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(piáopōdàyǔ)；白天还好好的，夜里就雷雨交加，扰人清梦(rǎorénqīngmèng)……老天爷“变脸”如翻书。厦门气象部门表示，每年4月(yuè)至(zhì)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(yòu)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，他们运用各种(gèzhǒng)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 每(měi)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，一座白色庞然大物矗立在眼前。这是(zhèshì)厦门市气象局今年引进的(de)新设备——P波段(bōduàn)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(de)“大家伙(dàjiāhuo)”在雨雾中也很(hěn)显眼。但这点雨雾对它来说不足挂齿——它有(yǒu)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，波束最高能到16公里。

“空中(zhōng)(kōngzhōng)其实不完全是‘空’的，风里总有(zǒngyǒu)微小的湍流，就像空气中的‘小疙瘩’。当电磁波撞到这些‘小疙瘩’时(shí)，会像回声一样反射并被雷达接收。”市(shì)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(shuō)，P波段波长较长，穿透力强，具有全天候、高精度(gāojīngdù)的探测优势，在(zài)不同天气条件下，都能发挥关键作用(guānjiànzuòyòng)。“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，就可以推算出风速。”任堃说。

新的雷达传输回来的数据十分及时，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(kě)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(tā)能提供详细的大气(dàqì)风场和湍流信息，帮助气象预报员更(gèng)准确地把握大气变化(biànhuà)；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。

这个雷达目前正在试运行(shìyùnxíng)，它将补齐厦门高空风观测短板，为(wèi)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(měitiān)早晚固定时间放飞两次 可与全球气象数据交互比对

在(zài)气象(qìxiàng)观测中，有许多雷达(léidá)(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(fēnwéi)测云雷达、测雨雷达、测风雷达。在市气象局的探测“宝盒”里(lǐ)，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、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”。北京时间每日7时15分和(hé)19时15分放飞。“全球同步(tóngbù)施放，方便全球气象数据交互比(bǐ)对。”高空探测工程师蔡昱珣说。

记者采访当天，天气阴沉(yīnchén)，能见度不高，天空还飘着小雨，有2—3级微风，这并不是一个施放气球的好天气。18时45分，蔡昱(càiyù)珣把两个不同型号的探空仪放在基测箱(jīcèxiāng)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(wài)，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(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(le)近700克氢气，这样即使探空气球沾了雨水，也能升得(shēngdé)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，影响监测数据。19时(shí)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(yǐnméi)在天空中。

蔡昱珣(xún)和俞锋(yúfēng)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(miǎo)后，高空气象探空仪显示，温度为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。这是蔡昱珣多年的经验总结(jīngyànzǒngjié)。当天是东南偏东风，气球往翔安(xiángān)方向飘去。19时33分，气球冲破(chōngpò)500百帕(bǎipà)（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，没有过这个线，就算施放失败(shībài)，得重新放球。

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

这次放飞过程还算顺利。蔡昱(càiyù)珣说，相比高空(gāokōng)气象探空仪，北斗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”罩子里有口重数十吨的“大锅” 探测(tàncè)台风暴雨冰雹等能力出众(chūzhòng)

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波段双偏振(piānzhèn)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波段双偏振多普勒气象雷达。

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

在那个“足球”罩子里，“大锅(dàguō)”360°旋转，每6分钟向空中扫一圈，理论上探测半径可达(kědá)460公里，对台风、暴雨、冰雹等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月开始，市气象局组织人手(rénshǒu)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，扫描一圈的用时从6分钟(fēnzhōng)缩减至3分钟，扫描范围(fànwéi)更广、更大。“对于龙卷风、冰雹、强对流等极端或者灾害性天气，可以(kěyǐ)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(lǐ)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(hěnkuài)，每一分钟就(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(tā)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存在的。它们的数据被汇入超级计算机中心，通过各种技术(jìshù)和(hé)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，根据显示屏上的各类数值模式、实况观测(guāncè)数据，并结合本地气候特征，制作精细化的天气预报。他是(shì)市气象台的气象预报员，从业已(yǐ)10年。

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、探测数据各项物理量的意义，并能够凭借经验，根据这些数值和曲线(qūxiàn)预测(yùcè)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天气监控告警(gàojǐng)系统(xìtǒng)：一旦遇到强对流(qiángduìliú)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、大风和低能见度等天气，同时自动统计(tǒngjì)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得到了优化。郑辉等气象预报员(yuán)的一部分工作(gōngzuò)也发生了改变。

2024年，中国气象局与相关(xiāngguān)单位(dānwèi)联合发布“风清”“风雷”“风顺”三大AI系统(xìtǒng)。这些系统在台风、暴雨、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(xiǎnzhù)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(jīngyàn)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建设首批(shǒupī)试点单位，如今(rújīn)已初步形成“数据—算法—产品—服务(fúwù)”的数字化业务流程，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(jiāng)(jiāng)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(móxíng)仍(réng)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(yě)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，工作内容也要从传统日常预报向影响预报和风险(fēngxiǎn)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，虽然面积小，但地形复杂，对于天气(tiānqì)的(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(yǐngxiǎng)地面重要活动的举办；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(nǎlǐ)，什么时候能停歇，这都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(zhāngwěi)说，有三维(sānwéi)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，对(duì)“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，精密(jīngmì)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”、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(pá)上无人小岛灯塔考察

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

任堃说，大的仪器每个月至少要维护(wéihù)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(suìxiè)，如果(rúguǒ)零件有损坏(sǔnhuài)，也得及时修补。

要是台风等极端天气(tiānqì)来临，他们(tāmen)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。他在蔡尖尾山上值守4天，吃(chī)泡面，睡折叠床，紧盯着“大白球”。

除了日常维护(wéihù)，任堃和同事也要负责(fùzé)气象自动(zìdòng)站的选址建设。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，考察灯塔上能否有条件(tiáojiàn)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(wù)、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

放飞探空气球的高空探测工程师(gōngchéngshī)，又被称为“追风的人”。蔡昱珣追了(le)25年风，从她手里放飞的探空气球数不胜数。但每(měi)一次值班，蔡昱珣都(dōu)如履薄冰，一刻也不敢放松。“无论节假日(jiéjiàrì)，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(cáinéng)成功施放气球。

“看朝霞，等落日，每天(měitiān)重复着相同的观测步骤，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(yǔ)执着。

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