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(shàngwǔ)还(hái)(hái)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月至11月是厦门的汛期(xùnqī)，其间气温偏高，雨水偏多。而(ér)7月开始到10月又是厦门的台风季，天气变化可能更加剧烈。

所谓“天有不测风(cèfēng)云”，天气瞬息万变(shùnxīwànbiàn)。在厦门(xiàmén)，有一群守望天气的人，他们运用各种利器测风、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(bǔqí)高空风观测短板 每一两分钟生成一组数据

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

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

“空中其实不(bù)完全是‘空’的，风里总有微小的湍流(tuānliú)，就像空气中的‘小疙瘩’。当电磁波撞到这些‘小疙瘩’时，会(huì)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(gōngzuò)原理主要依靠多普勒效应，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(shuō)，P波段波长较长，穿透力(chuāntòulì)强，具有(jùyǒu)全天候、高精度的探测优势，在不同天气条件下，都能发挥关键作用。“比如，当前在某位置(wèizhì)探测到一个‘小疙瘩’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)雷达传输回来的数据十分及时，每隔三五分钟，就会(huì)传输一次；在加密观测(guāncè)模式下(xià)，每一两分钟就可生成一组风廓线数据——这是一款“百米级、分钟级”的“捕风神器”。天气晴朗时，它能提供(tígōng)详细的大气风场和湍流信息，帮助气象预报员更准确地把握大气变化；降水(jiàngshuǐ)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。

这个雷达目前正在试运行，它(tā)将补齐厦门高空风观测短板，为天气预报提供更加(gèngjiā)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(zǎowǎn)固定时间放飞两次 可与全球气象数据交互比对

在气象观测中(zhōng)，有许多雷达(léidá)被运用：天气雷达、风廓线雷达、激光雷达和云雷达等，根据功能可分为测云(cèyún)雷达、测雨雷达、测风雷达。在市气象局的(de)探测“宝盒”里，储备着许多先进工具。其中，在捕风的“工具箱”里，除了测风雷达，还有高空(gāokōng)探测气球，它(tā)可携带高空气象探空仪，在地面至3万米高空中采集气压、温度、湿度、风向、风速等数据。

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

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

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

升球、绑仪器，两人小心翼翼地配合，生怕探空仪沾(zhān)了水，影响监测数据。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(de)绳子松掉，探空气球迅速(xùnsù)飘升，几十秒后隐没在天空中。

蔡昱(càiyù)珣和俞锋坐在电脑前(diànnǎoqián)，时刻监测着两个探空仪传输回来的数据。升空4分51秒后，高空气象探空仪显示，温度为12.2℃、气压(qìyā)838.2百帕、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(qìqiú)可升到3万米高空，如遇下雨等恶劣天气，气球就只能在1.7万米至2万米高空之间。这是(shì)蔡昱珣多年的经验总结。当天(dàngtiān)是东南偏东风，气球往翔安(xiángān)方向飘去。19时33分，气球冲破(chōngpò)500百帕（约5500米），蔡昱珣感叹：“过了，安全了，放心了！”顺利通过500百帕是他们放球的目标，没有过这个线，就算施放(shīfàng)失败，得重新放球。

20时01分，监测数据显示，气压快速上升，雷达仰角变小。蔡昱(càiyù)珣和俞锋迅速判断：气球炸了——它在放飞45分21秒(miǎo)后(hòu)，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。蔡昱珣说，相比高空气象探空仪，北斗(běidǒu)卫星导航探空仪监测数据(jiāncèshùjù)更精准、故障率低，监测数据也可实现自动传输。

　　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(zhàozi)里有口重数十吨的(de)“大锅” 探测台风暴雨冰雹等能力出众

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

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

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

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

除了这些庞然大物，市气象局的(de)工具箱里还有许多更为小巧的雷达(léidá)(léidá)设备，比如X波段(bōduàn)的相控阵雷达，与S波段双(shuāng)偏振雷达作用类似。这个小巧玲珑的家伙转速很快，每一分钟就扫描一圈，探测半径达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(suànfǎ)，生成未来天气。

郑辉坐在电脑前，值班时需要面对多个(duōgè)显示屏，根据显示屏上的各类数值(shùzhí)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。他是市气象台的气象预报员，从业已(yǐ)10年。

一名优秀的(de)(de)预报员，要懂得显示屏(xiǎnshìpíng)上不同数值模式产品的优劣、探测数据各项物理量的意义，并能够凭借经验，根据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(xūqiú)编写了有用的辅助工具(fǔzhùgōngjù)，比如相控阵天气雷达强天气监控告警系统：一旦遇到强对流天气，系统可及时对雷达回波进行识别告警，并监控强降水、大风和低能见度等天气，同时自动(zìdòng)统计全市雨量(yǔliàng)并进行排名，自动生成文本和短信(duǎnxìn)，即刻发布到手机上。

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

2024年，中国气象局与相关单位联合发布“风清”“风雷”“风顺”三大AI系统。这些(zhèxiē)系统在台风、暴雨(bàoyǔ)、高温、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(qìxiàngyùbào)。

通过大量数据(shùjù)的(de)训练，以及预报员经验的融入，AI可以自动生成(shēngchéng)预报结果，且准确率不断提高。据了解，厦门市气象台是(shì)福建省气象局数字预报岗建设首批(shǒupī)试点单位，如今已初步形成“数据—算法—产品—服务”的数字化(shùzìhuà)业务流程，日常气象预报业务流程自动化率已达到95%。按照规划，今年将基本实现日常预报流程全部自动化，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，预报员一部分职责也发生转变——负责审核、优化、订正AI输出(shūchū)的内容。“预报员要(yào)学会驾驭(jiàyù)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(jìshù)研发和决策服务转化。”

三维立体监测和(hé)AI助力

厦门有山、有海、有湾、有城，虽然面积小，但地形复杂，对于天气的精准预报(yùbào)来说(láishuō)，是个不小的挑战。一场突发的大雨，可能影响地面重要(zhòngyào)活动的举办；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(qūyù)在哪里，什么时候能停歇，这都会影响飞机航班的安排和(hé)起落……

市气象台副台长(fùtáizhǎng)、首席预报员张伟说，有三维立体监测和AI的(de)助力(zhùlì)，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也在不断提升，但大众的要求也在不断提高，对“2小时内分钟级短时临近天气精准预报”正成为公众(gōngzhòng)和行业要求。

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

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(wúrén)小岛灯塔考察

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

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

要是台风等极端(jíduān)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(càijiān)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，任堃和同事也要负责气象自动站的选址建设。2023年，任堃和同事租了小船，穿上(shàng)救生衣，爬上无人小岛上十多米(shíduōmǐ)高的灯塔，考察灯塔上能否有条件建自动站。最终，他们选择(xuǎnzé)了一个沿海小岛礁建立海岛站，监测海上(hǎishàng)的雾、雨、风等，为海上航行(hángxíng)提供基础数据。

“追风”25年放飞无数(wúshù)气球 每天重复相同的观测步骤

放飞探空气球(qìqiú)的高空探测(tàncè)(tàncè)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(gāo)空中却刮起好几级大风(dàfēng)，或者气球放飞不久就下大雨。蔡昱珣说，他们得先了解当天(dàngtiān)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，每天重复(chóngfù)着相同的观测(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(yǎnlǐ)透露着对高空观测事业的热爱与执着。

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