監測預警 精細化程度穩提升
講述人：河海大學水科學研究院常務副院長、水文水資源學院原院長 楊濤
長期以來，由於缺乏先進的探測儀器，我們對局部山地與城鎮等地形作用下，中小尺度氣流能量蓄積、不穩定位勢變化下暴雨形成機理的認識還不清楚。為此，我帶領團隊研發了局地氣象高分辨率微波探測儀，建立了微波大數據驅動的降雨密集監測技術，探索出降雨精細化監測新途徑，可有效提高防洪減災與應急管理的現代化水平。
我們發現，電磁波在大氣傳輸過程中，除了自由空間損耗外，還會受降雨、水汽、空氣、降雪等介質的影響產生衰減效應，其中降雨的衰減效應尤為顯著。我們利用大氣中的衰減信號與降雨強度之間的關係，反向推演出微波鏈路網絡覆蓋範圍內的降水強度分布。利用這個原理，團隊開展微波信號雨衰特徵反演和可變尺度的空間離散插值方法研究，成功獲取了高分辨率實時二維降雨場。
結果表明，微波鏈路能夠非常靈敏地感知到重大降雨事件，並成功捕捉各場次降雨的暴雨中心及降雨空間分布不均勻特徵。以雷達監測降雨獲得的二維雨量場為參照，微波反演得到的雨量場與雷達的相關性系數均高於0.9，有效提升了傳統雨量場的時空分辨精度。
通過一系列科技手段我們團隊成功搭建了基於空間網格化管理的無線微波降雨監測信息管理平台，並在我國南昌市、南京市、溫州市以及國外瑞典、意大利、以色列和捷克等地進行了示範應用，效果良好。
下一步，我們計畫擴大示範應用範圍，深入研究不同天氣影響下無線微波的時空衰減機理，探索野外天然和室內人工相結合的無線微波衰減觀測實驗方法，以最低經濟社會成本實現水文氣象環境要素密集獲取與精準分析，並將創新成果拓展至能源、交通、農業、環境、市政等行業。
國家戰略需求就是我們研究的指引，我們會進一步深化研究，為保障國家水安全作出新貢獻。 |
