流的强弱受到热力、动力等诸多因素影响。气流速度差异是关键因素之一,当速度不同的气流相遇时,速度差异越大,产生的湍流越强烈。因此,高空急流等高速气流区域易出现强烈的晴空湍流。其次,当气流方向发生急剧变化时,会形成剪切力,进而引发湍流。地形地貌对气流的阻碍作用也会引发湍流,特别是在山脉附近和峡谷地区,由于地形复杂多变,气流易受到干扰而形成湍流。此外,大气温度差异导致的气流垂直运动,以及冷暖气流的相互作用,也是产生湍流的重要因素。 郭建平团队的研究结果表明,晴空湍流在我国各地的高空都有可能出现,但具体频率和强度因地理位置和季节变化而有所不同。受太阳辐射影响,我国南方比北方更易出现晴空湍流;受云雨影响,晴空湍流在冬季比夏季多发。 郭建平分析,高海拔地区空气稀薄,太阳辐射热力作用明显,由于高空急流和大气垂直运动的影响,使晴空湍流更易出现。例如,青藏高原、天山山脉等地区都是晴空湍流的高发区。植被覆盖较少的西北地区,出现晴空湍流的次数也较东南地区高。山脉对气流的阻碍作用也易引发晴空湍流,在我国,如秦岭、太行山、武夷山等山脉附近都是晴空湍流的高发区。同时,云层较少的地区,如夏季的华北平原和长江中下游地区,由于天气晴朗、云层较少,也易出现晴空湍流。 航空飞行受到哪些“隐秘”挑战? 航空气象学中,晴空颠簸一般是指6千米以上、与对流云无关的颠簸。 高空飞行时,尽管机舱外天气晴朗,飞机有时也会出现上下摇晃,甚至剧烈抖动等情况。这是因为飞机在高空遭遇了晴空湍流,从而导致颠簸。 “晴空湍流最主要的特征是不可预见性和突发性。”庄子波说,与常见的由云层或风暴引起的湍流不同,晴空湍流如同穿了“隐形衣”,难以被肉眼或光学仪器直接观察到,给飞行员带来极大挑战。 此外,由于湍流各个尺度之间伴随着剧烈的能量交换和较大的风切变,飞机遭遇湍流时易引起飞机空速和迎角的显著变化,造成飞机升力发生突变,导致飞机突然爬升或骤降。 晴空湍流对飞机的影响体现在多个方面。它可能会使飞机在空中出现不规则晃动,不仅影响乘客的舒适感,还会对飞行员的操作产生干扰,增加飞行事故风险。在重度湍流中,飞机会剧烈颠簸,其姿态和高度会在短时间内难以控制,危及飞行安全。 此外,晴空湍流会影响飞机的飞行性能,包括飞行速度、高度和稳定性等,还会增加飞行成本。为避开湍流,飞行员可能被迫改变航路或飞行高度层,导致飞机无法在最佳巡航高度飞行,不仅增加油耗,还可能引发飞机维修、旅客伤亡、诉讼等意外情况,从而增加航空公司的运营成本。根据国际航空运输协会(IATA)统计,飞机遭遇强湍流以后,即使没有明显损伤,也需停飞进行维护检查,产生额外的停飞成本。 “晴空湍流也易对低空飞行器和无人机等造成影响。”郭建平表示,如无人机、人工影响天气飞机上搭载的精密仪器或设备,都易因颠簸出现故障或损坏。 庄子波分析,飞机的翼载荷和飞行速度是影响飞机颠簸的主要因素。飞机的翼载荷是飞机单位机翼面积上承受的飞机重量,对于某一机型的飞机,可理解为飞机的重量,飞机重量越大,受到垂直阵风冲击后产生的加速度会越小,飞机的颠簸相对较弱。反之,翼载荷小的飞机,对于外界同样的湍流强度,其颠簸就较强。而飞机处于高速飞行时(大于600千米/小时),飞行速度越大,同样的大气湍流的扰动对飞机的迎角和空速影响越小,附加升力变化越小,飞机振幅和振动周期缩短,飞行高度变化较小,常常只是“抖动”;低速飞行时,飞行速度越大,意味着单位时间内遇到的湍流频率越高,飞行员可能感受到更频繁的颠簸。 “飞行员报告(PIREPs)是了解、研究、预报晴空颠簸的重要数据源。根据我们分析的2017年至2023年PIREPs中的飞机颠簸数据来看,晴空颠簸呈逐年增加的趋势。”据庄子波介绍,我国东部地区的颠簸频率最高,可能与东部航班数量多有关,四川、新疆和琼州海峡等地区也报告了较高的颠簸遭遇频率。