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各位朋友大家好,欢迎收看直击天气,与科学家聊“天”,今天我们聊天围绕的主题是“观云识天”,这是2017年世界气象日的主题,我觉得这是多年来世界气象组织颁布的气象日主题中最亲民的一个,因为云谁都可以看得见,每个人都会有自己的体验、见解和价值观,都可以说上两句,而且云确实是我们在大自然当中看到的最生动的语言和最丰富的表情。我记得荀子说,有风而子雨,托底而有雨,说的是这个云他上能及天下可接地,接地就变成雾了,而且风是他的朋友,雨是他的儿子,你想云彩气象界辈分还比较高。所以大家就开始说这个都是什么云,会造成什么样的天气,开始分类,比如说春秋战国的时候就有一些分类,像赵云如牛,秦云如行人,秦国的云像行人一样走,显然这是按照国别来划分的,就是一刀切脸谱化了,渐渐像山云草蜢,水云雨林,雨云水多,那就更接近它的机理和天气。
2017-03-16 14:00:34
后来一个一个英国爱好者在1802年做了一个云的分类,直到今天云的分类都是延续着他当初的思维。然而他并不是气象学家,只是一个药企老板,可见很长一段时间以来气象学是没有围墙的,是每个人都可以参与的,今天参与我们与科学家聊天节目的也有很多是网上征集的网友。下面,我来介绍一下今天与我们聊天的四位学者,他们是:国家卫星气象中心副主任、风云四号地面应用系统总指挥魏彩英,中国气象局气象探测中心副主任曹晓钟,中国科学院大气物理研究所研究员、云降水物理与强风暴重点实验室副主任孙继明,中国科学院大气物理研究所、科普作家、微博大V李汀,欢迎四位专家的到来。我想的是我们这些从事科学的人是不是也会关注一些跟云有关的大家的描述,比如说诗词当中就有很多是写云的,能不能给我们说一句。
2017-03-16 14:02:19
刚才主持人讲了水汽在天上是云,到地上就是雾,我想起了李清照的词,天接云涛连晓雾,早上起来看到天边云跟天相连,而云的这一边接地就变成了雾。
2017-03-16 14:04:03
李清照一句词就带着好几种天气的变化。有李清照这样著名的气象业余爱好者,我们感到很欣慰。
2017-03-16 14:05:34
“明月出天山,苍茫云海间”,大家好,我们中国的风云气象卫星时刻在对我们的地球进行轮班值岗,时刻监测着风云变幻。
2017-03-16 14:06:12
网上有这么一句特别能代表气象卫星带给我们的职能和担当,哪有什么岁月静好,不过是有人替你负重前行。我们在网络中称李汀老师为师太。
2017-03-16 14:07:38
我想起了白居易的“孤山寺北贾亭西,水面初平云脚低。”,他描述的可能是一个低云族的,比如说积云,因为他描述的是春天出行,可能要下雨,就比如积雨云,或者是雨层云这种类型的,人家都在沉浸于那个诗歌的意境当中,而专业人士有自己的职业癖好,他会想到的这个是什么云,会产生什么样的天气。这使得想起来英国的一个气象节目主持人他说我们气象人会有一个习惯,在看电影看电视的时候,即使是看到了一对恋人久别重逢也会第一眼发现他们身后的云是什么云。
2017-03-16 14:08:12
我想到的是“黑云压城城欲摧”,这个实际上就是写大家比较关注的暴雨的云,描述了这种云的情况,这个也是我们国家现在需要解决暴雨的预报问题,实际上和我们的生活是密切相关的。
2017-03-16 14:09:16
因为孙老师您是研究强风暴的,马上就可以想到跟您具体专业相关的。我忽然想到网友们经常问我的问题,您来解答一下:一个孩子问我们,您刚才说黑云,乌云和白云打架谁会赢?
