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看浪聽風觀云:自主創新為極地科考保駕護航
更新時間:2025/11/18 9:57:53    來源:新華社

  海浪、海風、海冰等海洋自然災害,常給人類生活生產造成巨大損失,也是執行極地科考任務的潛在挑戰。

  自20世紀80年代中國開啟極地科學考察以來,每一艘科考船、每一座科考站都有氣象保障團隊。近年來我國加大海洋災害預警、預報技術和設備投入,一批自主研發技術和設備廣泛應用于極地考察。

  聽風、看浪、觀云,科技創新為中國第42次南極考察隊保駕護航。

  更精確模擬海浪變化

  “媽祖”——在“雪龍”號上,氣象預報員討論未來海況時,常提到這樣一個關鍵詞。

  這一在中國沿海地區備受敬仰的“守護者”與氣象預報有何聯系?

  原來,“媽祖”是我國自主研發的全譜系海洋環境預報系統的代號,包含海洋環流、海浪、海冰等多個子模型。其中,“媽祖·海浪”模型采用基于六邊形非結構網格的有限體積平流動力框架,可以更精確模擬海浪變化,大幅度提升預報精度和時效。

  “傳統框架好比一張固定尺寸的網,而六邊形框架能自由加密,捕捉到更精細的海洋變化。”“雪龍”號氣象預報員、國家海洋環境預報中心研究員張蘊斐說。

  實踐證明,“媽祖·海浪”數值預報模式可實現GPU并行加速計算,支持提前5到7天對海浪災害過程進行有效提示。

  “這對‘雪龍’號提前掌握風浪情況,保障航行安全很有幫助。”“雪龍”號船長朱兵說。

  據悉,“媽祖·海浪”模型已被推廣到印度尼西亞、孟加拉國等國家,有力支撐“一帶一路”共建國家海洋防災減災工作。

  更精準預測氣旋走向

  南緯40度至60度之間的南大洋,因常年西風盛行、氣旋頻發,被稱為“魔鬼西風帶”。這里幾乎無陸地阻擋,西風持續加速,可掀起十多米的狂浪,是航渡南極必須面對的嚴峻考驗。

  “過去穿越西風帶,很大程度上靠經驗和運氣。”張蘊斐為記者調出中國第21次南極考察的航行圖:遭遇連續三個強氣旋,船只頂著5至6米以上的巨浪穿行,過程極其艱難。

  如今,依托國內外多種預報模型和國產船載氣象導航系統,氣象保障團隊能提前5至7天精準預測氣旋的生成、移動路徑和強度變化,穿越策略也變得更為靈活和智能。

  “本航次,‘雪龍’號和‘雪龍2’號各自需6次穿越西風帶。”“雪龍”號氣象預報員韓屹介紹,目前主要有三種穿越策略,包括當西風帶較為“平靜”,選擇最短路徑直接穿越;若途中氣旋活躍,“能向南向南,遇系統轉西”階梯型迂回前進;若遇最強風浪,在一些“避風港”島嶼臨時停靠,擇機穿越。

  “我們的原則是‘避強穿弱,頂側避正’。”張蘊斐說,在海洋環境預報科技的“護航”下,結合船長的豐富經驗,“雪龍”號將盡最大努力“精準穿梭”曾經令人望而生畏的西風帶。

  更精細讀懂云中密碼

  “云就像是天空寫的‘日記’,記錄著大氣的狀態和動向。”中山站氣象預報員沈輝每天都要在固定時間,對云量、云狀、云高、天氣現象和能見度進行觀測和記錄。

  在他的“云圖鑒”中,有極地特有的珠母云,出現于15至25公里高的平流層,擁有彩虹般的絲緞光澤;夜光云則在76至85公里高的中間層發出幽藍色的微光,是大氣中超低溫與水汽等共同形成的美麗異彩。

  在漫長航程和越冬值守中,識別千姿百態的云,成為氣象工作者的獨特樂趣,也是氣象觀測工作的核心內容之一。

  “當我們在甲板上指著天空說‘那是莢狀云,像UFO’,我們與這片海有了更深的連接。”沈輝說。

  1984年,中國首次南極考察,隊員們依靠手繪天氣圖和接收低分辨率黑白云圖預報天氣。而今,依托自主創新望海探冰、逐風測天,中國極地考察隊行得更穩、走得更遠。

文章編輯:施筱雯 
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    看浪聽風觀云:自主創新為極地科考保駕護航
    2025/11/18 9:57:53    來源:新華社

