科普：極地科考的氣象保障

2023-09-09 01:50:50 來源：新華社

新華社“雪龍2”號9月1日電（記者魏弘毅）在生活中，天氣預報很重要；在極地科考中，天氣預報更重要。

近日，由自然資源部組織的中國第13次北冰洋科學考察各項作業(yè)逐步進入收尾環(huán)節(jié)。縱觀科考全程，隨船氣象保障是科考作業(yè)順利進行的重要前提。

(相關(guān)資料圖)

復雜多變的北極天氣

夏季船行北極，陪伴科考隊員時間最長的天氣，是灰蒙蒙的陰天和頻繁的海霧。

一組數(shù)據(jù)揭示了北極天氣的復雜性：截至8月29日，考察隊穿越白令海峽進入北冰洋36天。這36天中出現(xiàn)了6次大風過程、4次降雪過程和幾十次海霧過程，僅有3天晴天，近35%的時間能見度不足1公里。

這是7月25日從“雪龍2”號極地科考破冰船駕駛臺拍攝的景色。根據(jù)“雪龍2”號極地科考破冰船駕駛臺廣播，北京時間7月24日16時34分，中國第13次北冰洋科學考察隊穿越北極圈，進入北極海域航行。新華社記者魏弘毅攝

國家海洋環(huán)境預報中心高級工程師孫虎林介紹，海霧在北極夏季出現(xiàn)非常頻繁，持續(xù)時間也長，是北冰洋區(qū)別于其他海洋的最主要天氣特征，也是對北極船舶航行和科考作業(yè)影響最大的危險天氣。北極海霧的發(fā)生機理非常復雜，與夏季海冰面積減少、水汽熱量的向極輸送、近地面的逆溫層等都有密切關(guān)系。

“在世界極地科考史上，因為惡劣天氣而導致的船舶撞擊冰山、走錨、觸礁等事故時有發(fā)生。”孫虎林說。

隨船氣象保障與氣象觀測

隨船氣象保障，即針對極地科考船舶航行與各種科考作業(yè)而進行的氣象預報保障服務(wù)。

“我們每天需要向考察隊提供前方航線或作業(yè)區(qū)風速、浪高、能見度等相關(guān)天氣數(shù)據(jù)，為船舶航行提供參考。船舶是否需要加速、減速甚至改變航線以規(guī)避惡劣天氣和海況，都需要船長依據(jù)預報結(jié)果做出決策。”孫虎林說。

8月12日，科考隊員在布放海冰物質(zhì)平衡浮標。當天，中國第13次北冰洋科學考察隊乘坐“雪龍2”號極地科考破冰船航行至北緯81度附近海域，正式開始海冰綜合調(diào)查作業(yè)。新華社記者魏弘毅攝

氣象預報同樣保障著科考作業(yè)的順利進行。“比如冰站作業(yè)，為了防范北極熊，能見度一旦低于500米，就必須馬上通知冰上作業(yè)人員返回船艙。”孫虎林表示，“我們的任務(wù)，就是根據(jù)收集到的氣象預報數(shù)據(jù)，為相應(yīng)作業(yè)項目找到適合的天氣窗口，保障科考作業(yè)盡可能順利進行，不耽誤或少耽誤船時。”

準確的氣象預報離不開及時的氣象觀測，這也是貫穿本航次科考全程的常規(guī)任務(wù)。科考隊員每天需要進行三次常規(guī)氣象觀測和三次氣象探空氣球布放。常規(guī)氣象觀測主要是對近地面的氣象、海況以及云、能見度、天氣現(xiàn)象等開展綜合觀測。氣象探空氣球是用于采集大氣垂直結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的一種全球常用設(shè)備，整套設(shè)備由充滿氦氣的氣球與吊在氣球下面的衛(wèi)星導航探空儀組成。

根據(jù)世界氣象組織要求，全世界所有氣象探空站必須每天在兩個時刻布放氣象探空氣球，以實現(xiàn)全球氣象數(shù)據(jù)的同步更新。本次科考中，為了進一步了解北極大氣環(huán)境，科考隊員還會在世界氣象組織要求的觀測時間以外多布放一次，以便收集更多數(shù)據(jù)。

“通過這些氣象探空數(shù)據(jù)可以更好了解大氣中的溫、壓、風、濕結(jié)構(gòu)，從而加強氣象保障，也有助于我國科研人員進一步認識北極大氣變化。”中國氣象科學研究院副研究員祁威說。

日益智能化的氣象預報技術(shù)

走進“雪龍2”號極地科考破冰船的氣象室，多個操作終端與甲板上的天氣觀測設(shè)備相連，傳回的天氣數(shù)據(jù)在電腦屏幕上實時更新，供科考隊員參考。

及時、可靠的隨船氣象保障，離不開日益智能化的氣象預報技術(shù)。

中國極地科考始于上世紀80年代。彼時，極地科考的氣象保障組需要借助天線接收氣象傳真圖，有時甚至需要根據(jù)每日收集的數(shù)據(jù)手繪天氣圖。氣象預報時效非常短，接收的預報資料種類也很有限。

1997年，中國國產(chǎn)船載氣象衛(wèi)星接收系統(tǒng)研制成功，極地科考實現(xiàn)了高分辨率氣象云圖的實時收集，從而能夠?qū)崟r獲取氣旋移動等關(guān)鍵氣象信息。

進入新世紀，通過逐步引進更加先進的衛(wèi)星接收系統(tǒng)，中國極地科考氣象預報現(xiàn)代化水平持續(xù)提升，預報時效也逐步延長。此外，船載海事衛(wèi)星終端的運用也實現(xiàn)了對不同國家天氣數(shù)據(jù)的同步收集。

2019年，中國自主研制的新一代船載氣象導航系統(tǒng)投入使用，極地科考氣象保障初步實現(xiàn)精細化、智能化。“這套系統(tǒng)可下載未來10天的天氣預報信息，并針對相應(yīng)航行海域提供定制化預報服務(wù)。”孫虎林說。

這是8月12日拍攝的首個海冰綜合調(diào)查作業(yè)站位全景。新華社記者魏弘毅攝

從手工作業(yè)到線上操作，從數(shù)據(jù)匱乏到匯總豐富的信息，船載氣象預報技術(shù)的日益智能化助力中國極地科考隊更加便捷、更加安全地完成任務(wù)，也成為中國極地科考事業(yè)不斷發(fā)展壯大的生動縮影。

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