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让气象专家入迷宫 横断山脉气象预报难

2022-05-07 15:11:40    来源:科普时报

频频因火灾登上新闻的四川凉山,地处西南横断山系东北缘,海拔超过4000米的高峰有20多座,迎风坡、背风坡、峡谷随时都可能引起气流变化,出现风向突变。

这仅是横断山脉群气象变化的一个缩影。

横断山脉群位于青藏高原东南部,包括四川、云南两省西部和西藏自治区东部多列南北走向山脉及其附近地区,其是地球上最壮观、最密集的高山峡谷区,也是我国地质灾害发生最为频繁的区域,更是世界范围内公认数值预报模式结果不确定性最突出的区域。

准确把握这片区域的天气气候特征,究竟要面对多少难题?如何破解难题?3月31日,中国气象局、中国科学院等相关专家对此作了解读。

独特地貌,让人置身其中如入“迷宫”

横断山区,同时具有低纬高原、纵向岭谷、青藏高原东南缘破碎地形等独特地理位置和地形地貌,地处南亚季风和东亚季风的交汇带。

“这些特征可让每一位身处其中的气象专家如入‘迷宫’。”中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性研究中心正高级工程师段玮介绍说,横断山区不同寻常的南北走向与高低起伏的地形,对途经该区域的西风、东亚季风和南亚季风,既有东西向阻挡抬升作用,又有南北向的通道作用。尤其是作为西南季风水汽输送的南北向通道,这里也成了冷暖空气最活跃的区域之一。

比如在冬季,当冷空气经过重重山脉的阻挡,放慢脚步,由冷锋转变为准静止锋,徘徊在昆明和贵阳之间,便形成了昆明准静止锋。它可导致当地出现降温、降水及强对流天气,如果有充足的暖湿气流配合,常常会造成大范围的强降水及降雪天气。

另外,这里处于青藏高原东南缘,受强烈的辐射强迫和山区复杂地形影响,也有利于西南涡生成活跃,引起局地降雨,再与其他天气气候系统耦合更容易引发大暴雨,其东移会影响我国东部地区的降水。

降水不均匀,夜间、上午和下午峰值并存

特殊的地理环境与多尺度的天气气候系统,使得横断山区的天气气候影响因子众多,各类气象要素的区域差异显著,多种天气气候类型交织分布,不同地区的天气气候演变特征显著不同。

中国气象科学研究院研究员陈昊明介绍说,在横断山脉主体区域,因受下沉气流控制且山脉阻挡了低层东(东北)路冷空气,春冬季节的降水较东西两侧显著偏少,随着南亚和东亚夏季风爆发和推进,该地区才进入雨季。

而在横断山脉及周边地区,还可产生大量由局部孤立的中尺度系统造成的局地性强降水,这就使得该地区的降水过程成为一个非常复杂的科学问题。

横断山脉地区降水日变化的区域差异也同样明显,夜间、上午和下午峰值并存。甚至在一场雨中,降水的“不均匀”依然明显。在气象领域,有个专业术语可以描述这种情况,即降水不对称性,这是指一个降水事件的降水量达到峰值前后持续的降水小时数之比。横断山脉地区是全国降水不对称性最为突出的区域之一。

此外,横断山区高山深谷相间排列,高山上温度低,深谷温度高,迎风坡降水多,背风坡降水少,加之气温的垂直梯度分布和山谷风的局地环流,降水和气温在垂直方向和水平方向上区域差异极其明显。

破解难题,构建气象监测体系是必由之路

尽管“迷宫”错综复杂,但对横断山区气象预报难题攻关的必要性也显而易见。

作为气象灾害和气象衍生灾害(山洪、滑坡、泥石流等)最严重的地区之一,横断山区气象预报准确率的提高,不仅可为当地干旱、暴雨、冰雹等气象灾害的及时预警提供基础,关系百姓安危,还与下游地区预报质量的提高密切相关。

“从更大范围来看,攻关横断山区预报,对于西南地区乃至全国其他复杂地形区域的天气预报也有重要价值。”段玮表示,我国天气和气候特有的复杂性主要来源于复杂地形的强迫影响,可以说,做好多尺度、多形态地形交叠的横断山区天气气候预报研究,就解决了一半以上的预报难题。

“观测是预报的基础,也是突破瓶颈的先决条件。”中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室主任肖子牛介绍说,目前,横断山区的气象监测主要依靠地面和卫星资料,但是因为山区地形复杂,存在较大的监测盲区,观测网的布设面临诸多实际困难。

以云南为例,气象部门正在加强观测站网建设,继续填补地面观测空白,实现对复杂山地强降水、准静止锋和强对流等重要天气系统和雷电、大风、冰雹等气象灾害的较完整监测。

肖子牛也称,开展观测站网布局优化研究,找到布局敏感关键区,结合卫星开展空天一体化观测,才是未来解决问题的途径。(胡利娟)

关键词: 四川凉山 西南横断山系 横断山脉 西藏自治区

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