夏季雷雨玩“快闪”,逃不过北京雷达塔雪亮的“眼睛”

在北京南郊,一栋高达52.7米的高耸建筑物可发射出远达数百公里的电磁波。记者了解到,该建筑物顶端白色圆球内放着S波段双偏振多普勒天气雷达的天线,其担任着观测天象的重任。雷达利用电磁波,可以观测到远在数百公里之外的雨雪状况,方便人们提前了解、应对即将到来的气象灾害。
6月27日,新京报记者来到了北京市气象探测中心(南郊观象台)探访雷达内部装置。据介绍,进入夏季,短时强降雨、雷暴大风等强对流天气频发,气象雷达成为捕捉这些“来去匆匆”天气的重要技术手段。
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高达52.7米的北京国家天气雷达站。  新京报记者 王景曦 摄
S波段天气雷达是探测强对流天气最有效的工具
这栋高耸的流线型建筑是“雷达塔”,官方名字叫北京国家天气雷达站,里面有一台S波段双偏振多普勒天气雷达。据了解,这是目前国内该型号雷达的最新批次产品,拥有最先进的技术性能。
在雷达塔的机房内,发射机将高频信号(电磁波)发送到离地面50米左右处的天线,天线再向外发射到空中,信号在空中遇到云雨目标之后反射,天线接收到反射信号,接收机开始运作,经过一系列的处理就形成了雷达图。
雷达塔顶端的球体是雷达的保护罩,里面一个形似锅盖的天线在缓慢旋转。这台雷达探测到的“云雨信号”,会传输到北京市气象局、中国气象局,进而制成天气预报、实况监测等产品。
“天气雷达可以监测到云雨粒子,当监测到降水回波后,通过回波信号就可以推测降水的发生、发展。”北京市气象探测中心高级工程师王辉告诉记者,国际上公认S波段双偏振多普勒天气雷达是探测强对流天气最有效的工具。位于南郊观象台的这台S波段天气雷达有效监测范围是230公里,最远可以探测460公里。
“分钟级、小时级的预报,雷达是最关键的技术手段,没有之一。”中央气象台首席预报员张涛告诉新京报记者,卫星是从上往下“看”,只能看见云顶,云内部、地面看不到,而雷达可以看到天气系统的立体结构。
例如,雷达可探测到远处正在移动的雷暴云团以及它内部的结构,预报员据此可判断云团还有几分钟或者几小时到达北京,进而发布相关预警。一般来说,雷达只能提前几分钟、几小时识别强对流天气,这跟强对流天气的“生命史”短有关。有些雷暴云团从生成到消失只有十分钟,雷达自然无法提前1小时或更早预知到。
北京多波段天气雷达网可对灾害性天气进行全天候监测
从雷达回波图上看,27日13时12分,雷达监测到在张家口一带有雷雨云,由西北方向往东南方向移动,往后几个小时会影响北京,“从当时的雷达图上看,可以确定的是它一定会影响北京西北部山区,如延庆,但翻过山区再往南,雷雨云也有可能会消散掉,对城区有影响的可能性会大大降低,云团也在不断地生消演变。”张涛说。
27日15时45分,北京市气象台发布了雷电蓝色预警信号:至27日20时,北京大部分地区有雷阵雨天气,局地短时雨强较大,并伴有7级左右短时大风。这则预警信息的发布,就有S波段雷达的监测数据作为支撑。
如何看懂雷达图?张涛介绍,雷达图中的红、黄色,表示探测到的雨滴大且密集,红色区域可以理解为瓢泼大雨,黄色区域可以理解为很快能把人淋湿的雨,绿色则代表小雨。如果红到发紫,基本上可以判断为有冰雹。但云中的冰雹能否落在地面,也不一定,因为冰雹会在下落的过程中融化变小。
目前,北京地区共建设了11部天气雷达,包括2部S波段天气雷达和9部X波段天气雷达,而且为了有效监测北京上游地区天气系统的发生发展,还在上游河北省境内布设了3部X波段天气雷达。
由于北京地区西北山区地形复杂、城市区域高建筑物遮挡等因素,S波段雷达探测存在低空盲区,而X波段天气雷达虽然自身存在信号衰减明显、探测距离短等问题,但其具有体积小、分辨率高、布设方便等优点,正好可以弥补S波段雷达的低空探测盲区,因此常用X波段雷达来实现S波段天气雷达探测区域的低空补盲和加密探测。
记者了解到,经过多年建设,北京地区形成了S波段雷达大范围警戒监测、X波段雷达精细探测的多波段天气雷达网,可以对灾害性天气进行全天候、全时空的协同监测。
新京报记者 王景曦
编辑 陈静 校对 李立军