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(tiānqì)，仿佛时刻在“变脸(biànliǎn)”，上午还晴空万里，午间突然(tūrán)来一场瓢泼大雨；白天还好好的，夜里就雷雨交加，扰人清梦……老天爷“变脸”如翻书。厦门气象部门表示，每年4月至11月是厦门的汛期，其间气温偏高，雨水偏多。而(ér)7月开始到10月又是厦门的台风季，天气变化可能更加剧烈(jùliè)。

所谓“天有(yǒu)不测风云”，天气瞬息万变。在厦门，有一群守望天气的(de)人(rén)，他们运用各种利器测风、测雨、测云，为我们解码“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(fēng)观测短板 每一两分钟生成一组数据

大雾(dàwù)弥漫，能见度不足50米，快到海沧蔡尖尾山顶(shāndǐng)时，一座白色庞然大物矗立在眼前。这是厦门市气象局今年引进的新设备——P波段风廓线雷达，也是全省(quánshěng)首台。

占地225平方米、重数十吨，这个白色的(de)“大家伙”在雨雾中也很显眼。但这点雨雾对它来说不足挂齿——它有看不见的长长(chángcháng)“触角”，一旦启动，可从5个不同方向高(gāo)频向高空中(kōngzhōng)发射电磁波束，波束最高能到16公里。

“空中其实(qíshí)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，会像回声(huíshēng)一样反射并被雷达接收。”市气象局装备保障工程师任堃(rènkūn)解释，雷达的工作原理主要依靠多普勒效应，通俗地(dì)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、高精度的探测(tàncè)优势，在不同天气条件下，都能发挥关键作用。“比如，当前在某位置(wèizhì)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(jùlí)相减，就可以推算出风速。”任堃说。

新的(de)(de)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(guāncè)模式下，每一两分钟(yīliǎngfēnzhōng)就可生成一组风廓线数据——这是一款“百米级、分钟级”的“捕风神器(shénqì)”。天气晴朗时，它能提供详细的大气风场和湍流信息(xìnxī)，帮助气象预报员更准确地把握大气变化；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，它将补齐(bǔqí)厦门高空风观测短板，为天气预报提供更加准确(zhǔnquè)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。

每天早晚固定时间放飞两次(liǎngcì) 可与全球气象数据交互比对

在气象(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(děng)，根据功能可分为测云雷达、测雨雷达、测风雷达。在市气象局的探测“宝盒”里，储备着许多先进工具。其中，在捕风(bǔfēng)的“工具箱”里，除了测风雷达，还有高(gāo)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(shì)市气象局的“传统项目”。北京时间每日7时15分和19时15分放飞。“全球同步施放，方便全球气象数据交互比对(duì)。”高空探测工程师蔡昱珣(xún)说。

记者采访当天，天气(tiānqì)阴沉，能见度不高(bùgāo)，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，蔡昱珣把两个不同型号的探空仪放在基测箱上进行测试——跟(gēn)以往不同，除了在气球的绳子上绑上高空(gāokōng)气象探空仪外，他们还增加了一个北斗卫星导航(dǎoháng)探空仪。

19时(shí)，另一名值班人员俞锋打开仓库，拿出气球和(hé)绑绳，开始为气球充灌氢气。当天下着小雨，空气(kōngqì)湿度大，他多充了近700克氢气，这样即使探空气球沾了雨水，也能升得高一点。

升球、绑仪器，两人小心翼翼地配合(pèihé)，生怕探空仪沾了水，影响监测数据。19时15分，俞锋把气球(qìqiú)拿到房顶。“一、二，放！”俞锋话音刚落(huàyīngāngluò)，手中(shǒuzhōng)的绳子松掉，探空气球迅速飘升，几十秒后隐没在天空中。

蔡昱珣和俞锋坐在电脑前，时刻监测着两个探空仪传输回来的数据(shùjù)。升空4分51秒后，高空气象探空仪显示，温度为(wèi)12.2℃、气压838.2百帕、湿度100%。蔡昱珣说(shuō)，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(tígōng)基础数据。

天气晴朗，气球可升(kěshēng)到3万米(mǐ)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。当天(dàngtiān)是东南偏(piān)东风，气球往翔安方向飘去。19时33分，气球冲破500百帕（约5500米），蔡昱珣感叹：“过(guò)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，得重新放球。

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

这次(zhècì)放飞过程还算顺利。蔡昱珣说，相比高空气象(qìxiàng)探空仪，北斗卫星导航(dǎoháng)探空仪监测数据更精准、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(zhàozi)里有口重数十吨的“大锅” 探测台风暴雨冰雹等(děng)能力出众

除了测风神器，还有测雨利器。矗立在蔡尖尾山上的“大白球”，是S波段双(shuāng)偏振(piānzhèn)雷达，主要用来监测云的含水量。2016年(nián)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”的大白(dàbái)球(qiú)，表面像颗足球，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(zhèkǒu)“大锅”就是这个多普勒雷达的天线。

在那个“足球”罩子里(lǐ)，“大锅”360°旋转，每6分钟(fēnzhōng)向空中扫一圈，理论上探测半径可达460公里，对台风、暴雨、冰雹(bīngbáo)等灾害性天气的探测能力出众。

如今(rújīn)，它正在更新升级。从今年3月开始，市气象局组织人手对“大白球”进行“换脑”——更换了更先进的天线和发动机，转速提高(tígāo)，扫描一圈的用时从6分钟缩减至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，可以发现得(dé)更早。”任堃说(shuō)。

