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(biànliǎn)”，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(fānshū)。厦门气象部门表示，每年(měinián)4月至11月是厦门的汛期(xùnqī)，其间气温(qìwēn)偏高，雨水偏多。而7月开始到10月又是厦门的台风季，天气变化可能更加剧烈。

所谓“天有不测风云”，天气瞬息万变。在厦门，有一群守望天气的人，他们运用(yùnyòng)各种利器(lìqì)测风、测雨、测云，为我们(wǒmen)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(duǎnbǎn) 每一两分钟生成一组数据

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的(de)新(xīn)设备——P波段风廓线雷达，也是全省首台。

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

“空中其实(qíshí)不完全是‘空’的，风里总有微小(xiǎo)(wēixiǎo)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，雷达的工作原理主要依靠多普勒效应，通俗地讲，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(quántiānhòu)、高精度的探测(tàncè)优势，在不同天气条件下(xià)，都能发挥关键作用。“比如，当前在某位置探测到一个‘小(xiǎo)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(xīn)的雷达传输回来的数据(shùjù)十分及时，每隔三五分钟，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数据——这是一款“百米级(jí)、分钟级”的“捕风神器”。天气晴朗时，它能提供详细(xiángxì)的大气风场(fēngchǎng)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(de)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，有许多(xǔduō)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雷达、测雨雷达、测风雷达。在市气象局的探测“宝盒(bǎohé)”里，储备着(zhe)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。

放飞探空气球是市气象局的(de)“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对(duì)。”高空探测工程师蔡昱珣说(shuō)。

记者采访当天，天气阴沉，能见度不高，天空还(hái)飘着(zhe)小雨，有2—3级微风，这并不是(búshì)一个施放气球的好天气。18时45分，蔡昱珣把(bǎ)两个不同型号的探空仪放在(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，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(gāo)一点(yìdiǎn)。

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

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

天气晴朗，气球可升到3万米高空，如遇(rúyù)下雨等恶劣天气，气球就只能在1.7万米至(zhì)2万米高空之间。这是蔡昱(càiyù)珣多年的经验总结。当天是东南偏东风(dōngfēng)，气球往翔安方向飘去。19时33分，气球冲破500百帕（约5500米），蔡昱珣感叹：“过了(le)，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(zhègè)线，就算施放失败，得重新放球。

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

这次(zhècì)放飞过程还算(suàn)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”罩子里有口重数十吨的“大锅” 探测台风暴雨(bàoyǔ)冰雹等(děng)能力出众

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

这个被取名为“天语舟(zhōu)”的(de)大白球，表面像颗足球，由洁白的玻璃钢精心拼接而成，里面包裹着直径约10米、重(zhòng)数十吨的一口“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，“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、暴雨、冰雹等(děng)灾害性天气的探测能力出众(chūzhòng)。

如今，它正在更新升级。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(fādòngjī)，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。“对于龙卷风、冰雹、强对流等极端(jíduān)或者灾害性天气，可以发现(fāxiàn)得更早。”任堃说。

除了这些庞然大物(pángrándàwù)，市气象局的工具箱(gōngjùxiāng)里还有许多更为小巧的雷达(léidá)设备，比如X波段的相控阵雷达，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(zhuànsù)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 自动化率已达(dá)95%

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

郑辉坐在电脑前，值班时需要面对多个显示屏(xiǎnshìpíng)，根据显示屏上的各类数值模式、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。他是市气象台的气象预报(qìxiàngyùbào)员，从业已10年(nián)。

一名优秀的预报员，要懂得显示屏上不同数值(shùzhí)模式产品的优劣、探测数据(shùjù)各项物理量的意义(yìyì)，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编写了有用的辅助工具，比如相控阵天气(tiānqì)雷达强天气监控(jiānkòng)告警系统：一旦遇到强对(duì)流天气，系统可(kě)及时对雷达回波进行识别告警，并监控强降水、大风(dàfēng)和低能见度等天气，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。

随着人工智能技术在气象领域(lǐngyù)的深度应用，天气预报的流程和效率都得到了优化。郑辉等(děng)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。这些系统在台风、暴雨、高温、寒潮等(děng)灾害性天(tiān)气预报，以及短时临近强降水预报方面，都展现出显著优势，还首次实现未来0—60天自主(zìzhǔ)可控(kěkòng)的无缝隙智能气象预报。

通过大量数据的(de)训练(xùnliàn)，以及预报员经验的融入，AI可以自动生成预报结果，且准确率(zhǔnquèlǜ)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(shìdiǎndānwèi)，如今已初步(chūbù)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，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(chéngdù)的偏差(piānchā)，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输出的内容。“预报员要(yào)(yào)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(dìxíng)复杂，对于天气的(de)(de)精准预报来说，是个不小的挑战。一场突发的大雨，可能影响地面重要活动的举办；一阵海上(hǎishàng)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(dōu)会影响飞机航班的安排和起落……

市气象台副台长、首席预报员张伟说，有三维立体监测和AI的(de)助力，现在的天气预报更加有底气(dǐqì)。例如，台风(táifēng)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(dàzhòng)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”正成为公众和行业要求。

张伟说(shuō)，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，但作为(zuòwéi)关注“天机”、守望天气的人，追寻永远在路上。

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 爬上无人小岛灯塔(dēngtǎ)考察

“工具箱”中(zhōng)的精密仪器，需要安装、维护、保养……任堃(rènkūn)就是守护它们的人之一。

任堃说，大(dà)的(de)仪器每个月至少要维护一次。比如，蔡尖尾山上的“大白球”，维护时需要钻进白球“心脏”——直径50厘米的小洞中，看发动机有没有漏机油，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(yě)得及时(jíshí)修补。

要是台风(táifēng)等极端天气来临，他们更要值守，保障设备不会(búhuì)出现故障，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(dēnglù)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(zhédiéchuáng)，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(jiànshè)。2023年(nián)，任堃和同事租了小船，穿上救生衣，爬(pá)上无人小岛上十多米高的灯塔，考察灯塔上能否有条件建自动站。最终，他们选择了一个沿海(yánhǎi)小岛礁建立海岛站，监测海上的雾、雨、风等，为海上航行提供基础数据(shùjù)。

“追风”25年放飞无数气球 每天重复(chóngfù)相同的观测步骤

放飞探空气球的高空探测工程师，又被称为“追风的人”。蔡昱(càiyù)珣追了25年风，从(cóng)她手里放飞的探空气球数不胜数。但每一次值班，蔡昱珣都(dōu)如履薄冰，一刻也(yě)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(jièshào)。

天气(tiānqì)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，或者气球放飞不久就下大雨。蔡昱珣说，他们得先了解当天天气情况，预估(yùgū)天气异变可能(kěnéng)，找准角度才能成功施放气球。

“看朝霞，等落日，每天重复着相同的观测(guāncè)步骤(bùzhòu)，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(shìyè)的热爱与执着。

文/厦门晚报记者(jìzhě) 李小庆 图/厦门晚报记者 刘东华 （除(chú)署名外）