淺談TWR智慧雷達在基層氣象服務中的應用

羅宇 王勝江 趙庭飛

摘 要：TWR智慧雷達是陜西興源電子設備有限公司在2018年基于TWR-01C數(shù)字化雷達系統(tǒng)上改進和研發(fā)的升級版，它在原有系統(tǒng)的基礎上增加許多功能，主要包含雷達產品、氣象產品、人影作業(yè)系統(tǒng)、雷達配置和地圖編輯五大部分，其中最大的亮點是增加了強對流天氣系統(tǒng)的識別，并實現(xiàn)了人工影響天氣作業(yè)自動化，進一步提高了基層氣象部門在開展人工防雹作業(yè)時的安全性和有效性。本文主要是分析黔西縣氣象局結合基層工作實際，在使用TWR智慧雷達開展氣象服務的過程中，總結其優(yōu)點和思考其不足的地方，旨在能更好的促進該系統(tǒng)在基層氣象服務中的應用，為進一步完善系統(tǒng)設置提供理論依據(jù)。

關鍵詞：淺談;智慧雷達;氣象服務;應用

1? 引言

貴州是一個干旱、冰雹等自然災害頻繁出現(xiàn)和工程性缺水嚴重的省份，每年都有不同程度的發(fā)生，對農業(yè)生產危害尤為嚴重。[1]隨著地方經(jīng)濟的發(fā)展，氣象服務需求越來越顯得重要。為提高作業(yè)效益，全省各地根據(jù)自身特點建成了以新一代天氣雷達為主的人工影響天氣業(yè)務技術系統(tǒng)，然而由于受地形地貌、局地氣候變化的影響，[1]全省氣象部門在建成多部新一代天氣雷達的基礎上陸續(xù)在各個縣級臺站建成了41部TWR-01C數(shù)字化雷達，自此，為更好的推進基層人影指揮和預報預警氣象服務發(fā)展，貴州縣級氣象部門大多形成以大雷達監(jiān)測為主，小雷達觀測為輔的汛期工作模式。

2? TWR智慧雷達在縣局氣象服務中的應用

為推進數(shù)字化雷達更有效的應用，2017年12月，陜西興源電子設備有限公司在原TWR-01C數(shù)字化雷達的基礎上，開發(fā)了新型智慧雷達軟件，該新型智慧雷達加入了天氣識別功能、針對云團強中心的作業(yè)參數(shù)指導，并將其作為人工影響天氣作業(yè)指揮系統(tǒng)的申請依據(jù)，為真正實現(xiàn)安全、規(guī)范、有效的作業(yè)預警機制和指揮體系奠定科學和技術的堅實基礎，該新型智慧雷達擬進入功能測試階段。據(jù)悉，TWR 智慧雷達可實現(xiàn)全過程自動運行、全過程智慧生成運行結果，不僅最大程度簡化操作，更能提供科學、準確的預報、預警產品和人影作業(yè)參數(shù)。黔西縣氣象局作為該雷達的首個試運行點，于2018年3月開始使用其開展汛期氣象服務。

2.1 形成“大雷達預警 小雷達指揮”的人影作業(yè)指揮模式

黔西縣氣象局在強對流天氣監(jiān)測預警中，主要依靠畢節(jié)、貴陽、遵義等新一代多普勒天氣雷達產品，在監(jiān)測到大雷達發(fā)現(xiàn)有天氣系統(tǒng)要移進我縣時，會先發(fā)布預警信息，等系統(tǒng)進入我縣后，由于強對流天氣一般有移速塊的特點，多普勒雷達產品更新延時在15分鐘左右，在利用其指揮各炮點進行人影作業(yè)時很難抓住有利的作業(yè)時機，導致作業(yè)效果盲目性大且不理想。這時智慧雷達的作用就顯現(xiàn)出來了。智慧雷達20秒掃描一圈，呈現(xiàn)出來的組合反射率基本符合實際天氣變化情況，它能實時監(jiān)測天氣系統(tǒng)的移動方向、發(fā)展情況、強度演變。直觀的雷達產品和呈現(xiàn)的移動趨勢極大的方便人影平臺指揮各炮點開展防雹作業(yè)，對于捕捉有利時機開展人影作業(yè)具有很好的促進作用，極大的提高作業(yè)效率。并且通過這次新型智慧雷達又增加了天氣系統(tǒng)預警和防雹作業(yè)功能，防雹作業(yè)系統(tǒng)包括雹云識別、雹云輸出、炮臺管理、彈藥參數(shù)、回波外推等功能，在天氣系統(tǒng)移動的過程中，會自動計算作業(yè)的最佳炮點及最佳時間。如果在以后的氣象現(xiàn)代化建設工作中全面實現(xiàn)炮站高炮自動化，結合智慧雷達加以整合應用，初步可以實現(xiàn)“威寧人影模式”，極大的方便了人影指揮作業(yè)，而且保證了作業(yè)人員安全。

