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卫星助力积雪监测 气象保障更上一层楼

2009-11-24 08:22:29 编辑:连治华 来源: 中国天气网 【字体:
 

中国天气网讯 茫茫宇宙,气象万千。从远古占卜天气的记载到今天的天气预报、气候预测,人类对于追踪天气预测的步伐从来没有停歇。而如今的卫星已不单单是应用于行车导航,在气象观测领域可是发挥着不小的作用。

11月以来,我国大部出现了入冬以来的首次大范围降雪天气,部分地区甚至达到暴雪的级别,积雪深度突破历史极值。那么这些雪量级别,积雪深度是如何获得的?怎么才能了解到降雪都影响到哪些地区?中国气象局国家卫星气象中心遥感应用室高级工程师刘诚接受了本网的采访。


中国气象局国家卫星气象中心遥感应用室高级工程师刘诚(赵嫣嫣摄)

气象卫星无缝隙监测

这次大范围降雪过程中,气象部门提供了很多积雪监测信息及服务。回归雪情信息的最初来源,气象卫星可谓是一大“功臣”。

中国气象局国家卫星气象中心遥感应用室高级工程师刘诚介绍到,积雪监测是利用卫星资料对全球地域积雪覆盖进行监测。“与地面监测系统相比,气象卫星的覆盖范围更广,可以监测到更多地区且更精细的信息。比如风云三号卫星,在此次强降雪过程中发挥了重要作用,提供了大量信息。”

多年来,卫星中心建设了气象卫星地面接收处理系统,这个系统由我国的四个地面站组成。“当卫星经过我国地面站上空时,一边观测一边往地面拨发资料。地面站接受到资料后,通过通信卫星或光缆传送到卫星中心大楼里,由卫星中心气象卫星的主系统来对资料进行处理,从中提取关于积雪监测的信息,生成卫星遥感雪情监测图(如下图),然后结合地理信息进行解析编辑。”

卫星遥感监测北方地区积雪
11月12日,FY3A/VIRR北方地区监测图

上图是此次我国北方地区积雪监测图。在风云三号12日12时北方地区积雪监测图中可看出,山西、河北的晴空区域均为积雪,陕西中部和北部、宁夏绝大部分地区、甘肃东部、内蒙古中部有大范围积雪。

通过积雪覆盖监测图便可以得知,受降雪天气过程影响,我国哪些省、哪些地方地面有积雪,积雪覆盖面积多大、厚度多深,地方积雪占本省国土面积的比例,不同地区每天积雪覆盖的变化和发展状况,随之也就可以了解到哪些地方受降雪影响较大,积雪覆盖是否会对高速公路、铁路、机场等交通、航运带来影响。


11月12日,FY3A 气象卫星遥感积雪深度估算图

(上图)利用风云三号资料制作的积雪深度估算图中(灰色为云,粉红色、深蓝色、浅蓝色分别表示积雪深度为20厘米以上、10-20厘米、 0-10厘米),山西、河北大部为云区覆盖,山西、河北晴空区的积雪厚度在20厘米以上,宁夏、陕西北部、内蒙古中部部分地区积雪厚度在20厘米以上。

每天都会有多个国内外气象卫星对我国地面进行监测,从而使我国每天可获得多次的地面信息。获得连续的监测信息,可较好的反映降雪以来各省市积雪覆盖的变化和发展状况,通过连续监测,可以估算出积雪在地面持续的天数。积雪持续越久,影响可能越大。

气象卫星资料能够较客观地反映大范围积雪覆盖的变化和雪灾状况,尤其是在气象情报不足,气候条件恶劣的山区、牧区以及人口不密集地区,卫星遥感资料是唯一能为雪灾分析和气候研究提供雪情信息的手段。

随着遥感应用的不断深入和计算机技术的迅速发展,气象卫星资料已逐步成为我国许多地区积雪监测不可缺少的有效工具。比如,新疆、青海、甘肃、内蒙古等地区先后研制了适合于当地使用的卫星遥感积雪监测系统,在各地区冬季积雪监测和雪灾分析中发挥了重要作用。

积雪监测挑战重重

“天有不测风云”,充分说明了天气监测存在难度。云是影响积雪监测的一大因素,云的存在会直接影响卫星观测系统的辐射和能量,使光学仪器无法穿透,这给利用光学仪器的积雪遥感监测造成很大困难。

我国是一个积雪广布,雪灾多发的国家,积雪主要分布在青藏高原,东北,内蒙古,北疆和天山等地区。刘诚分析,复杂的地理环境和气候背景以及多变的降雪天气系统,导致了我国积雪分布极不均匀,覆盖特征也各不相同,造成了积雪遥感和雪灾分析的复杂性,尤其是给我国大范围积雪动态监测带来很大的困难。

积雪的多寡不仅是影响气候变化的重要因子,也是影响干旱和半干旱地区农牧业发展的重要因素。尤其是冬春季的低温和大风雪引发的雪灾,还会阻塞交通,威胁牧区人民生命财产安全。如果积雪较长时间覆盖草场,将造成牧畜行走和觅食困难,进而引起牲畜饥饿,死亡,给牧业生产带来严重损失。

近年来,随着气候变暖和环境恶化,气候异常事件时有发生,不同程度的雪灾交替在各地区出现,直接影响牧畜越冬,使人民生命财产遭受损失。

因此,做好积雪和雪情监测,及时发现雪灾,帮助灾区人民采取有效救援措施,历来是中央和地方政府非常重视的工作,积雪和雪灾监测的研究也是倍受重视。


刘诚(左)接受中国天气网采访(赵嫣嫣摄)

卫星监测助力防灾减灾

卫星遥感资料及时提供全球雪覆盖面积和变化的准确监测信息,为防灾减灾作出了重大贡献。采访中刘诚提起了让他印象深刻的2008年初的南方雨雪灾害,卫星监测起到了重要作用。

受冰冻、降雪灾害影响,当时我国许多省通讯、电力设施都受到严重阻碍,部分地区地面观测、探测系统也受到不同程度影响,卫星资料是监测此次过程最可靠的数据源。

以风云二号C、D星为代表的静止气象卫星,对预报降水的位置、强度以及降水累计评估方面提供了大量的预报素材和观测资料,弥补了数值天气预报时空分辨率的不足;以风云一号D星为代表的静止气象卫星,提供了一公里分辨率的降水区云系分布特征图像和云系的温度等,为降雪预报提供依据。


资料图片:2008年南方冰冻灾害

卫星监测更上一层楼

此外,为了充分发挥气象卫星资料在冬季积雪监测中的作用,跟踪监测全国积雪分布和变化,掌握雪灾发生,发展的特点和规律,从2007年开始,卫星中心在区域积雪监测的基础上,研制了风云三号微波成像仪以雪深和雪融化成水的深度估算产品,可穿云透雾。而此次降雪过程,也首次应用了这个产品,在积雪和雪灾监测中发挥了重要作用。

风云三号微波成像仪是我国风云系列气象卫星中第一个在轨运行的被动微波成像仪器,填补了我国被动微波天基成像观测的空白。风云三号微波成像仪可全天候实施动态跟踪监测强对流天气;获取全球海洋上空大气可降水总量、云中液态水含量及地面降水量等重要信息。为灾害性天气监测和全球气候研究提供重要依据。(采写:刘珺)

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