强颠簸随着高度的提升呈增加趋势,同时也呈现一定的季节特征,即春冬季较多,夏秋季较少。同时他表示,PIREPs可能有一定偏差,存在飞行员遭遇却没有报告的情况,或报告的位置有偏差,以及报告的颠簸强度有一定的主观因素等。 如何捕捉,提前防范? 晴空湍流因其在晴朗天气下的隐蔽性,难以被飞行员察觉,同时也不易被卫星和天气雷达所捕捉,被认为是飞行过程中可能遭遇的重大气象灾害之一。面对晴空湍流带来的诸多不利影响,如何提前采取措施“躲开”它呢? 郭建平指出,受垂直观测手段不足的限制,晴空湍流的监测和预报仍是世界“难题”。此外,晴空湍流发生和影响的范围有限,生消过程极为迅速、难以监测,因此具有隐蔽性、突变性和局地性强等特点,目前尚缺乏对晴空湍流全天候近实时的监测预警能力。 尽管捕捉晴空湍流充满挑战,但现代科技还是提供了一些监测和预报的手段。晴空湍流虽属小尺度天气现象,但与高空急流等大尺度运动关系紧密。因此,在单个晴空湍流事件研究中,卫星图像具有覆盖面广的优势,能很好地提供晴空湍流周围的大尺度天气形势。然而,郭建平表示,由于卫星图像时空分辨率较低,难以捕捉小尺度运动,仅依靠应用卫星影像研究晴空湍流相对受限,需结合飞机观测、数值模式输出、高分辨率探空等多种资料,才能提高对晴空湍流的数值预报能力。 气象雷达探测通过向空中发射电磁波,检测来自云雨滴、雪或冰晶等微小物质的回波强度来监测天气的变化。强降水对雷达的反射能力很强,因此利用气象雷达探测强对流天气非常有效,还可以通过探测云、水等的回波测出云区存在的湍流。然而,晴空湍流由于空气透度较大、区域水汽较少,难以被气象雷达准确监测。 郭建平表示,湍流发生的尺度小,不同大小的湍涡彼此之间会发生碰撞,产生相互影响。“就像两个人吐的烟圈相碰撞,想要预测其轨迹非常困难。”传统的湍流探测手段以地面、塔基观测方式为主,难以探测从地面到云附近的信息。风廓线雷达以其全天候连续观测、自动化等优势,可实时提供水平风风向、风速、垂直速度、折射率结构常数等要素,在晴空风场观测中发挥着重要作用。 近年来,我国已经在全国范围内广泛部署风廓线雷达,特别是在京津冀、长江三角洲等大城市群地区,构建了密集的风廓线雷达中尺度观测网。郭建平介绍,风廓线雷达能够实时探测大气中的三维风场,并通过监测气流速度和方向的变化间接推断出湍流的存在。 对于民航客机而言,庄子波认为可基于探测和数值预报两个途径,提前防范晴空湍流。前者可通过机载天气雷达监测晴空湍流,但由于目前机载天气雷达的探测体制和探测原理,使得晴空条件下回波载体较少,捕捉晴空湍流依旧存在难度。不过,我国民航客机航路相对固定,可利用飞机自身开展监测,实现颠簸预警信息实时共享。“把同时运行在我国空域内的飞机看成一个传感器网络,任何一架飞机感知到颠簸后,可将其感知到的颠簸位置、高度及强度等信息与其他飞机或地面空管部门共享,以实现航路上对晴空颠簸的监测和预警。”庄子波认为,这是目前最可行且成本最低的应对晴空湍流的方式之一。 对于晴空颠簸预报,庄子波表示,其核心是观测数据的利用。“机载快速存取记录器(QAR)气象数据及PIREPs记录了颠簸的特征信息,可为预报产品提供危险天气的样本库,同时为数值预报产品的验证评估提供参照,是不可多得的颠簸预警预报资料。 晴空湍流虽然难以捕捉,但通过不断深入的研究,我们理解和监测它的能力也在不断提升。相信未来我们能够更有效地应对晴空湍流带来的挑战,确保航空安全和飞行效率。 全球变暖,加剧飞机颠簸风险? 近年来,有研究表明,受全球变暖影响,晴空湍流正在大幅度增加。2023年英国雷丁大学学者发布在《地球物理研究快报》的一项研究发现,1979年至2020年北大西洋上空的重度及以上的晴空湍流增加了50%以上。晴空湍流增加最明显的区域为中纬度地区,包括北大西洋上空和美国上空(世界上最繁忙的航线之一)。 研究人员发现,晴空湍流的增加可能是气候变化对大气高层风速影响所致。