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    台风“梅花”在辽宁大连再次登陆城市观测试验完整记录

    2年前 | admin | 159次围观

    继登陆浙江舟山、上海奉贤、山东青岛之后,9月16日中午12时40分,“梅花”在辽宁大连再次登陆。当天夜间,台风“梅花”变性为温带气旋,中央气象台对其停止编号。

    风速风向探测仪_矿用风速风向传感器_风速风向联合分布

    9月16日,受台风“梅花”影响,大连市东港海域掀起滔天巨浪。图/IC photo

    “梅花”是我国唯一一个登陆点属于四个不同省份的四登台风,是本世纪以来首个登陆东北地区的台风,也是1950年以来登陆上海最强的台风。

    9月14日,亚太台风研究中心“追风团队”来到了上海浦东新区,对台风“梅花”进行观测,这是我国第一次在城市核心区对台风风场展开的高精度观测,其团队首次直接观测到了东方明珠周边区域的台风风场。

    这次观测试验也完整记录了台风穿过一座城市的轨迹:从海边到郊区,到市区、市中心,再到郊区。

    亚太台风研究中心负责人、中国气象局上海台风研究所副所长汤杰介绍,研究城市核心区里台风风场精细结构变化,可以比较准确地评估台风对大型建筑群以及城市街区的影响,进而提升城市防台减灾能力。

    现有结论指出,随着全球变暖和气候变化,台风路径将逐渐往内陆地区延伸,未来可能有更多的台风影响我国中高纬度地区。汤杰表示,风和雨的变化规则是可复制、可推广的,在上海做的观测试验结论也可以推广到其他城市,为未来全国各个沿海城市的防台减灾提供精确的科学依据。

    城市高楼群使得台风风场更复杂

    新京报:以前的研究团队驻扎海边等风来,此次“梅花”逼近后,却选址在城市观测,以陆家嘴为核心区域,为什么?

    汤杰:我们这次是以陆家嘴城市高楼群为核心展开的一场高精度台风风场观测试验。

    台风是天气灾害里面影响最重、发生最频繁的,每年西北太平洋约有25个至27个台风生成,历史记录表明对我国华东和华南地区最强的降水、最大的风都是由台风造成的。

    像上海、宁波、厦门、深圳这样的沿海城市,几乎每年都会受到台风或多或少的影响。2017年“天鸽”对珠海、2018年“山竹”对深圳、2016年“莫兰蒂”对厦门的灾害影响,都是非常强的,特别是城市极端风灾。所以超大城市群里台风风场如何演变,是一个很有现实意义的研究命题。

    随着我国城市化进程加快,沿海特大城市中的高楼越来越多。当台风来临时,高楼间的风场更加复杂,我们想在“梅花”的影响期间,看一看台风风场在几百米的高楼群里会如何变化,为未来城市的防灾减灾提供科学依据。

    举例来说,我们通过试验可以知道,在台风到来时,像陆家嘴这样典型的城市高楼群,哪里风更大,什么高度风更大,哪里相对比较安全、可以避风,以及什么高度的风更大,更容易发生高空坠物。这对以后高楼广告牌的安置、在哪里建造避难点乃至沿海城市街区规划等,是有指导价值的。

    新京报:在我的浅显理解中,建筑物可以挡风。台风经过高楼群会有什么变化?

    汤杰:简单来讲,如果是在背风面,高楼对风是有一定的阻挡作用;但是如果有一阵风穿过两个楼之间,建筑反而会对风有加速作用,这就是“狭管效应”,就像峡谷里的风总比平原风猛烈一样,城市高楼间的狭窄地带风力也特别强。

    进一步来说,如果周围有很多高楼,那么多重高楼相互影响下的“狭管效应”会如何体现?这就需要科学讨论了。而且不只是平地,在高度50米、100米这样的地方,高楼间的风速、风向也是难以估计的。以体积庞大、风场复杂多变著称的台风在城市高楼群的风场演变很复杂,非常值得研究。

    过去我们了解台风在城市中的风场演变,往往是通过非常有限的地面观测和一些计算机的仿真模拟,这并不够准确。所以这次我们想利用高精度的激光雷达来了解城市中的台风,观测高楼间风速和风向的变化,以及在不同高度上风速和风向的变化。这次是我国第一次在城市核心区对台风风场展开的高精度观测。

    直接观测东方明珠的外围风场

    新京报:具体是怎么观测台风的?

    汤杰:台风从东南方向登陆上海,从南到北,我们有一条完整的观测路线:从海边到郊区,到市区、市中心,再到郊区。

    我们在上海最靠海边的洋山港区、近郊的惠南镇、市区的世纪公园、市中心的陆家嘴以及市区北部的宝山区,分别安装了监测设备,这样台风在这一整条路线的风速、风向变化等信息我们都能掌握了。

    风速风向联合分布_矿用风速风向传感器_风速风向探测仪

    研究团队在洋山港区放置的激光测风雷达,用于监测台风。受访者供图

    风速风向探测仪_风速风向联合分布_矿用风速风向传感器

    研究团队在惠南镇放置的移动台风探测车。受访者供图

    风速风向联合分布_矿用风速风向传感器_风速风向探测仪

    图片底部为研究团队在陆家嘴中心绿地公园放置的激光测风雷达,用于监测台风。受访者供图

    新京报:这次试验观测的效果如何?