2.2 在短時臨近天氣預報預警服務中的應用

基層氣象臺站TWR智慧雷達監(jiān)測產品基本代表實時天氣情況，對一些災害性、轉折性、突發(fā)性強的的中小尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)測具有重要意義，因為該類系統(tǒng)具有復雜性、局地性和突發(fā)性的特點，常伴隨雷暴、閃電、冰雹、短時強降雨現(xiàn)象。[2]這類天氣現(xiàn)象來來勢兇猛，持續(xù)時間短，但能夠引起很嚴重的災害。提前監(jiān)測該類天氣過程的發(fā)展和演變，及時發(fā)布短時臨近的天氣預報預警，制作決策氣象服務材料發(fā)布，提醒社會公眾做好提前應對的措施以減輕該類氣象災害帶來的損失，才能進一步落實防災減災氣象先行的服務理念。這時，TWR智慧雷達的實時雷達產品相比較多普勒雷在對短時臨近天氣預報的監(jiān)測預警中更為有效，預報員在使用該產品時能比多普勒雷達更準確的分析和預測到未來天氣系統(tǒng)的發(fā)展。不僅如此，其精細化到每個行政村的地圖以及新添加的距離環(huán)應用能夠精確的捕捉到天氣系統(tǒng)的發(fā)展演變趨勢，在充分掌握系統(tǒng)的移動方向和徑向速度后，就能夠很好的對天氣預報做一個準確的分析，進而發(fā)布災害性天氣預報預警，提高氣象服務的針對性、準確率、科學性和有效性。

3 目前TWR智慧雷達在使用中存在的不足

在TWR智慧雷達系統(tǒng)的使用過程中，雖然能夠對基層氣象服務起到一定的正效應，但也發(fā)現(xiàn)其存在一些不足。一方面是該雷達使用范圍比較窄，通過與多普勒雷達產品對比分析，發(fā)現(xiàn)最佳的掃描距離均不超過40公里，所以覆蓋面積小，在實際應用中存在盲區(qū);二是升級后的智慧雷達，從0°掃描到360°是進行第二圈掃描時產品顯示界面會自動清圖，不向原來的TWR-01C系統(tǒng)一樣保持原圖繼續(xù)掃，這對于回波移動和發(fā)展的監(jiān)測并不直觀，連接不上，不方便使用，而且360°自動清圖導致系統(tǒng)在設置存圖、存數(shù)據(jù)時，存的圖片和數(shù)據(jù)很多都不是359°時的圖片，導致很多存下來數(shù)據(jù)和圖片產品不完整，不能應用，這對于后期分析雷達產品或者作業(yè)效益的沒有使用意義。

4? 總結

TWR智慧雷達能充分發(fā)揮新型天氣雷達對局地災害性天氣過程的監(jiān)測預警作用，對基層氣象部門實現(xiàn)“大雷達預警 小雷達指揮”的人影作業(yè)指揮模式具有重要意義，且在短臨天氣預報預警中發(fā)揮積極作用，能最大限度地減輕冰雹和強對流天氣對農業(yè)生產的影響，切實增強局地人工增雨防雹預警作業(yè)指揮水平和科技服務能力，有效發(fā)揮增雨防雹潛在社會經(jīng)濟效益，具有很強的實用意義。但該系統(tǒng)在使用體驗中尚也存在不足，希望多加完善后能更好的應用于基層氣象服務中。

參考文獻

[1] 鄒書平，張芳鈞，等.2008.TWR-01型天氣雷達增雨防雹局地作業(yè)預警指揮系統(tǒng).第十五屆全國云降水與人工影響天氣科學會議論文集（Ⅱ）.中國長春：第十五屆全國云降水與人工影響天氣科學會議.676-679.

[2] 薛曉穎，任國玉，等.中國中小尺度強對流天氣氣候學特征[J].氣候與環(huán)境研究。2019.24（2）：199-213