除了这些庞然大物，市气象局的工具箱里还有许多(xǔduō)更为小巧的雷达设备，比如X波段的相控阵雷达，与S波段双偏振雷达作用类似(lèisì)。这个(zhègè)小巧玲珑的家伙转速很快，每一分钟就扫描一圈(yīquān)，探测半径达80公里(gōnglǐ)。任堃说，相比S波段双偏振雷达，它的转速更快、分辨率更高，且与大型雷达数据互为补充。

日常(rìcháng)气象预报业务流程 自动化率已达95%

无论测风、测雨、测云，这些先进设备都(dōu)不是单一存在的。它们的数据被汇入超级计算机中心，通过各种技术和算法，生成未来天气(tiānqì)。

郑辉坐在电脑前，值班时需要面对多个显示屏，根据(gēnjù)显示屏上的各类数值模式、实况观测数据(shùjù)，并结合本地气候特征，制作精细化的天气预报。他是市气象台的气象预报员，从业(cóngyè)已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预测天气(tiānqì)走向，为各类可能发生的情况(qíngkuàng)做出预警。

郑辉爱钻研。工作间隙，他根据业务服务需求编写(biānxiě)了有用的辅助工具，比如相控阵天气雷达强天气监控告警系统(xìtǒng)：一旦遇到强对流天气，系统可及时对雷达回波进行识别告警，并(bìng)监控强降水、大风和低能见度等天气，同时自动统计全市(quánshì)雨量并进行排名，自动生成文本(wénběn)和短信，即刻发布到手机上。

随着人工智能技术在(zài)气象领域的(de)深度应用，天气预报的流程和效率都得到了优化。郑辉等气象预报员的一部分工作也发生了改变。

2024年，中国气象局与相关单位(dānwèi)联合发布“风清”“风雷”“风顺(fēngshùn)”三大AI系统。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，都展现出显著优势，还(hái)首次实现未来0—60天自主可控(kěkòng)的无缝隙智能气象预报。

通过大量数据的(de)训练，以及预报员经验的融入，AI可以自动生成预报结果，且准确率(zhǔnquèlǜ)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(jiànshè)首批试点单位，如今已初步形成“数据—算法(suànfǎ)—产品—服务”的数字化(shùzìhuà)业务流程，日常气象预报业务流程自动化(zìdònghuà)率已达到95%。按照规划，今年将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气象模型仍存在一定程度的偏差，有时候会出现错漏，预报(yùbào)员一部分职责也发生转变——负责审核、优化、订正AI输出的内容。“预报员要(yào)学会驾驭人工智能，工作(gōngzuò)内容也要从传统日常预报向影响预报和风险预警上转变，向技术(jìshù)研发和决策服务转化。”

三维(sānwéi)立体监测和AI助力

厦门有山、有海、有湾、有城，虽然面积小，但地形复杂，对于天气的精准预报来说，是个(gè)不小的挑战。一场突发的大雨，可能(kěnéng)影响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(qūyù)在哪里，什么(shénme)时候能停歇，这都(dōu)会影响飞机航班的安排和起落……

市气象台副台长、首席预报(yùbào)员张伟说，有三维立体监测和AI的(de)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也在不断提升，但大众的要求(yāoqiú)也在不断提高，对“2小时内(nèi)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，精密监测是(shì)(shì)为了(wèile)精准预报，精准预报是为了给社会提供精细的服务。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(zhōng)的精密仪器，需要安装、维护、保养……任堃就是(jiùshì)守护它们的人之一。

任堃说，大的(de)仪器每个月至少要维护一次。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(jīyóu)，有没有被老鼠咬，还要拿(ná)吸尘器吸出(chū)日常转动中产生的碎屑，如果零件有损坏，也得及时修补。

要是台风等极端天气来临，他们更要(gèngyào)值守，保障设备不会出现(chūxiàn)故障，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，吃泡面，睡折叠床，紧盯(jǐndīng)着“大白(dàbái)球”。

除了日常维护，任堃和同事也要负责气象自动站的选址(xuǎnzhǐ)建(jiàn)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(shíduōmǐ)高的灯塔，考察灯塔上能否有(yǒu)条件建自动站。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、雨、风等，为海上航行提供(tígōng)基础数据。

“追风(zhuīfēng)”25年放飞无数气球 每天重复相同的观测步骤

放飞探空气球的(de)高空探测工程师，又被称为“追风的人”。蔡昱珣(xún)追了25年风(niánfēng)，从她手里放飞的探空气球数不胜数。但(dàn)每一次值班，蔡昱珣都如履薄冰，一刻也不敢放松。“无论节假日，无论刮风下雨，探空气球都必须准点(zhǔndiǎn)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(huòzhě)气球放飞不久(bùjiǔ)就下大雨。蔡昱珣说，他们得先了解当天天气情况，预估天气异变可能，找准角度才能成功(chénggōng)施放气球。

“看朝霞，等落日，每天(měitiān)重复着相同(xiāngtóng)的(de)观测步骤，有点枯燥乏味，但对把脉天气意义重大。”蔡昱珣的眼里透露着对高空观测事业的热爱与执着。

文/厦门晚报记者(jìzhě) 李小庆(lǐxiǎoqìng) 图/厦门晚报记者 刘东华 （除署名外）