      海浪、海風、海冰等海洋自然災害,常給人類生活生產造成巨大損失,也是執行極地科考任務的潛在挑戰。

      自20世紀80年代中國開啟極地科學考察以來,每一艘科考船、每一座科考站都有氣象保障團隊。近年來我國加大海洋災害預警、預報技術和設備投入,一批自主研發技術和設備廣泛應用于極地考察。

      聽風、看浪、觀云,科技創新為中國第42次南極考察隊保駕護航。

      更精確模擬海浪變化

      “媽祖”——在“雪龍”號上,氣象預報員討論未來海況時,常提到這樣一個關鍵詞。

      這一在中國沿海地區備受敬仰的“守護者”與氣象預報有何聯系?

      原來,“媽祖”是我國自主研發的全譜系海洋環境預報系統的代號,包含海洋環流、海浪、海冰等多個子模型。其中,“媽祖·海浪”模型采用基于六邊形非結構網格的有限體積平流動力框架,可以更精確模擬海浪變化,大幅度提升預報精度和時效。

      “傳統框架好比一張固定尺寸的網,而六邊形框架能自由加密,捕捉到更精細的海洋變化。”“雪龍”號氣象預報員、國家海洋環境預報中心研究員張蘊斐說。

      實踐證明,“媽祖·海浪”數值預報模式可實現GPU并行加速計算,支持提前5到7天對海浪災害過程進行有效提示。

      “這對‘雪龍’號提前掌握風浪情況,保障航行安全很有幫助。”“雪龍”號船長朱兵說。

      據悉,“媽祖·海浪”模型已被推廣到印度尼西亞、孟加拉國等國家,有力支撐“一帶一路”共建國家海洋防災減災工作。

      更精準預測氣旋走向

      南緯40度至60度之間的南大洋,因常年西風盛行、氣旋頻發,被稱為“魔鬼西風帶”。這里幾乎無陸地阻擋,西風持續加速,可掀起十多米的狂浪,是航渡南極必須面對的嚴峻考驗。

      “過去穿越西風帶,很大程度上靠經驗和運氣。”張蘊斐為記者調出中國第21次南極考察的航行圖:遭遇連續三個強氣旋,船只頂著5至6米以上的巨浪穿行,過程極其艱難。

      如今,依托國內外多種預報模型和國產船載氣象導航系統,氣象保障團隊能提前5至7天精準預測氣旋的生成、移動路徑和強度變化,穿越策略也變得更為靈活和智能。

      “本航次,‘雪龍’號和‘雪龍2’號各自需6次穿越西風帶。”“雪龍”號氣象預報員韓屹介紹,目前主要有三種穿越策略,包括當西風帶較為“平靜”,選擇最短路徑直接穿越;若途中氣旋活躍,“能向南向南,遇系統轉西”階梯型迂回前進;若遇最強風浪,在一些“避風港”島嶼臨時停靠,擇機穿越。

      “我們的原則是‘避強穿弱,頂側避正’。”張蘊斐說,在海洋環境預報科技的“護航”下,結合船長的豐富經驗,“雪龍”號將盡最大努力“精準穿梭”曾經令人望而生畏的西風帶。

      更精細讀懂云中密碼

      “云就像是天空寫的‘日記’,記錄著大氣的狀態和動向。”中山站氣象預報員沈輝每天都要在固定時間,對云量、云狀、云高、天氣現象和能見度進行觀測和記錄。

      在他的“云圖鑒”中,有極地特有的珠母云,出現于15至25公里高的平流層,擁有彩虹般的絲緞光澤;夜光云則在76至85公里高的中間層發出幽藍色的微光,是大氣中超低溫與水汽等共同形成的美麗異彩。

      在漫長航程和越冬值守中,識別千姿百態的云,成為氣象工作者的獨特樂趣,也是氣象觀測工作的核心內容之一。

      “當我們在甲板上指著天空說‘那是莢狀云,像UFO’,我們與這片海有了更深的連接。”沈輝說。

      1984年,中國首次南極考察,隊員們依靠手繪天氣圖和接收低分辨率黑白云圖預報天氣。而今,依托自主創新望海探冰、逐風測天,中國極地考察隊行得更穩、走得更遠。

    文章編輯:施筱雯 
     

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