鄭楠 高玉宏 張小雪

【摘? ?要】隨著現(xiàn)代社會科學技術(shù)的快速發(fā)展，我國氣象預報水平不斷提升，時效性、精準度不斷增強，為自然災害防護提供重要依據(jù)。氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)是針對氣象預報需求，引入遙感技術(shù)、衛(wèi)星系統(tǒng)而形成的全新技術(shù)形式，能夠及時、有效預警，在暴雨預報、暴雨災害預防方面起到重要作用。本文簡要闡述了氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)，分析了氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)在暴雨預報中的應用方法，之后對氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)在暴雨預報中的應用發(fā)展趨勢進行展望。

【關(guān)鍵詞】氣象;暴雨預報;衛(wèi)星遙感技術(shù)

引言

暴雨是我國常見自然災害之一，隨著我國現(xiàn)代社會的發(fā)展，氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)水平不斷提升，應用技術(shù)更新?lián)Q代，其在暴雨預警中起到愈發(fā)重要的作用。現(xiàn)代社會生活中，大量科學技術(shù)應用于氣象遙感系統(tǒng)中，人們對暴雨預報的準確性、實時性提出了更高的要求，這就需要人們更加重視遙感技術(shù)在暴雨預報中的應用，優(yōu)化氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)的應用流程，積極引入更加先進的技術(shù)，豐富氣象衛(wèi)星遙感系統(tǒng)功能，為人們的生命財產(chǎn)安全提供技術(shù)保障。

1.氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)概述

氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)就是指借助遙感技術(shù)、輻射測量技術(shù)、衛(wèi)星系統(tǒng)，借助科學算法精準推演計算出大氣、海洋、陸地等各種物理量、生態(tài)參量的技術(shù)形式;在現(xiàn)代社會生活中，氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)主要運用于大氣監(jiān)測、天氣氣候預報、災害監(jiān)測等方面，在重大氣象防災減災中起到重要作用。氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)裝置攜帶多種氣象觀測儀，提前編制了大氣溫度、風力、濕度、云等多種氣象要素與天氣現(xiàn)象的參數(shù);衛(wèi)星承載氣象遙感器，能夠接收地球大氣層的可見光、紅外線、微波輻射數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號傳輸給地面站;之后由地面站將原來的電信號復原，借助系統(tǒng)功能繪制地表、云層、海綿的圖片，經(jīng)過處理與推演形成模型。在暴雨預報中應用氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)，工作人員在地面站獲取衛(wèi)星傳輸來的可見光云圖，對熱帶氣旋、云團移動趨勢進行監(jiān)測，一般情況下，白色表示太陽光反射強，灰黑色表示太陽光反射較弱;工作人員能夠利用紅外探測器獲取地區(qū)晴空大氣溫度、濕度的垂直分布情況，就散云中含水量、雨強分布情況，從而完成暴雨預報任務。

2.氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)在暴雨預報中的應用方法

2.1數(shù)據(jù)獲取與整理

在暴雨預報中應用氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)，需要明確暴雨監(jiān)測區(qū)域，作為黑龍江省佳木斯氣象衛(wèi)星地面站工作人員，需要選擇區(qū)域為佳木斯市市區(qū)內(nèi)各區(qū)域、市區(qū)周邊，設置在每天凌晨2時、上午8時、下午14時，晚上20獲取佳木斯地區(qū)的氣象地面圖。工作人員要選擇合適資料，針對“暴雨預報”需求，獲取所轄區(qū)域的太陽反射光數(shù)據(jù)、云團移動數(shù)據(jù)、大氣溫度數(shù)據(jù)、大氣濕度數(shù)據(jù)、云中韓數(shù)量數(shù)據(jù)、氣旋數(shù)據(jù)、冷風數(shù)據(jù)、氣旋合并數(shù)據(jù)等，分析數(shù)據(jù)規(guī)律，判斷云朵移動的方向與趨勢，從而實現(xiàn)暴雨數(shù)據(jù)分析。

2.2構(gòu)建暴雨預報模型

根據(jù)衛(wèi)星反射出來的數(shù)據(jù)整理結(jié)果，工作人員利用氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)系統(tǒng)軟件將其繪制成地面圖，選取監(jiān)測目標區(qū)域圖形，制作未來6小時的降雨預報模型。在模型建立環(huán)節(jié)，工作人員需要根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果確定目標區(qū)域內(nèi)的天氣特點，完成定性預報。之后進行定量預報，結(jié)合系統(tǒng)中的其他工具，比如：中尺度預報模式、傳真圖、物理量診斷功能、衛(wèi)星云圖、雷達回波數(shù)據(jù)等進行模擬構(gòu)建。一般情況下，工作人員可以利用衛(wèi)星云圖確定降水量，借助雷達回波訂正降水精準區(qū)域，獲取最終降水量數(shù)據(jù)。