    汤杰:数据采集是从9月14日下午正式开始,15日下午结束的。目前看采集的数据是很好的。在这次观测试验中,能看到四五百米高度的台风风场结构变化,最高大概能看到八百米到一千米。比如在陆家嘴,我们能非常清晰地看见七八百米高度上的台风风场变化,这在以前我们都是没有看过的。

    陆家嘴有东方明珠等一些几百米高的建筑,以前很少有对这种建筑外围风场进行直接观测的机会,现在就能够直接看到东方明珠外围台风风场的变化了。而且,东方明珠周围有好几个非常高的建筑,会有刚才我们提到的“狭管效应”,现在通过观测就能掌握高楼间的风场演变了,也就能比较准确地评估台风对大型建筑以及周围街区的影响。

    现在一些初步得出的结论显示,在高楼群,由台风产生的阵风和风切比较大,与外围郊区不同,城区风速风向的变化频率更快。

    9月16日,“梅花”在辽宁大连登陆,我们在上海做的试验结论也可以推广到大连,本质上来说,风和雨的变化规则都是可复制可推广的。未来我们也需要多做一些试验以及进一步推广试验结论,让数据更加有说服力。

    我国的台风监测中,飞机监测是短板

    新京报:此次观测中,研究团队用了一些首次亮相的黑科技风速风向联合分布,具体是哪些设备?

    汤杰:我们用了无人陆地探测器,俗名叫机器狗,它背着一个气象探测设备。当台风来临时,环境非常恶劣,对人来说很危险。这次我们是探索性尝试,看能不能用这种机器狗在恶劣环境中做一些观测。

    风速风向探测仪_风速风向联合分布_矿用风速风向传感器

    背着气象探测设备的“机器狗”。受访者供图

    在使用过程中,我们发现机器狗有些问题,它防风能力还可以,但雨一下大,可能有雨水渗到电路板里,机器狗会有点失控,在原地转圈。

    设备都是边做边改,这些年很多观测设备厂商通过我们合作,在极端天气条件下开展观测,暴露问题,解决问题,最终提高了国产设备的质量和性能,也极大地促进了国产气象探测设备的进步。

    我们这次采用的设备基本上都是国产的,采购成本相对较低。以前我们要使用进口设备,需要的费用可能是现在的5倍至10倍。这几年我们国家经济技术在发展,更容易买到更多服务更好的国产观测设备,这也是促成此次试验成功的原因之一。

    新京报:我国的台风监测手段有哪些?在监测台风方面还要怎么发展与进步?

    汤杰:我们现在探测台风主要靠卫星、雷达,它们是监测台风很好的工具。也可以用海上飞机对台风进行观测。

    在对台风监测方面,我们需要进一步提高的是移动观测,特别是飞机观测。现在我国台风的防御水平和预报水平以及固定地面站网观测水平,整体来说跟美国差别不是非常大,但我们对海上台风的观测能力还有待提高。

    美国是以飞机为核心的飓风探测体系,他们的飞机能一直追随飓风登陆前最后一刻,目前我们的飞机观测还没有做到这点。实际上,我们现在经常会对台风到底有多强、包括何时登陆有疑问,飞机观测的短板一定程度上制约了我们预测和防台水平的进一步提高。

    我国防台减灾的一个重要瓶颈就在于缺乏业务化飞机观测海上台风,这是台风研究界的普遍共识。

    全球变暖导致台风有深入内陆的趋势

    新京报:此前有专家表示,今年夏季炎热,海洋上一直积聚着能量,导致今年夏秋季的台风能够很快发展强盛。今年“梅花”能够深入内陆,这和全球变暖、气候变化有关系吗?

    汤杰:这几年的研究也都认为,随着未来气候变化、全球变暖的进一步发展,台风越来越趋向于向中高纬度移动,移速会越来越慢,强度和降水也会越来越大,最终导致致灾风险也会越来越高。

    全球变暖后,整体海洋温度会升高,相对来说台风吸收的能量会更多,另外大气环流也更加有利于台风深入内陆、深入中高纬度地区,那么台风影响人类的范围也会更大。对于我国来说,这次台风就跑到了辽宁省,以后可能跑到北方的台风会越来越多。

    新京报:遇到台风该怎么办?

    汤杰:台风来临,一定要及时收看台风预警信息,严格遵循台风预警信息进行生产活动和生活。台风是非常猛烈和不连续变化的,欺骗性很大。在台风天里,往往前一两分钟前海边还是风平浪静,一分钟后风力就变得特别大。

    除此之外,还要特别提醒游客,我们之前在做台风的野外观测时,经常看到有些游客听说有台风来就好奇,跑到海边去看台风的风暴潮和雨云,这是非常危险的。

    我们常做观测的人都知道,台风来临的前一刻还能看见太阳,大概不到10分钟以后就会忽然地狂风暴雨和风暴潮。还有,在台风的外围地区,会受影响产生雷击、龙卷风或者暴雨风速风向联合分布,也需注意安全。

    新京报记者 王景曦

    编辑 刘茜贤 校对 付春愔

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