北大西洋上空出现的重度及以上晴空湍流的持续时间从1979年的17.7小时增加到2020年的27.4小时,增加了近一倍;中度及以上晴空湍流出现的时间从70.0小时增加到96.1小时,增加了37%;轻度及以上晴空湍流持续时间从466.5小时增加到546.8小时,增加了17%。 研究同时发现,美国、欧洲、中东和南大西洋上空的其他繁忙航线中出现的湍流也显著增加,自1979年以来,美国大陆上空重度及以上的晴空湍流增加了41%。湍流每年会给美国航空业造成1.5亿至5亿美元的损失。该研究称,除非采取大规模减排行动,否则未来可能出现更多湍流。 对于上述观点,陈春元表示赞同。“全球变暖影响了高海拔地区的风向和风速,使得大气流动更加不稳定,从而增加了晴空湍流的发生频率和强度。” 郭建平表示,在全球变暖背景下,青藏高原等高纬度地区的晴空湍流发生频次较平原地区更高,出现晴空湍流的概率将越来越大。 据悉,郭建平团队借助我国120个高空气球观测反演得到一套长时间序列的湍流廓线数据集,长期趋势分析结果表明,我国大部分地区飞机巡航高度的湍流呈明显的增强趋势,这主要由全球变暖导致的垂直风切变增强所致。 然而,这并非全球变暖影响晴空湍流的全貌。“借助中国气象局大气垂直观测数据和多套再分析资料反演得到的湍流趋势呈现出很大的空间非均一性,因此,不能说从南到北、从东到西,陆地、海洋、高山、冰川上空的晴空湍流都在增加。尽管其增强区域占比超过50%,但并非全部地区都在增强,还受下垫面、云雨和多尺度环流等影响。”郭建平认为,未来还需对此展开进一步研究。 晴空湍流造成 这些飞行事故 近年来,因晴空湍流导致的航空飞行事故时有发生。 案例一: 2024年5月21日新加坡航空SQ321航班在从伦敦飞往新加坡的途中,飞行到缅甸上空时遭遇晴空湍流,导致飞机急速下降,最终在泰国曼谷素万那普国际机场紧急着陆。 该飞机载有211名乘客和18名机组人员,事件导致一名乘客死亡,数十人受伤并被送往当地医院接受治疗。新加坡交通部公布的初步调查结果显示,该航班在飞越缅甸南部时遇到气流对流活动,致其重力急剧变化,飞行高度在4.6秒内突然下降54米,机舱内未系好安全带的乘客被抛向空中后快速摔下。 案例二: 2023年7月10日,中国国际航空公司CA1524航班在从上海飞往北京过程中突遇晴空湍流。猛烈的下坠将工作中的空乘人员和部分乘客甩向天花板,客舱顶部的标示牌受损,杂物散落一地。 飞机剧烈颠簸过程中有一名旅客和一名空乘人员受伤,飞机正常落地后,两名伤者被送往医院治疗。 案例三: 2023年3月1日,一架由美国飞往德国的航班,起飞90分钟后,在11300米的高空突遇晴空湍流。飞机出现严重颠簸,并坠落了大约305米。 当时,机舱内的餐饮服务刚进行到一半,仍有人在舱内走动。最终,这架载有172名旅客的飞机上,有7人受伤。 案例四: 2018年10月18日,阿根廷航空公司一架空客A330客机在从美国迈阿密飞往阿根廷布宜诺斯艾利斯途中遭遇晴空湍流。 飞机载有192名乘客,晴空湍流使得飞机急速升降,短时间内飞机高度在-700英尺(213米)到+1500英尺(457米)之间变化。剧烈颠簸使得机舱乱作一团,机舱装饰顶板豁开,内部结构清晰可见,同时造成15名乘客受伤。 如何应对 突如其来的颠簸呢? 作为乘客来说,应听从乘务员的安全指令,停止使用卫生间,快速回到座位,立刻系好安全带。如果离座位较远,乘客应立即蹲下,抓住旁边的固定物体,如座椅护手等;如果正在使用卫生间,需要立即抓住马桶旁辅助手柄。 钟加杰表示,飞行过程中,应时刻系紧安全带,以最大限度减少剧烈颠簸时受伤的可能。有研究显示,大多数在湍流中受伤的乘客和空乘人员当时都没有系安全带。因此,飞行过程中应系好安全带,尽量避免受到冲击。 (作者:罗澜 孙玉萍 于震宇 责任编辑:曹锐怡)