2.3形成天氣推理模塊

形成暴雨預報模型之后，工作人員對模型進行研究分析，可以得到一些預報因子，形成本區(qū)域的降雨預報推理模型;推理模型的構(gòu)建，需要按照未來24小時內(nèi)的降雨量，參照地面站以往降雨量、10mm降雨參數(shù)指標進行推理，推理內(nèi)容如下：（1）氣旋運動情況，借助天氣圖查看分析氣旋運動情況;（2）根據(jù)預報模型計算降雨量是否≥10mm降水，推理降雨范圍的經(jīng)緯度;（3）預報模型中各個時間節(jié)點與前一天同時間的云量變化對比，計算相應范圍的經(jīng)緯度;（4）推理分析是否受到臺風影響，影響等級可以分為直接影響、間接影響、消失類等。通過傳真圖、天氣圖分析與推理以上因子情況，進一步深化預報模型，形成具體的暴雨預報大背景，提升暴雨預報的可靠性。

2.4計算降雨量

考慮到暴雨預報的復雜性，工作人員需要根據(jù)已經(jīng)得到的預報模型計算降雨量，進一步提升暴雨預報的精準性。在降雨量的計算過程中，工作人員需要根據(jù)系統(tǒng)功能獲取相應數(shù)據(jù)，之后分析衛(wèi)星云圖，根據(jù)云圖顯示確定搜索區(qū)域，明確且轉(zhuǎn)換參數(shù)坐標。之后，計算此區(qū)域的最大降水量、平均降水量，保存數(shù)據(jù)，得到具體降雨量。

2.5雷達修正實現(xiàn)預報

雷達修正是暴雨預報的最后環(huán)節(jié)，在氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)應用中，工作人員要意識到暴雨預報的及時性，借助系統(tǒng)中的雷達回波跟蹤監(jiān)測目標區(qū)域的降雨變化情況、暴雨預警等級，以此修正暴雨預報。工作人員采用雷達回波觀察降雨預報模型，能夠直觀看到降雨量變化、區(qū)域變化，修正預報內(nèi)容，更加準確的發(fā)出暴雨預警。雷達回波大小能夠直接影響降雨量監(jiān)測結(jié)果，能夠直接實時反映降雨情況變化，但是不具備對未來降雨情況的預測功能，因此，在這一環(huán)節(jié)，工作人員需要加強對目標區(qū)域經(jīng)緯度參數(shù)的控制，以此強化回波外推效果，實現(xiàn)暴雨預報目標。

3.氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)在暴雨預報中的應用發(fā)展趨勢

在氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)的應用過程中，各地區(qū)氣象衛(wèi)星地面站工作人員積極引入先進技術(shù)，不斷豐富系統(tǒng)功能，這也是佳木斯地區(qū)地面站在暴雨預報中應用衛(wèi)星遙感技術(shù)的努力方向。2019年，我國有關(guān)部門發(fā)出“全球氣象衛(wèi)星遙感動態(tài)監(jiān)測、分析技術(shù)及定量應用方法及平臺研究”研究項目，進一步發(fā)掘我國8顆風云系列氣象衛(wèi)星的氣象監(jiān)測與預報作用，通過構(gòu)建高精度快速輻射傳輸模式形成集成反演算法，有效提升了氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)應用進度，實現(xiàn)對全球云、氣溶膠、大氣土壤溫濕度等不同指標的高頻詞、高精度推演計算，氣象災害預報精度提升5%，實現(xiàn)了對臺風、暴雨、干旱、沙塵暴和雪災等氣象災害的實時定量監(jiān)測，衛(wèi)星遙感監(jiān)測成功率已經(jīng)超過80%，面積監(jiān)測精度超過85%。由此可見，在佳木斯地區(qū)地面站的工作中，工作人員要積極響應國家號召，主動引入先進技術(shù)，不斷提升氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)的應用能力，促進氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)應用的持續(xù)性發(fā)展。

4.結(jié)語

綜上所述，氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)是暴雨預報預警的主要技術(shù)，能夠直觀、精準發(fā)出暴雨預警，直觀呈現(xiàn)暴雨位置、降雨量，為人們的暴雨災害預防工作提供重要依據(jù)。在今后的氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)應用的過程中，建議立足暴雨預報需求，明確現(xiàn)代社會人們對暴雨預警的時效性、精準性、區(qū)域性要求，有方向的提升氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)水平，以多種技術(shù)加強遙感系統(tǒng)功能，加強數(shù)據(jù)整理與分析精準度，促使暴雨預報模型呈現(xiàn)精細化發(fā)展趨勢，準確計算降雨量，充分發(fā)揮氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)應用價值。

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作者簡介：鄭楠（1984.2-），女，黑龍江佳木斯人，本科，助理工程師，研究方向為氣象衛(wèi)星遙感天線。

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