研制世界領先的多波束X波段和C波段雙極化相控陣雷達，開展多類型設備組網協同觀測試驗，攻克龍卷風監測時空分辨率不足的難題，實現龍卷風智能識別和快速預警，是廣東省氣象局氣象探測創新團隊當下和未來幾年必須要啃下的“硬骨頭”。

2020年，在廣東省氣象局技術總師敖振浪的帶領下，省氣象探測數據中心聯合珠海納睿雷達科技股份有限公司、中國氣象科學研究院等單位組成項目團隊，依托廣東省重點領域研發計劃項目進行科研攻關，旨在開展多波束雙極化相控陣雷達研制及龍卷風探測業務應用，重點解決龍卷風探測設備、觀測方法、智能識別及快速預警等“卡脖子”技術問題。

不畏任重，不懼時艱，邁向國際先進水平，是團隊成員的信念與決心，但他們明白，對雷達研發的各項難題需要逐個攻關。

截至目前，廣東省新一代S波段天氣雷達組網觀測（已建設12部）涵蓋了組網雷達同步控制系統軟件研制、硬件改造以及工程建設等多項關鍵技術創新成果，近兩年建成的粵港澳大灣區X波段雙極化相控陣天氣雷達監測網絡（已建設22部）也逐步在中小尺度強對流天氣監測預警中取得顯著成效，并將與新一代S波段天氣雷達組網觀測“協同作戰”，編織捕捉龍卷風、臺風、暴雨等強對流天氣的天羅地網。目前，粵港澳大灣區X波段雙極化相控陣天氣雷達監測網絡已經全面組網應用，在災害天氣監測預警中發揮了重要作用。

“現有S波段新一代天氣雷達在設計上更加適用于大范圍的探測和預警，由于地球曲率的影響，低空區域特別是1000米以下的空域探測存在盲區，X波段雙極化相控陣天氣雷達具有的超高時空分辨率探測能力，能夠較好地彌補低空探測的不足，從而有效覆蓋中小尺度強對流頻發的低空區域，使快速變化的災害性天氣監測不漏網，也有助于定量估測降水更加準確可靠。”敖振浪說。

在已實現S波段新一代天氣雷達組網與X波段雙極化相控陣天氣雷達組網優勢互補的基礎上，項目團隊突破傳統，對龍卷風探測業務發起“進攻”。

“多波束雙極化相控陣雷達研制及龍卷風探測業務應用”項目利用X波段在粒子敏感性和測量精度方面的優勢和C波段在探測距離、雨衰、相位敏感性方面的均衡性能，設計“4+1+1+N”組網布局模式，由X波段精細化雷達、C波段高速搜索雷達和輔助監測設備等構成觀測網；設計協同自適應觀測策略和同步觀測算法，實現雷達探測交叉區域回波精準同步，形成三維格點場，解決龍卷風監測預警探測超精細時空分辨率、無縫隙、全覆蓋及智能識別的問題。

此外，項目團隊還研制了兩型龍卷風專用雷達，實現超精細時間和空間探測能力的雙重突破，這正是團隊提出的“獵犬偵測法”——建立多種設備組成的協同觀測網，聯合監測龍卷風；利用多源觀測數據融合技術研究龍卷風宏微觀特征，提取特征參量，建立強對流識別模型，基于該模型利用模糊邏輯法實現龍卷風的智能識別；提出基于智能識別結果的龍卷風分級預警新概念，設計基于監測結果的全媒體直通式即時預警發布體系；利用數值模擬技術，揭示龍卷風的精細三維結構，研究分析龍卷性超級單體的形成機理。

隨著經濟社會的快速發展，突發性強的龍卷風等災害性天氣造成的經濟損失和人員傷亡逐漸增多，應對災害性突發天氣的壓力與日俱增，防災減災工作任務艱巨。協同組網觀測及龍卷風探測業務研究，將大大提高特定區域的龍卷風和致災大風等強對流系統的預警時效，為政府部門應急指揮提供實時監測信息，促使其有效組織此類氣象災害的防御，及時疏散受災區域人員，從而最大限度減少人民生命財產損失。

責任編輯：lq