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(zài)“变脸”，上午还(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，其间气温偏高，雨水偏多。而7月开始到10月又是厦门的台风(táifēng)季(jì)，天气变化可能更加剧烈(jùliè)。

所谓“天有不测风(cèfēng)云”，天气瞬息万变。在厦门，有一群守望天气的人，他们运用(yùnyòng)各种利器测风、测雨、测云，为我们解码“天机(tiānjī)”，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(měi)一两分钟生成一组数据

大雾弥漫，能见度不足50米(mǐ)，快到海沧蔡尖(càijiān)尾山顶时，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新(xīn)设备——P波段风廓线雷达，也是全省首台。

占地(zhàndì)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(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(qǐdòng)，可从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(bù)完全是‘空’的，风里总有微小(xiǎo)的湍流，就像空气中的‘小疙瘩’。当电磁波撞到这些‘小疙瘩’时，会像回声一样(yīyàng)反射并被(bèi)雷达接收(jiēshōu)。”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、高精度的探测优势，在不同(bùtóng)天气条件(tiáojiàn)下，都能发挥关键作用。“比如，当前在某位置探测到一个(yígè)‘小疙瘩’的回波，一秒钟后在另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(xiāngjiǎn)，就可以推算出风速(fēngsù)。”任堃说。

新(xīn)的(de)(de)雷达传输回来的数据十分及时，每隔三五分钟(sānwǔfēnzhōng)，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、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(xìnxī)，帮助气象预报员更准确地把握大气变化；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(jīngquè)的数据。

这个雷达目前正在(zhèngzài)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准确(zhǔnquè)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(shíjiān)放飞两次 可与全球气象数据交互比对

在气象观测中，有许多雷达(léidá)被运用：天气雷达、风廓线雷达、激光雷达和云(yún)雷达等，根据功能可(kě)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。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(wànmǐ)高空中采集气压、温度、湿度、风向、风速等数据(shùjù)。

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(shùjù)交互比对。”高空(gāokōng)探测工程师蔡昱珣说。

记者采访当天，天气阴沉，能见度不高(bùgāo)，天空还飘着(zhe)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，蔡昱珣(xún)把两个(liǎnggè)不同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(dǎoháng)探空仪。

19时，另一名值班人员俞锋(yúfēng)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(tā)多充了近700克氢气，这样即使探空气球沾了雨水，也能升得高一点。

升球、绑仪器，两人小心翼翼地配合，生怕探空仪沾了水，影响(yǐngxiǎng)监测数据。19时15分，俞锋把气球(qìqiú)拿到房顶。“一、二(èr)，放！”俞锋话音刚落，手中(shǒuzhōng)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(hé)俞锋坐在电脑前，时刻监测着两个探空(tànkōng)仪传输回来的数据。升空4分51秒后，高空气象探空仪显示(xiǎnshì)，温度为12.2℃、气压838.2百帕、湿度(shīdù)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，为天气预报提供基础数据。

天气晴朗，气球可升到3万米高空(gāokōng)，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。这是蔡昱珣多年(duōnián)的经验总结(jīngyànzǒngjié)。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(shùnlì)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(shí)01分，监测数据显示，气压快速上升，雷达仰角变小。蔡昱珣(xún)和俞锋迅速判断：气球炸了——它在(zài)放飞45分21秒后，在上升到1.7万米的高空后炸掉了。

这次放飞过程(guòchéng)还算(suàn)顺利。蔡昱珣说，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，监测数据也可实现自动传输(chuánshū)。

　　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(kǒuzhòng)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(cèyǔ)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(hánshuǐliàng)。2016年试运行时，它是国内第一部(dìyībù)整机生产的S波段双偏振多普勒气象雷达。

这个(zhègè)被取名为“天语舟”的大白球，表面像颗足球，由洁白的玻璃钢精心拼接而成，里面(lǐmiàn)包裹着直径约10米、重数十吨的一口“大锅(dàguō)”。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(měi)6分钟向(xiàng)空中扫(sǎo)一圈，理论上探测半径可达460公里，对台风、暴雨、冰雹等灾害性天气的探测能力出众。

如今，它正在更新升级。从今年3月开始，市气象局(qìxiàngjú)组织人手对“大白球”进行“换脑”——更换了更先进的(de)天线和(hé)发动机，转速提高，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(duìyú)龙卷风、冰雹、强对流等极端或者灾害性(zāihàixìng)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)设备，比如X波段的相控阵雷达，与S波段双偏振雷达作用类似。这个小巧玲珑的家伙转速很快，每一分钟(yìfēnzhōng)就(jiù)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(dàxíng)雷达数据互为补充。

日常(rìcháng)气象预报业务流程 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(shùjù)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。

郑辉坐在电脑前，值班时需要(xūyào)面对(miànduì)多个显示屏，根据显示屏上的各类数值模式、实况(shíkuàng)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10年。

一名(yīmíng)优秀的预报员，要懂得显示屏上不同(bùtóng)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(yùjǐng)。

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，比如相控阵天气(tiānqì)雷达强天气监控告警系统(xìtǒng)：一旦遇到强对流天气，系统可(kě)及时对雷达回波进行识别(shíbié)告警，并监控强降水、大风和低能见度等天气，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的深度应用，天气预报的流程和效率都(dōu)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(xiāngguān)单位联合发布“风清”“风雷”“风顺(fēngshùn)”三大AI系统。这些系统在台风、暴雨、高温、寒潮等(děng)灾害性天气预报，以及短时临近强降水预报方面(fāngmiàn)，都展现出显著优势，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可以自动生成预报结果，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(gǎng)建设首批试点单位，如今已(yǐ)(yǐ)初步形成“数据—算法—产品—服务”的数字化业务流程(liúchéng)(yèwùliúchéng)，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(fāngmiàn)也将实现自动化。

郑辉说，目前AI气象模型(móxíng)仍存在一定程度的偏差，有时候会(huì)出现错漏，预报员(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。“预报员要学会驾驭人工智能，工作内容也要从(cóng)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(yǒushān)、有海、有湾、有城，虽然面积(miànjī)小，但地形复杂，对于天气的精准预报来说(láishuō)，是个不小的挑战。一场突发的大雨，可能影响地面(dìmiàn)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在哪里，什么时候能停歇，这都会影响飞机航班的安排和起落……

市(shì)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。例如，台风的路径(lùjìng)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”正成为公众和行业(hángyè)要求。

张伟(zhāngwěi)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(wúrén)小岛灯塔考察

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

任堃(rènkūn)说，大的(de)仪器每个月至少(zhìshǎo)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，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，也得及时修补。

要是台风等极端(jíduān)天气来临，他(tā)们更要值守，保障设备不会出现故障，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，紧盯着“大白(dàbái)球”。

除了日常维护，任堃和(hé)同事(tóngshì)也要负责气象自动站的选址建设(jiànshè)。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，考察灯塔上能否有(yǒu)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，监测海上的雾、雨、风等，为海上航行提供(tígōng)基础数据。

“追风”25年放飞无数气球 每天重复相同(xiāngtóng)的观测步骤

放飞探空气球(qìqiú)的(de)高空探测(tàncè)工程师，又被称为“追风的人(rén)”。蔡昱珣(xún)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(shùnxīwànbiàn)，也许地面是清风拂面，但高(gāo)空中却刮起好几级大风，或者气球放飞不久就下大雨(dàyǔ)。蔡昱珣说，他们得先了解当天天气情况，预估天气异变可能，找准角度才能成功施放气球。

“看朝霞(zhāoxiá)，等(děng)落日，每天重复着相同的观测(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）