宋嘉堯在進(jìn)行氣象設(shè)備維護(hù)。 受訪者供圖
徐娜和同事在野外收集氣象數(shù)據(jù)。 受訪者供圖
曹勇進(jìn)行天氣預(yù)報技術(shù)研發(fā)。 受訪者供圖
1980年7月7日，伴著一首《漁舟唱晚》，央視首期《天氣預(yù)報》節(jié)目誕生。這不僅成為幾代人的共同記憶，也開啟了氣象人的嶄新時代——氣象科學(xué)通過電視走進(jìn)千家萬戶。
一支鉛筆、一沓自記紙、一臺電報機(jī)是老一輩氣象觀測員的“老三樣”。而如今的氣象工作者，能綜合運用地面自動觀測站、風(fēng)云氣象衛(wèi)星等多渠道的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)氣象預(yù)報的智能化、數(shù)字化、精細(xì)化與可視化。
新時代的氣象青年們，有的用大數(shù)據(jù)觀云測雨，不斷搭建認(rèn)識氣象的“天梯”；有的奔波在沙漠戈壁，給氣象衛(wèi)星觀測校“準(zhǔn)心”；有的用科技手段追云逐雨，讓“過眼云煙”化為甘霖……
北半球的夏季已來臨，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)、旅游活動，樣樣離不開精準(zhǔn)的氣象預(yù)報。這群青年人也隨著回升的氣溫和多變的天氣忙碌起來——
在精準(zhǔn)度上“較勁”
每天凌晨開始，全國7萬多個自動氣象站、270多個國家級天氣雷達(dá)站、130多個國家級探空站等組成的“陸?？仗臁睔庀笥^測系統(tǒng)，收集氣象數(shù)據(jù)，并傳送至國家氣象信息中心。天氣預(yù)報員一天的工作由此開始：綜合分析觀測資料，在預(yù)報會議上會商研判，最終得出預(yù)報結(jié)果……
國家氣象中心天氣預(yù)報技術(shù)研發(fā)室主任曹勇，已經(jīng)在這里工作了14年?！皻庀笕?56天、24小時從不敢放松，只要發(fā)生重大天氣過程，我們就要迅速進(jìn)入應(yīng)急工作狀態(tài)?！辈苡抡f，“例如，春季，我們重點關(guān)注沙塵、大風(fēng)天氣。一般在四五月份，華南地區(qū)開始出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣，之后降水會整體從南向北推動。十月以后，我們則重點關(guān)注冷空氣和寒潮天氣的影響……”
為了把預(yù)報員的經(jīng)驗性分析用客觀的技術(shù)手段表達(dá)出來，讓氣象預(yù)報更高效精準(zhǔn)，喜歡鉆研的青年人一直在尋求突破。天氣預(yù)報技術(shù)研發(fā)室的建立，也為曹勇和同事們的科學(xué)研究提供了理想的“實驗室”。
繪制天氣圖，是天氣預(yù)報員進(jìn)行氣象分析的“看家本領(lǐng)”。曹勇說：“天氣圖每3個小時就要畫一次，一天要畫8次。畫一張?zhí)鞖鈭D大概要3個小時，費時費力！”
為提升工作效率，曹勇便和同事商討，運用計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)天氣圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析。大約用了半年時間，他們克服了技術(shù)難點，設(shè)計出了一套天氣圖算法，目前已成功運用在預(yù)報員的日常工作中。
2022年開始，中國氣象局聯(lián)合清華大學(xué)組建攻關(guān)團(tuán)隊，在大模型預(yù)報核心技術(shù)、預(yù)報精準(zhǔn)程度上尋求突破，成功研發(fā)出人工智能全球中短期預(yù)報系統(tǒng)“風(fēng)清”。
