夏季雷雨玩「快閃」,逃不過北京雷達塔雪亮的「眼睛」

在北京南郊,一棟高達52.7米的高聳建築物可發射出遠達數百公里的電磁波。記者瞭解到,該建築物頂端白色圓球內放著S波段雙偏振多普勒天氣雷達的天線,其擔任著觀測天象的重任。雷達利用電磁波,可以觀測到遠在數百公里之外的雨雪狀況,方便人們提前瞭解、應對即將到來的氣象災害。

6月27日,新京報記者來到了北京市氣象探測中心(南郊觀象台)探訪雷達內部裝置。據介紹,進入夏季,短時強降雨、雷暴大風等強對流天氣頻發,氣象雷達成為捕捉這些「來去匆匆」天氣的重要技術手段。

高達52.7米的北京國家天氣雷達站。  新京報記者 王景曦 攝高達52.7米的北京國家天氣雷達站。  新京報記者 王景曦 攝

S波段天氣雷達是探測強對流天氣最有效的工具

這棟高聳的流線型建築是「雷達塔」,官方名字叫北京國家天氣雷達站,裡面有一台S波段雙偏振多普勒天氣雷達。據瞭解,這是目前國內該型號雷達的最新批次產品,擁有最先進的技術性能。

在雷達塔的機房內,發射機將高頻信號(電磁波)發送到離地面50米左右處的天線,天線再向外發射到空中,信號在空中遇到雲雨目標之後反射,天線接收到反射信號,接收機開始運作,經過一系列的處理就形成了雷達圖。

雷達塔頂端的球體是雷達的保護罩,裡面一個形似鍋蓋的天線在緩慢旋轉。這台雷達探測到的「雲雨信號」,會傳輸到北京市氣象局、中國氣象局,進而製成天氣預報、實況監測等產品。

「天氣雷達可以監測到雲雨粒子,當監測到降水回波後,通過回波信號就可以推測降水的發生、發展。」北京市氣象探測中心高級工程師王輝告訴記者,國際上公認S波段雙偏振多普勒天氣雷達是探測強對流天氣最有效的工具。位於南郊觀象台的這台S波段天氣雷達有效監測範圍是230公里,最遠可以探測460公里。

「分鐘級、小時級的預報,雷達是最關鍵的技術手段,沒有之一。」中央氣象台首席預報員張濤告訴新京報記者,衛星是從上往下「看」,只能看見雲頂,雲內部、地面看不到,而雷達可以看到天氣系統的立體結構。

例如,雷達可探測到遠處正在移動的雷暴雲團以及它內部的結構,預報員據此可判斷雲團還有幾分鐘或者幾小時到達北京,進而發佈相關預警。一般來說,雷達只能提前幾分鐘、幾小時識別強對流天氣,這跟強對流天氣的「生命史」短有關。有些雷暴雲團從生成到消失只有十分鐘,雷達自然無法提前1小時或更早預知到。

北京多波段天氣雷達網可對災害性天氣進行全天候監測

從雷達回波圖上看,27日13時12分,雷達監測到在張家口一帶有雷雨雲,由西北方嚮往東南方向移動,往後幾個小時會影響北京,「從當時的雷達圖上看,可以確定的是它一定會影響北京西北部山區,如延慶,但翻過山區再往南,雷雨雲也有可能會消散掉,對城區有影響的可能性會大大降低,雲團也在不斷地生消演變。」張濤說。

27日15時45分,北京市氣象台發佈了雷電藍色預警信號:至27日20時,北京大部分地區有雷陣雨天氣,局地短時雨強較大,並伴有7級左右短時大風。這則預警信息的發佈,就有S波段雷達的監測數據作為支撐。

如何看懂雷達圖?張濤介紹,雷達圖中的紅、黃色,表示探測到的雨滴大且密集,紅色區域可以理解為瓢潑大雨,黃色區域可以理解為很快能把人淋濕的雨,綠色則代表小雨。如果紅到發紫,基本上可以判斷為有冰雹。但云中的冰雹能否落在地面,也不一定,因為冰雹會在下落的過程中融化變小。

目前,北京地區共建設了11部天氣雷達,包括2部S波段天氣雷達和9部X波段天氣雷達,而且為了有效監測北京上遊地區天氣系統的發生發展,還在上遊河北省境內布設了3部X波段天氣雷達。

由於北京地區西北山區地形複雜、城市區域高建築物遮擋等因素,S波段雷達探測存在低空盲區,而X波段天氣雷達雖然自身存在信號衰減明顯、探測距離短等問題,但其具有體積小、解像度高、布設方便等優點,正好可以彌補S波段雷達的低空探測盲區,因此常用X波段雷達來實現S波段天氣雷達探測區域的低空補盲和加密探測。

記者瞭解到,經過多年建設,北京地區形成了S波段雷達大範圍警戒監測、X波段雷達精細探測的多波段天氣雷達網,可以對災害性天氣進行全天候、全時空的協同監測。

新京報記者 王景曦

編輯 陳靜 校對 李立軍