工美博览·产区竞秀｜千件鹭岛珍品参展 科技赋能智创未来

最近的天气，仿佛时刻在“变脸”，上午还晴空万里，午间突然来一场瓢泼大雨；白天还好好的，夜里就雷雨交加，扰人清梦……老天爷“变脸”如翻书。厦门气象部门表示，每年4月(yuè)至11月是(shì)厦门的汛期，其间(qíjiān)气温偏高，雨水偏多。而7月开始到10月又是厦门的台风季，天气变化可能(kěnéng)更加(gèngjiā)剧烈。

所谓“天有不测风云”，天气瞬息万变。在厦门，有一群守望(shǒuwàng)天气的人，他们(tāmen)运用各种利器(lìqì)测风、测雨、测云，为我们解码“天机”，读懂“老天爷的脾气”。

P波段风廓线雷达是今年引进的新设备。

补齐高空风观测短板 每一两分钟生成(shēngchéng)一组数据

大雾弥漫，能见度不足50米，快到海沧蔡尖尾山顶时(shí)，一座白色庞然大物矗立在眼前。这是厦门市气象局今年引进(yǐnjìn)的新设备——P波段(bōduàn)风廓线雷达，也是全省首台。

占地225平方米(píngfāngmǐ)、重数十吨，这个白色的“大家伙”在雨雾中也很(hěn)显眼。但(dàn)这点雨雾对它来说不足挂齿——它有看不见的长长“触角”，一旦启动，可从(cóng)5个不同方向高频向高空中发射电磁波束，波束最高能到16公里。

“空中其实不完全是‘空’的，风里总有微小的湍流，就像空气(kōngqì)中的‘小疙瘩(gēdā)’。当电磁波撞到这些‘小疙瘩’时，会像回声一样反射并被雷达接收。”市气象局装备保障工程师任堃解释，雷达的工作原理(yuánlǐ)主要(zhǔyào)依靠多普勒效应，通俗(tōngsú)地讲，就是发射电磁波—接收电磁波—计算机分析处理。

任堃说，P波段波长较长，穿透力强，具有全天候、高精度的探测优势，在不同天气(tiānqì)条件下，都能发挥关键作用。“比如，当前(dāngqián)在某位置(wèizhì)探测到一个‘小疙瘩(gēdā)’的回波，一秒钟后在另(lìng)一个位置探测到这个‘小疙瘩’的回波，这两个位置的距离相减，就可以推算出风速。”任堃说。

新的(de)(de)雷达传输回来的数据十分及时，每隔三五分钟(fēnzhōng)，就会传输一次；在加密观测模式下，每一两分钟就可生成一组风廓线(fēngkuòxiàn)数据——这是一款(yīkuǎn)“百米级、分钟级”的“捕风神器”。天气晴朗时，它能提供详细的大气风场和湍流信息，帮助气象预报员更准确地(dì)把握大气变化；降水时，它又能详细描绘降水云体的风场，为气象预报和中小尺度天气研究提供更精确的数据。

这个(zhègè)雷达目前正在试运行，它将补齐(bǔqí)厦门高空风观测短板，为天气预报提供更加准确的数据。

矗立在蔡尖尾山上的“大白球”，主要用来监测云的含水量，目前正在“换脑”更新升级。

每天早晚固定时间放飞两次(liǎngcì) 可与全球气象数据交互比对

在(zài)气象观测(qìxiàngguāncè)中，有许多雷达被运用：天气雷达、风廓线雷达、激光雷达和云雷达等(děng)，根据功能可分为测云雷达、测雨雷达、测风雷达。在市气象局的探测“宝盒”里，储备着许多先进工具(gōngjù)。其中，在捕风(bǔfēng)的“工具箱”里，除了测风雷达，还有高空探测气球，它可携带高空气象探空仪，在地面至3万米高空中采集气压(qìyā)、温度、湿度、风向、风速等数据。

放飞探空气球是市气象局的“传统项目”。北京时(shí)间每日(měirì)7时15分和19时15分放飞。“全球(quánqiú)同步施放，方便全球气象数据交互比对。”高空探测工程师蔡昱珣说。

记者采访当天，天气阴沉，能见度不高，天空还飘着小雨，有2—3级微风，这并不是一个施放(shīfàng)气球的(de)好天气。18时45分，蔡昱珣把两个不同型号的探空仪放在(fàngzài)(zài)基测箱上进行测试——跟以往不同，除了在气球的绳子上绑上高空(gāokōng)气象探空仪外，他们还增加了一个北斗卫星导航探空仪。

19时，另一名值班人员俞锋打开仓库(cāngkù)，拿出气球和绑绳，开始为气球充灌氢气。当天下着小雨，空气湿度大，他(tā)多充了近700克氢气，这样即使探空气球沾了雨水，也(yě)能升得高一点。

升球、绑仪器(yíqì)，两人小心翼翼地配合，生怕探空仪沾了水，影响监测数据(jiāncèshùjù)。19时15分，俞锋把气球拿到房顶。“一、二(èr)，放！”俞锋话音刚落，手中的绳子(shéngzi)松掉，探空气球迅速飘升，几十秒后隐没在天空中。