曹勇是“風(fēng)清”大模型的團(tuán)隊主創(chuàng)成員，國家氣象中心負(fù)責(zé)提供氣象方面的專業(yè)知識與運用需求，清華大學(xué)團(tuán)隊則負(fù)責(zé)大模型結(jié)構(gòu)及計算設(shè)計。不到兩年的時間，主創(chuàng)團(tuán)隊從六七人發(fā)展到近二十人，“我們在科研與業(yè)務(wù)之間起到了很好的紐帶作用?！辈苡卵a(bǔ)充道。
對于未來天氣預(yù)報技術(shù)的發(fā)展，曹勇充滿期待：“數(shù)字化和智能化是氣象預(yù)報發(fā)展的兩個大方向，未來遍布全國的數(shù)字化預(yù)報體系將大大增強(qiáng)氣象預(yù)報的實時性和準(zhǔn)確性，而智能化則會讓氣象預(yù)報運用到生產(chǎn)生活的不同場景?！?/p>
為衛(wèi)星?！皽?zhǔn)心”
“30多年前，第一顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星升空，我國第一張氣象衛(wèi)星云圖在聯(lián)合國亮相。經(jīng)過數(shù)十年耕耘，風(fēng)云氣象衛(wèi)星業(yè)務(wù)服務(wù)網(wǎng)逐漸擴(kuò)大，國際上已有124個國家在利用風(fēng)云衛(wèi)星進(jìn)行氣象服務(wù)。我深感責(zé)任重大！”2023年初，國家衛(wèi)星氣象中心氣象衛(wèi)星工程研發(fā)室主任徐娜曾寫下這段話回顧往昔。
在氣象工作領(lǐng)域，氣象衛(wèi)星是一個特別的分支?！拔覀兗仁呛教烊耍质菤庀笕?；是科學(xué)工作者，又是工程師?！毙炷日f道。
曾經(jīng)的徐娜每年都要忍受嚴(yán)寒酷暑，在西北荒無人煙的地方，進(jìn)行一項鮮為人知的工作——衛(wèi)星定標(biāo)。衛(wèi)星在天上，他們在地上，同一時刻看地面上的目標(biāo)，比對兩組數(shù)據(jù)，幫助衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。作為保證遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)定量應(yīng)用準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，曾有位院士評價衛(wèi)星定標(biāo)的難度“不亞于研制一顆衛(wèi)星”。
初次到甘肅敦煌定標(biāo)，人跡罕至的大漠就給徐娜“上了一課”。地表溫度接近50℃，徐娜的戶外防曬衣根本不管用，皮膚被曬出了泡。后來，再到大漠時，她換上厚實的沖鋒衣，由于長時間在高溫環(huán)境中作業(yè)，里面的衣服常被汗水浸透。
有一次，徐娜和一位同事在敦煌做無人機(jī)實驗時，遇到了沙塵暴。帳篷被大風(fēng)吹倒了，眼看要被連根拔起。“我和同事的第一反應(yīng)是把實驗設(shè)備從帳篷里‘搶救’出來！”徐娜回憶，千鈞一發(fā)之際，他們不顧危險地沖進(jìn)了帳篷。
做了十多年的衛(wèi)星定標(biāo)，徐娜始終在氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)“海洋”里“遨游”?！耙研l(wèi)星數(shù)據(jù)做好，就得摳0.1與0.2之間的細(xì)小差異?！毙炷日f，她既要保證數(shù)據(jù)算法的先進(jìn)性，還要兼顧氣象數(shù)據(jù)分析的可靠性，必須反復(fù)分析梳理衛(wèi)星發(fā)射前后的數(shù)據(jù)，這個過程非?！澳ト恕薄?/p>
如今，年紀(jì)輕輕的徐娜已獲得諸多榮譽(yù)：2014年獲得謝義炳氣象青年科技獎，2015年獲得涂長望氣象青年科技獎，2022年獲得國家人才工程青年項目，2023年與團(tuán)隊一起獲得四川省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎……這些榮譽(yù)刻畫了她一路奮楫篤行的身影。
