郑州暴雨专刊|新研究发现风云四号卫星是助力暴雨预报的火眼金睛
来源： 发布日期：2022-02-19以下文章来源于大气科学进展AAS ，作者徐兰，刘娟娟
图片来源：绘制（上）、网络（下）
第一张图右上角的正是我国的气象黑科技——风云四号静止卫星。微信启动页面的照片就是它拍的哦！它挂在距离地面36000公里的高空，每15分钟就可以把三分之一的地球刷一遍。
第二张图是拍摄于2021年7月17~22日河南特大暴雨期间的照片，相信大家对这场暴雨灾害记忆犹新，经济损失不可估量。本次暴雨主要受到两大势力影响：气旋式天气系统台风“烟花”和台风“查帕卡”，反气旋式天气系统西太平洋副热带高压和大陆高压交锋造成的，可谓是神仙打架，让河南地区的老百姓们遭殃了！
第一张图左下角就可以看到被风云四号拍到的天空中的四大神仙把一朵乌云堵在了河南。这四位大神系统庞大，在天空中你挤我推，在他们交锋的边缘通常造成狂风暴雨。因为目前人力对这两大系统几乎毫无办法，我们只能借助卫星的火眼金睛识别它俩在哪里交锋。
我国是一个多暴雨的国家，其中持续性暴雨造成的大范围严重洪涝灾害会给人民生命财产带来巨大的损失。但是，我们没有“坐以待毙”，而是勇于挑战，2016年12月我国发射了新一代静止气象卫星风云四号，它携带的多通道扫描成像辐射计（AGRI）通道数14个，空间分辨率最高达到500 m，可实现15min/次全圆盘观测，加密模式实现最高频次1 min/次区域观测，就像齐天大圣的火眼金睛，时刻关注着影响我国的各路天气大神。
有了这么先进的气象卫星，怎么用好它成了迫切需要解决的问题。
在国家重点研发计划的资助下，中国科学院大气物理研究所刘娟娟副研究员与中国气象局业务单位以及高校的合作者一起紧密合作，在区域模式WRF及其同化系统WRFDA中实现了风云四号卫星上的多通道扫描成像辐射计（AGRI）晴空辐射的直接同化，发现该资料能显著改进河南郑州“21•7”特大暴雨24小时预报的位置和强度。这项研究对于使用静止卫星提高数值天气预报的技巧具有重要的参考价值。
中国科学院大气物理研究及合作机构的研究者们发现在常规观测资料的基础上增加FY-4A AGRI资料能够显著改进郑州暴雨的强度以及落区预报。增加同化AGRI辐射后，在郑州地区预报的24 h累积降水最大值达到518.2 mm,接近郑州站（国家基本站）同时段累计降水观测值（532.6 mm），模拟的最大降水的位置与观测位置基本一致。对于20日17时发生的209.1 mm的小时强降水的位置和强度模拟也有较好得改进。
2021年7月19日 20时-7月20日 20时期间河南地区降水观测和模拟结果（图片来源：作者提供）
论文作者之一王斌研究员指出，在我国气象灾害频发的背景下，提高自主风云卫星在数值天气预报中的应用水平，对于指导防灾、减灾具有重要的科学意义。
与常规地面观测站网相比，气象卫星自空间向下观测地球和大气，不受观测地形和下垫面类型的影响，它可以观测到广袤海洋上空和人迹罕至地区的天气过程。
2021年7月19日 20时风云四号卫星AGRI仪器的观测亮温分布（通道12；阴影图）及进入同化的视场（橙色点）（左图）；常规观测资料分布
研究者们分析发现，由于FY-4A能够提供额外的海洋观测，弥补了常规观测资料在海洋上的不足。因此，增加AGRI资料后模式能够更加准确地把握海洋上的台风烟花、台风查帕卡、西太平洋副热带高压等天气系统的位置。