2017-03-16 14:09:46
这个问题从我的角度来回答比较难,有可能是乌云先赢,因为乌云他发展的比较旺盛,比较深厚,上升气流比较大,而白云比较浅,上升气流比较弱,从能量的角度来说乌云的能量特别大,所以说乌云能够打败白云。但是白云又处于发展阶段,可能后期发展变化很大,在后期可能会打败乌云,所以说这是一个变化的过程。
2017-03-16 14:10:14
我特别想了解一下师太,我看到您在网络上真的是在坚守,那我想了解一下你的体会,包括大家对云的认识的状况,以及你和大家互动的过程当中你觉得还有什么值得提升的东西?
2017-03-16 14:11:43
就是因为在网上有很多人在拍到云以后就会发给我,说师太来认云了,后来我们在微博上专门开了一个话题,叫#大脸鉴云#,把网友拍的有意思的云放在里面。有的时候我来回答,有的时候别人也会去回答,这个话题现在有800多万的阅读量。我感觉大家比较好奇的云,一种是特别美的云,比如说像环地平弧,非常漂亮。还有一种就是大家会好奇是不是会有地震云,其实问我的人里面最多的是问这是不是地震云,是不是马上要地震了,然后就会跟他说,没有地震云,地震云只是一个伪科学概念。
2017-03-16 14:12:12
那就是两个层面,一个层面是云彩特别漂亮,大家跟你一起欣赏,一个是那个云彩让大家恐慌,所以说大家一定要得到一个明确的答案,对不确定性的恐慌。
2017-03-16 14:13:37
对,而且地震云是网上大家长期交锋的话题,两派在矢志不渝的斗争。
2017-03-16 14:14:16
我不太敢触及这个话题,有一个学者是这样说的,因为有一个谚语是“天上鱼鳞斑,晒谷不用翻”,大家都觉得这是地震云,他出来反驳,同样是用谚语来反驳,他说“天上鱼鳞斑,不雨也风颠”,就是出现这种天气。我想请教一下曹主任,对于这种云,您觉得应该是一个什么样的观点,跟大家一起分享一下。
2017-03-16 14:15:48
刚才你说的这个谚语有两种说法,一个是“天上鱼鳞斑,不雨也风颠”,这是一种说法,出现了鱼鳞状的卷积云,并且这些鱼鳞云比较大、分布范围又广,还有一个就是“天上鱼鳞斑,晒谷不用翻”,如果云呈现出鱼鳞状而且非常的小,另外分布范围也小的话,那么天气系统是稳定的;如果鱼鳞及分布比较大,则预示着不稳定系统的到来,其实云看起来是非常丰富又很好看的,但是它的细微之处可以看出他它差异。
2017-03-16 14:16:11
我在跟您的交流过程当中,我记得您说的一段话给我感触特别的深。很多网友说这个云看不清楚是什么云,请专业人士鉴定一下,您说就连专业人士在一种云上到底应该怎么分类确定是什么云,还有不同的意见,都会争的面红耳赤。
2017-03-16 14:17:52
对,我们做气象行业知识技能竞赛里面有一个考试的项目,是看云识天,就是把各种各样的云的图片拿来让选手去识别这是什么云状。我们每年做这个标准答案的时候我们都要从各省里请一些专家来,大家共同来确定这个答案。但难处在哪儿,两个方面,一个方面就是我刚才讲的这个云的观测,因为在一次云的观测中有可能是好几种云状,不单是一种云状,有的云状非常的小。还有一个方面是因为我们看的是图片,是平面信息,看的不是很真切。刚才师太说了网友给的一些图片让你辨别的时候,是有一定难度的,因为你这个信息面比较窄,非常完整、客观地把这个云状识别清楚,有时候还是有一定难度的。
2017-03-16 14:18:21
刚才说的这个鱼鳞云,可见鱼鳞大小差异一点点就可能导致完全不同的后续天气的发展变化。曹主任研究这个话题,现在我们通过PPT看一下,到底有哪些云。
2017-03-16 14:19:48