蔡昱珣(xún)和俞锋坐在电脑前，时刻监测着两个探空仪传输回来的数据(shùjù)。升空4分51秒后，高空气象探空仪显示，温度为12.2℃、气压838.2百帕(bǎipà)、湿度100%。蔡昱珣说，探空气球可测量大气中的温度、湿度、气压、风向、风速等，为天气预报提供(tígōng)基础数据。

天气晴朗，气球可升到3万米(wànmǐ)高空，如遇下雨(xiàyǔ)等恶劣天气，气球就只能在1.7万米至2万米高空之间。这是蔡昱珣多年的(de)经验总结。当天是东南偏东风，气球往翔安方向飘(piāo)去。19时33分，气球冲破500百帕（约5500米），蔡昱珣感叹：“过了，安全了，放心了！”顺利通过500百帕是他们放球(fàngqiú)的目标，没有过这个线，就算施放失败，得重新(chóngxīn)放球。

20时01分，监测数据显示，气压快速上升，雷达仰角(yǎngjiǎo)变小。蔡昱珣和俞锋迅速判断：气球(qìqiú)炸了——它在放飞45分21秒(miǎo)后，在上升到1.7万米的高空后炸掉了。

这次放飞过程(guòchéng)还算顺利。蔡昱珣(xún)说，相比高空气象探空仪，北斗卫星导航探空仪监测数据更精准、故障率低，监测数据也可实现(shíxiàn)自动传输。

　　放飞探空气球是市气象局的“传统项目”。 受访者供图

“足球”罩子里有口重数十吨的“大锅” 探测台风暴雨冰雹等(děng)能力(nénglì)出众

除了测风神器(shénqì)，还有测雨利器。矗立在蔡尖尾山上的“大白球”，是S波段双偏振雷达，主要用来监测云的含水量。2016年试运行时，它是国内第一部(dìyībù)整机生产(shēngchǎn)的S波段双偏振多普勒气象雷达。

这个被取名为“天语舟”的大白球，表面像颗足球，由洁白(jiébái)的玻璃钢精心(jīngxīn)拼接而成，里面包裹着直径约10米、重数十吨的一口“大锅”。这口“大锅”就是这个多普勒(duōpǔlēi)雷达的天线。

在(zài)那个“足球”罩子里，“大锅”360°旋转，每6分钟向空中扫一圈，理论上(shàng)探测半径可达460公里，对台风、暴雨、冰雹等灾害性天气的探测能力(nénglì)出众。

如今，它(tā)正在更新升级。从今年3月开始(kāishǐ)，市气象局组织人手对“大白球”进行(jìnxíng)“换脑”——更换了更先进的天线和发动机，转速提高(tígāo)，扫描一圈的用时从6分钟缩减至3分钟，扫描范围更广、更大。“对于龙卷风、冰雹、强对流等极端或者(huòzhě)灾害性天气，可以发现得更早。”任堃说。

除了这些庞然大物，市气象局的工具箱里还有许多更为小巧的雷达设备，比如X波段的相控阵雷达，与S波段双偏振(piānzhèn)雷达作用类似。这个(zhègè)小巧玲珑的家伙转速(zhuànsù)很快，每一分钟(yìfēnzhōng)就扫描一圈，探测半径(bànjìng)达80公里。任堃说，相比S波段双偏振雷达，它的转速更快、分辨率更高，且与大型雷达数据互为补充。

日常气象预报业务流程(yèwùliúchéng) 自动化率已达95%

无论测风、测雨、测云，这些先进设备都不是(búshì)单一存在的。它们的数据被汇入超级计算机中心，通过各种技术和(hé)算法，生成未来天气。

郑辉坐在(zuòzài)电脑前，值班时需要面对多个显示屏，根据显示屏上的(de)各类数值模式、实况观测数据，并结合本地气候特征，制作精细化的天气预报。他(tā)是市气象台的气象预报员，从业已10年。

一名优秀的(de)预报员，要懂得显示屏上不同数值模式产品(chǎnpǐn)的优劣、探测数据各项物理量的意义，并能够凭借经验，根据(gēnjù)这些数值和曲线预测天气走向，为各类可能发生的情况做出预警。

郑辉爱钻研。工作间隙，他根据业务服务需求编写了有用的辅助工具，比如相控阵天气雷达强(qiáng)天气监控告警系统(xìtǒng)：一旦(yídàn)遇到强对流天气，系统可及时对雷达回波进行(jìnxíng)识别告警，并监控强降水、大风和(hé)低能见度等天气，同时自动统计全市雨量并进行排名，自动生成文本和短信，即刻发布到手机上。

