受全球变暖加剧和厄尔尼诺影响，我国今年主汛期天气气候“振荡”明显，灾害性天气频现，防灾减灾面临严峻考验。在做好监测预报服务的同时，气象部门今年重点围绕台风、暴雨、干旱等高影响天气以及西南涡、高原天气系统等关键研究，在真实的天气场景中组织开展了多项探究机理、提升认知的科学试验，强力推进气象防灾减灾能力建设。

地-海-空-天协同观测 洞悉台风精细化结构

缺乏足够的直接观测资料来深入了解台风的精细结构，是制约台风研究和预报能力进一步提升的主要瓶颈之一。

7月初，根据“下旬台风生成活跃”等预测信息，福建省灾害天气重点实验室联合复旦大学开展过岛台风外场科学试验，在台湾以东洋面布设8个海-气界面浮标，实时监测海洋和大气的多种参数，包括海上2米风场、气温、湿度、气压、海表温度以及水下100米范围内多层温度、压力和盐度等数据，为预报员判断台风“格美”的强度和路径提供重要观测依据。

7月25日，台风“格美”在莆田秀屿沿海登陆期间，福州探空站开展北斗往返平漂观测，同时开展L波段探空和北斗平漂探空实测比对，数据应用于天气预报和数值模式预报。

为精准锁定台风“格美”的精细化结构，中国气象局上海台风研究所联合多家单位，探索开展台风观测预报业务一体化试验。从施放探空气球成功获得台风“格美”由外雨带到眼区再到外围的完整廓线结构演变剖面，到地基加密探测获取雷达数据，再到利用风云四号气象卫星，从千里之外“捕捉”台风风云变幻，地-海-空-天协同观测全过程追踪台风，为实时分析研判台风风雨影响提供重要支撑。

“此次试验不仅为开展星-地联合探测提供优秀典范，其提供的高时间分辨率数据还可持续改进资料同化算法和物理参数化过程，同时也为人工智能技术、三维风场反演等领域带来启示和方法。”中国气象局地球系统数值预报中心研究员韩威说。

在华南后汛期的台风“派比安”“摩羯”过境过程中，广东省气象局联合国家卫星气象中心、中国气象局气象探测中心、香港天文台等多家单位，连续两次开展南海台风综合协同观测。中国气象局广州热带海洋气象研究所应用相关资料，开展基于华南区域数值天气预报模式预报的协同同化对比试验。中国气象局区域数值天气预报重点实验室副主任钟水新表示，“协同同化试验结果为判断台风的移动速度、路径和登陆时的降水强度提供了有力支撑。”

而早在6月，为进一步提升热带区域近海海洋气象灾害监测预报预警能力，中国气象局广州热带海洋气象研究所就在湛江启动南海北部航次观测任务。通过施放浮标、潜标以及利用水下滑翔机和波浪能滑翔器等，获取海面风向、风速、温度、湿度和气压，以及海水的温度、盐度、深度和海流等关键性海洋与大气要素数据。

全方位立体观测 探究暴雨干旱灾害机理

随着全球变暖加剧，极端降水事件的频率、强度增加。研究显示，近几十年极端降水频次在我国长江流域增加了13%。

6月21日，湖北遭遇入梅以来最大强降水天气。为增进对暴雨形成机理的认识，完善监测预报技术，中国气象局武汉暴雨研究所（以下简称“暴雨所”）启动长江中游梅雨锋暴雨外场科学试验。通过暴雨基地的先进气象探测设备，对暴雨天气系统的风场、水汽场、降水场、云和降水粒子相态分布进行综合观测，对引发暴雨和强对流天气系统的气象信息及其时空演变特征进行从大尺度到中小尺度、从宏观到微观的全方位立体探测。根据获取的观测资料，可以发现层云降水、对流降水等不同类型降水的垂直结构差异，对于研究湖-陆-气和地形影响暴雨触发机制，以及提升区域数值预报水平、增强长江流域防灾减灾能力具有重要价值。

针对长江流域夏季暴雨频发，常常引发洪涝、泥石流等灾害的情况，暴雨所开发了两套针对暴雨的数值预报系统——华中区域中尺度数值模式预报系统和新一代快速更新同化系统。前者可提供3公里分辨率覆盖湖北省及三峡库区、预报时效为84小时的逐小时气象要素预报。后者则利用遍布湖北的多普勒天气雷达进行循环同化，可为预报员提供水平分辨率1公里、更新频率15分钟、逐小时滚动预报的产品。

近几十年来，我国西北地区总体呈现出“暖湿化”特征，但以干旱半干旱为特点的气候格局并没有发生变化，同时它也是对气候变化最为敏感的区域之一。7月初，中国气象局兰州干旱气象研究所科研人员利用无人机开展地-空-天加密观测试验，获取不同尺度土壤-植被-大气观测数据，为不同地表类型之间陆面水热耦合机制研究、陆面参数遥感反演及干旱监测技术研发提供支持，并且为农田土壤墒情监测、植被指数分布等汛期区域干旱监测预报提供重要的数据支撑。

多尺度多平台综合观测 捕捉高原天气系统及西南涡降水影响

受复杂地形影响，青藏高原及周边是我国天气预报准确率很受限的地区，也是天气监测网最为薄弱的地区。

7月主汛期期间，青藏高原气象研究院开展了青藏高原东部降水过程多尺度多平台综合观测试验暨2024年西南涡加密观测试验，为深入认识该地区降水形成机理、提升区域数值模式预报能力提供支撑。

这次试验基于新型探测技术，通过卫星、高空大型无人机、旋翼无人机、地面加密探空、多波段雷达组网观测等相结合，实现对高原中尺度天气系统及其降水过程的多平台综合观测，获取青藏高原东部及东侧陡峭地形区大气温度、湿度、风速等气象要素的加密观测资料，以及红原中心站的地面热通量、云量云状、大气可降水量、雨滴谱分布等降水过程综合观测资料。

台风、低涡、低槽、锋面等是我国强降水天气的主要影响系统，而西南涡则是影响我国夏半年异常降水过程的一个很重要的灾害性天气系统，其发生、发展与移动常产生强烈的降水天气过程，带来严重的暴雨洪涝灾害。西南涡加密观测试验期间，观测数据实时进入西南区域数值天气预报系统，观测与预报形成有效互动。通过加入观测资料，天气图能更好地反映高原低涡和切变线的变化；在西南区域数值天气预报系统中同化观测试验的探空数据，有效提升了高原东部及东侧陡峭地形区降水的预报准确率。

加密观测试验期间，青藏高原气象研究院还联合中国气象局气象探测中心，开展两次无人机机动观测试验，获得了川西高原复杂地形区域的大量高空数据，并实时开展观测对数值预报的效益评估。

今年汛期频繁活动的东北冷涡，给当地带来了持续性强降水，尤其是7月冷涡活动天数较气候态偏多44%，增加了洪涝灾害的风险。吉林省气象科学研究所抓住时机，及时开展东北冷涡背景下致灾强降水过程的数值模拟，寻找关键区域和关键指标及其产生降水的动力、热力条件及触发机制。同时，通过对降水的时空分布进行细致分析，理解冷涡的内部结构，为预警发布和防灾决策提供了宝贵的依据。（朱晔、王天巍、徐明、聂鑫、张欣彤、屈凤秋、屈静玄、涂刚、黄辉军、朱宇、梁家豪、黄青兰等对本文有贡献）

（作者：吴鹏 李冬梅 丁昕彤 伍清 责任编辑：张林）