在观测上,首先对云有一个分类,刚才主持人提到1802年就有云的分类,在国际上对云的分类,现在有三组共29类云,三组是低云、中云和高云,在低云里面有雨层云、层积云,总共10种;每组有不同云的类型,比如说积云里面有淡积云和浓积云,总共加起来是29种,大的方面就是低云、中云跟高云。云的类型方面一般是积云、层云、卷云以及雨云,有的时候积云会从低云到中云跨度很大,有时能跨越18公里的高度,这很有可能横跨了低云、中云以及高云的范围。低云是大家最常见的一种云,就像棉花一样,蓝天上朵朵白云,也是大家最喜欢的一种云。
这种云是积雨云,会往上发展,往上发展往下下雨,但这个图片照的不是很全,云在山顶上空,山上还有积雪,一旦太阳照射到积雪,水汽上升以后就会形成积云,这就有可能就会发展成积雨云。这个图片积云就比较高了,像这种云彩发展下去以后就是下雨了,积雨云和雨层云都是有降水现象发生的。下面这个积云是一种高积云,它是中云,不是高云,因为高云是卷云,只是比第一层的积云要高,当夕阳照下来以后就特别的好看。
这种云是层云,层云大家最熟悉了,因为它就是一种,我们说的雾-霾天常出现的。这种云灰蒙蒙、雾蒙蒙的,像一层面纱一样,毫无生气,但这种天气这种云是大家都不喜欢的。当层云到达高空后就是高层云,像图中这个也是一种中云,高层云上来以后由于夕阳照射可以看到透光的高积云和高层云,这两个结合起来,但是它还是属于中云系列。这个是层积云,有透光的,还有敝光的,这个是敝光的层积云。判断它们的方法就是看看太阳照下来后是不是看不到自己影子,如果看不见影子就是低光的层积云。
2017-03-16 14:20:51
这是一个层积云,层积云一般与地形有关,容易在某种地形上产生某种状态的层积云。这个层积云看起来非常壮观,后面这个也是,这个是云的中间特别的厚,两边开始变薄,而且这个上面还有密卷云。这张图也是,这个层积云就完全跟地形有关,这种形状在阳光的照射下尤其在夕阳或者是早晨的时候就非常漂亮。这个是第三种类型,我们称为卷云,卷云就像一卷头发一样,非常的洁白,卷云的特点是比较高,很多时候卷云是冰晶粒子,这个也是典型的毛卷云。这幅图的云就是刚才讲的鱼鳞云,这个鱼鳞云比较大,而且范围也很大,排列非常整齐,它是不稳定天气系统来临的一个征兆。
这个是密卷云,卷云因为高度比较高,在夕阳照射下非常好看。这也是一个密卷云,它有飞机飞行的轨迹,非常明显。它虽然是不同的颜色照完以后的红色,但是可以看到卷云的特点,丝丝缕缕的,而且结构非常清楚。
2017-03-16 14:23:41
谢谢曹主任,我们现在很多网友就是这样的,北京一旦出现晚霞或是蓝天白云大家就在朋友圈里晒,只要这样的天气一出现,大家的心情可好了。
2017-03-16 14:25:19
大家都一样,遇到蓝天白云时心情都非常的好。但是有时候白云可能是一种预示,傍晚或者明天有可能有雷暴天气。面对这种现象,有时候不同的云可能是一种指示,所反映的是冷空气来临或是暖空气来临。最早的时候,看云识天是这种情况,现在伴随着科技的发展,我们不用看云了,可以通过数据预报的方式,每一种云它都结合了微物理过程,对我们理解整个云的过程或者是云的形成具有非常大的意义。云本身的形成,就像刚才老师讲的,有高云、低云之分,高云主要是卷云,低云主要是积云构成的,我们实际上什么样的云都要研究,因为云本身关系到太阳辐射的影响,对气侯变化的影响。我们不仅要关心暴雨,我们还要关心到暴雨的形成机理,所以说云实际上和我们的生活是密切相关的,什么样的云我们都需要研究。
2017-03-16 14:25:47
我想问一下师太,有没有关于云的气象谚语。
2017-03-16 14:26:17
很多,就像您刚才说的“天上鱼鳞云,地上雨淋淋”。还有好多都是特别常见的。他拍了一张照片,说师太我们明天要出游,你给看看明天是什么天气,我说这个看不了。
2017-03-16 14:27:19
我看了一下大家经常聊的,有一类在气象中关于云的谚语的标配,“朝霞不出门,晚霞行千里”,还有一个叫做“有雨山戴帽,无雨云没腰”,还有像“日晕三更雨,月晕午时风”。我想问一下孙主任,林林总总的谚语,靠谱吗,我们还可以用吗?