随着(suízhe)人工智能技术在气象领域的深度应用，天气预报的流程和效率都得到了优化。郑辉等气象预报员(yuán)的一部分工作也发生了改变。

2024年，中国气象局与相关单位(dānwèi)联合发布“风清”“风雷”“风顺”三大AI系统。这些系统在台风、暴雨、高温(gāowēn)、寒潮等灾害性天气预报，以及短时临近强降水预报方面，都展现出显著(xiǎnzhù)优势(yōushì)，还首次实现未来0—60天自主可控的无缝隙智能气象预报。

通过大量数据的训练，以及预报员经验的融入，AI可以(kěyǐ)自动(zìdòng)生成预报结果，且准确率不断提高。据了解，厦门市气象台是福建省气象局数字预报岗建设首批试点单位，如今已初步形成“数据—算法—产品—服务”的数字化业务流程，日常气象预报业务流程自动化(zìdònghuà)率已达到95%。按照规划(guīhuà)，今年(jīnnián)将基本实现日常预报流程全部(quánbù)自动化，到2028年，在预报预警流程方面也将实现自动化。

郑辉说，目前(mùqián)AI气象模型仍存在一定程度的偏差，有时候会出现错漏，预报员(yùbàoyuán)(yùbàoyuán)一部分职责也发生转变——负责审核、优化、订正AI输出的内容(nèiróng)。“预报员要学会驾驭人工智能，工作内容也要从传统日常预报向影响预报和风险预警上转变，向技术研发和决策服务转化。”

三维立体(lìtǐ)监测和AI助力

厦门有山、有海、有湾(yǒuwān)、有城，虽然面积小，但地形复杂，对于天气的精准预报来说，是个不小的挑战。一场突发的大雨，可能(kěnéng)影响地面重要活动的举办(jǔbàn)；一阵海上大风，也可能影响正在建设的重点工程；雷暴大雨天气重点区域在哪里，什么时候能停歇，这都会影响飞机(fēijī)航班的安排和起落(qǐluò)……

市气象台副台长、首席预报(yùbào)员张伟说，有三维立体监测和AI的助力，现在的天气预报更加有底气。例如，台风的路径预测更加精准，暴雨预警的发布准确率(zhǔnquèlǜ)也在不断提升，但大众的要求也在不断提高(tígāo)，对“2小时内分钟级短时临近天气精准预报”正成为公众和行业(hángyè)要求。

张伟说，精密监测是为了精准预报，精准预报是为了给社会提供精细的(de)服务。需求是无限的，但作为关注“天机(tiānjī)”、守望天气的人，追寻永远在路上(lùshàng)。

任堃和同事爬上灯塔考察。 受访者供图

钻进白球“心脏”维护设备 爬上无人小岛灯塔考察(kǎochá)

“工具箱”中的(de)精密仪器，需要安装、维护、保养……任堃就是守护(shǒuhù)它们的人之一。

任堃说，大的仪器(yíqì)每个月至少要维护一次。比如，蔡尖尾山上(shānshàng)的“大白球”，维护时需要钻进白球“心脏”——直径50厘米的小洞中，看发动机有没有(yǒuméiyǒu)漏(lòu)机油，有没有被老鼠咬，还要拿吸尘器吸出日常转动中产生的碎屑，如果零件有损坏，也得及时修补。

要是台风等极端天(tiān)气来临，他们更要值守，保障设备不会出现故障(gùzhàng)，或出现故障后能立刻(lìkè)修复。任堃说，2023年7月，台风“杜苏芮”登陆福建，给厦门带来狂风暴雨。他在蔡尖尾山上值守4天，吃泡面，睡折叠床，紧盯着“大白球”。

除了日常维护，任堃和(hé)同事也要负责气象自动(zìdòng)站(zhàn)的选址建设。2023年，任堃和同事租了小船，穿上救生衣，爬上无人小岛上十多米高的灯塔，考察(kǎochá)灯塔上能否有条件建自动站。最终，他们选择了一个沿海小岛礁建立海岛站，监测(jiāncè)海上的雾、雨、风等，为海上航行提供基础数据。

“追风”25年放飞无数气球 每天重复相同的(de)观测步骤

放飞探空(tànkōng)气球(qìqiú)的(de)高空探测工程师，又被称为“追风(zhuīfēng)的人”。蔡昱(càiyù)珣追了25年风，从她手里放飞的探空气球数不胜数。但每一次值班，蔡昱珣都如履薄冰，一刻也不敢放松。“无论节假日，无论刮风下雨，探空气球都必须准点放飞，这样才能保证高空气象探测资料的代表性、比较性和准确性。” 蔡昱珣介绍。

天气瞬息万变，也许地面是清风拂面，但高空中却刮起好几级大风，或者(huòzhě)气球放飞不久就(jiù)下大雨。蔡昱珣说，他们得先了解(liǎojiě)当天天气情况，预估天气异变可能，找准角度才能成功施放气球。

“看朝霞，等落日(luòrì)，每天重复着相同的(de)观测(guāncè)步骤，有点枯燥乏味，但对把脉天气意义重大。”蔡昱珣的眼里透露着对高空观测事业的热爱与执着。

文/厦门(xiàmén)晚报记者 李小庆 图/厦门晚报记者 刘东华 （除署名外(wài)）