研制世界領(lǐng)先的多波束X波段和C波段雙極化相控陣?yán)走_(dá)，開(kāi)展多類型設(shè)備組網(wǎng)協(xié)同觀測(cè)試驗(yàn)，攻克龍卷風(fēng)監(jiān)測(cè)時(shí)空分辨率不足的難題，實(shí)現(xiàn)龍卷風(fēng)智能識(shí)別和快速預(yù)警，是廣東省氣象局氣象探測(cè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)當(dāng)下和未來(lái)幾年必須要啃下的“硬骨頭”。

2020年，在廣東省氣象局技術(shù)總師敖振浪的帶領(lǐng)下，省氣象探測(cè)數(shù)據(jù)中心聯(lián)合珠海納睿雷達(dá)科技股份有限公司、中國(guó)氣象科學(xué)研究院等單位組成項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，依托廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目進(jìn)行科研攻關(guān)，旨在開(kāi)展多波束雙極化相控陣?yán)走_(dá)研制及龍卷風(fēng)探測(cè)業(yè)務(wù)應(yīng)用，重點(diǎn)解決龍卷風(fēng)探測(cè)設(shè)備、觀測(cè)方法、智能識(shí)別及快速預(yù)警等“卡脖子”技術(shù)問(wèn)題。

不畏任重，不懼時(shí)艱，邁向國(guó)際先進(jìn)水平，是團(tuán)隊(duì)成員的信念與決心，但他們明白，對(duì)雷達(dá)研發(fā)的各項(xiàng)難題需要逐個(gè)攻關(guān)。

截至目前，廣東省新一代S波段天氣雷達(dá)組網(wǎng)觀測(cè)（已建設(shè)12部）涵蓋了組網(wǎng)雷達(dá)同步控制系統(tǒng)軟件研制、硬件改造以及工程建設(shè)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新成果，近兩年建成的粵港澳大灣區(qū)X波段雙極化相控陣天氣雷達(dá)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)（已建設(shè)22部）也逐步在中小尺度強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中取得顯著成效，并將與新一代S波段天氣雷達(dá)組網(wǎng)觀測(cè)“協(xié)同作戰(zhàn)”，編織捕捉龍卷風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、暴雨等強(qiáng)對(duì)流天氣的天羅地網(wǎng)。目前，粵港澳大灣區(qū)X波段雙極化相控陣天氣雷達(dá)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面組網(wǎng)應(yīng)用，在災(zāi)害天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中發(fā)揮了重要作用。

“現(xiàn)有S波段新一代天氣雷達(dá)在設(shè)計(jì)上更加適用于大范圍的探測(cè)和預(yù)警，由于地球曲率的影響，低空區(qū)域特別是1000米以下的空域探測(cè)存在盲區(qū)，X波段雙極化相控陣天氣雷達(dá)具有的超高時(shí)空分辨率探測(cè)能力，能夠較好地彌補(bǔ)低空探測(cè)的不足，從而有效覆蓋中小尺度強(qiáng)對(duì)流頻發(fā)的低空區(qū)域，使快速變化的災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)不漏網(wǎng)，也有助于定量估測(cè)降水更加準(zhǔn)確可靠。”敖振浪說(shuō)。

在已實(shí)現(xiàn)S波段新一代天氣雷達(dá)組網(wǎng)與X波段雙極化相控陣天氣雷達(dá)組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)突破傳統(tǒng)，對(duì)龍卷風(fēng)探測(cè)業(yè)務(wù)發(fā)起“進(jìn)攻”。

“多波束雙極化相控陣?yán)走_(dá)研制及龍卷風(fēng)探測(cè)業(yè)務(wù)應(yīng)用”項(xiàng)目利用X波段在粒子敏感性和測(cè)量精度方面的優(yōu)勢(shì)和C波段在探測(cè)距離、雨衰、相位敏感性方面的均衡性能，設(shè)計(jì)“4+1+1+N”組網(wǎng)布局模式，由X波段精細(xì)化雷達(dá)、C波段高速搜索雷達(dá)和輔助監(jiān)測(cè)設(shè)備等構(gòu)成觀測(cè)網(wǎng)；設(shè)計(jì)協(xié)同自適應(yīng)觀測(cè)策略和同步觀測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)探測(cè)交叉區(qū)域回波精準(zhǔn)同步，形成三維格點(diǎn)場(chǎng)，解決龍卷風(fēng)監(jiān)測(cè)預(yù)警探測(cè)超精細(xì)時(shí)空分辨率、無(wú)縫隙、全覆蓋及智能識(shí)別的問(wèn)題。

此外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還研制了兩型龍卷風(fēng)專用雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)超精細(xì)時(shí)間和空間探測(cè)能力的雙重突破，這正是團(tuán)隊(duì)提出的“獵犬偵測(cè)法”——建立多種設(shè)備組成的協(xié)同觀測(cè)網(wǎng)，聯(lián)合監(jiān)測(cè)龍卷風(fēng)；利用多源觀測(cè)數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究龍卷風(fēng)宏微觀特征，提取特征參量，建立強(qiáng)對(duì)流識(shí)別模型，基于該模型利用模糊邏輯法實(shí)現(xiàn)龍卷風(fēng)的智能識(shí)別；提出基于智能識(shí)別結(jié)果的龍卷風(fēng)分級(jí)預(yù)警新概念，設(shè)計(jì)基于監(jiān)測(cè)結(jié)果的全媒體直通式即時(shí)預(yù)警發(fā)布體系；利用數(shù)值模擬技術(shù)，揭示龍卷風(fēng)的精細(xì)三維結(jié)構(gòu)，研究分析龍卷性超級(jí)單體的形成機(jī)理。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，突發(fā)性強(qiáng)的龍卷風(fēng)等災(zāi)害性天氣造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡逐漸增多，應(yīng)對(duì)災(zāi)害性突發(fā)天氣的壓力與日俱增，防災(zāi)減災(zāi)工作任務(wù)艱巨。協(xié)同組網(wǎng)觀測(cè)及龍卷風(fēng)探測(cè)業(yè)務(wù)研究，將大大提高特定區(qū)域的龍卷風(fēng)和致災(zāi)大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)的預(yù)警時(shí)效，為政府部門(mén)應(yīng)急指揮提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息，促使其有效組織此類氣象災(zāi)害的防御，及時(shí)疏散受災(zāi)區(qū)域人員，從而最大限度減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失。

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