作為風(fēng)云三號極軌衛(wèi)星地面系統(tǒng)副總指揮，徐娜先后參與了12顆氣象衛(wèi)星的定標(biāo)與應(yīng)用相關(guān)工作?！帮L(fēng)云衛(wèi)星的發(fā)展與中國的科技進(jìn)步同頻共振，國產(chǎn)衛(wèi)星真正實現(xiàn)了從‘跟跑’到‘并跑’，我對未來實現(xiàn)‘領(lǐng)跑’也很有信心?！毙炷日f。
讓科研嚴(yán)謹(jǐn)又浪漫
云有千姿百態(tài)，充滿神秘感，引人無限遐想。以前，古人只能在生產(chǎn)生活中觀察云的特征，總結(jié)規(guī)律預(yù)報天氣。如今，氣象工作者可以利用飛機(jī)上的探測裝備、地面上的遙感設(shè)備，計算云的微物理特征，通過人工影響天氣催化手段，讓本來只是匆匆“路過”的云化為甘霖。
陜西省人工影響天氣中心科長兼高工宋嘉堯曾在工作中“解鎖”難得的體驗——身處5000米高空，和增雨飛機(jī)一起“乘風(fēng)破云”。
“天氣分析幫助我了解云的‘前世’，高性能增雨飛機(jī)上的各種探測設(shè)備幫助我認(rèn)識云的‘今生’。”宋嘉堯用增雨飛機(jī)上獨特的“眼睛”去觀察云、捕捉云，為云“立影”，給“雨”存照，尋找最適合催化的云。
每次發(fā)現(xiàn)“云溝”，都會讓宋嘉堯驚喜?！霸茰稀笔侵附?jīng)過人工催化后的云，從衛(wèi)星圖像上可以看到云的頂部有明顯塌陷，這也是人工增雨直接、科學(xué)、有力的效果證明?！霸凭碓剖妫蚕⑷f變，衛(wèi)星資料的時間分辨率如果不高的話，經(jīng)常會將‘證據(jù)’掩蓋。不過衛(wèi)星技術(shù)在不斷進(jìn)步，風(fēng)云四號氣象衛(wèi)星可以帶來分鐘級的觀測資料，也能為尋找‘云溝’提供幫助?！彼渭螆蛘f。
從農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)到生態(tài)文明建設(shè)，從重大活動保障到森林草原防火，作為陜西省氣象局的氣象工作者，宋嘉堯和團(tuán)隊克服了多重困難，成功為國家級和省級各類運動會及重大活動提供保障，并多次馳援榆林、延安和安康執(zhí)行飛機(jī)抗旱增雨作業(yè)。
2022年夏季，陜西遭遇連續(xù)高溫，“為什么不開展人工降雨降溫”成為網(wǎng)絡(luò)熱門話題。為了扭轉(zhuǎn)大家對“人工降雨”“人工降溫”的錯誤認(rèn)知，宋嘉堯和團(tuán)隊制作了科普視頻，視頻累計播放量達(dá)10萬次?！拔野延性鲇陾l件的云比喻為吸了水的海綿，告訴大家沒有適當(dāng)條件的云，就像沒有水的海綿，再怎么擠也擠不出水分?！彼渭螆蛞虼吮粏咀鳌叭斯ぴ鲇晷〗憬恪?。
2023年，宋嘉堯和團(tuán)隊還利用科研成果——人工冰晶模擬系統(tǒng)，用“一鏡到底”的方式，錄制了實驗展演視頻，將摸不到的云微物理變化真實直觀地展示在公眾眼前，傳播了人工增雨的科學(xué)原理。2024年，宋嘉堯榮獲“全國氣象科普工作先進(jìn)工作者”稱號。
科研工作需要繁雜的數(shù)據(jù)和精密的算法，宋嘉堯認(rèn)為自己的工作是“嚴(yán)謹(jǐn)和浪漫的完美結(jié)合體”。“云，作為一種看得見摸不著，卻和天氣變化、生產(chǎn)生活息息相關(guān)的事物，令無數(shù)科研工作者樹立了與它為伴、與它為友的理想抱負(fù)?！彼渭螆蛘f，“作為研究性學(xué)科，人工影響天氣需要將科學(xué)實驗和業(yè)務(wù)工作緊密結(jié)合起來，才能不斷地提升科學(xué)性，創(chuàng)造更高的效益。”
（記者 王美瑩 通訊員 祝子津）
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（責(zé)任編輯：梁艷）
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