2017-03-16 14:28:04
这个是劳动人民在劳动过程中总结出来的经验,是有一定科学道理的。像您刚才说的那个谚语“日晕三更雨,月晕午时风”,因为锋面过境之前锋面有不同的云系,高的地方会出现高云,高云出现以后太阳的折射反射产生晕,晕出现以后,后面锋面过境的时候会有雷暴天气进而会下雨,这是一种总结出来的谚语,是有一定道理的。但不能完全靠谚语,因为自然天气情况是非常复杂的,可能有别的变化,产生晕这种天气现象也有很多种。
2017-03-16 14:29:25
我觉得谚语作为一种智慧集成,是在古代信息匮乏的情况下的一种众筹,如果他一点都不靠谱的话也就传不下来,如果真的靠谱那我们为什么还要用卫星,为什么还要建那么多的气象站进行每天的观测呢。那就先请曹主任说一下,魏主任您那是最高端的设备,我们留到最后去说,一点一点的现在发展到您那个阶段了。我们有哪些标配观测装备?
2017-03-16 14:31:51
其实云的观测是这样的,原来地面对云的观测是很重要的因素。这是因为原来卫星雷达方面的观测手段还没有发展起来,所以说对云的地面人工观测是非常重要的手段,近几年雷达跟卫星的观测手段发展很快,现在我们对地面的观测从主要的手段变成了辅助的手段。我们现在就是把地面对云的观测和卫星的观测相结合,从地上往上面看,卫星从天上往下看。地面观测的范围是比较局部的,但是精度会相对高一些。在卫星上看,因为看的尺度比较大,范围比较广,所以两边结合起来会更好。我们这几年云的观测从人工观测往自动观测过度,当时给自动观测定的目标就是把自动观测的内容要和卫星结合。
2017-03-16 14:33:12
有一些地面观测渐渐的退居二线了,在一线就是卫星了,而且将近30年的时间我们的卫星也是不断的发展壮大,我们原来用肉眼,现在用千里眼,千里眼的视力也是越来越好,原来我觉得卫星还是有点缺陷,结果这次风云四号是真的很给力,我们看的真真切切,您给我们来梳理一下卫星在云观测方面提升的历程。
2017-03-16 14:35:37
刚才曹主任讲了,因为从地面观测是人从地面向天上看,看到的是云的底部,卫星是在上空,他从上往下看,如果说选用不同的通道有的是看的云的顶部,有的看云不同的高度、水汽的含量,有的可以看到地面,所以说这就是刚才您说的发展历程。我觉得刚才结合两位老师说的,曹主任介绍了那么多的云,对专家来说可能很多云区分起来都有一定的困难,如果要让老百姓去区分就更困难了。在高科技的卫星的观测手段里面这不是一个直接的观测,它叫做遥感。遥感观测得到的实际上是电子线路得到了技术值,技术值怎么反馈回来得到我们真正看到的云。第一个我们首先直接拍摄的图象,就类似我们在医院拍X光片一样,他得到数据成像,这个成像就有不同的波段,像可见光到了地面到了云上反射回来,那水汽波段,对大气中的水汽的含量,不同高度的水汽含量会进行一个观测。那对这个红外辐射量进行观测。
不同得到的辐射值我们可以用不同的颜色标出来,大家看到就是图象,大家看到最直观的可见光图象跟我们的肉眼非常的接近,大家看图象的时候容易去理解,包括我们常说的台风,自从有了这个气象卫星以后没有一个台风能够逃出我们的视野,就是因为千里眼站的比较高,而我们的静止卫星是在他的精度,定点位置的东西各六七十度都可以看到,也就是说如果按照六十度,东西方向120度的范围我们都可以看到。也就是说在台风还没有编号的时候已经进入了卫星的视野里面,从开始形成一个气旋,我们就开始跟踪观测,而且观测的频率也越来越高。原来我们一个小时看一次,一个小时之后跑到另外一个位置,这次我们的风云4号45分钟,我们半个地球任何的云系,我可以每15分钟对他观测一次,这也是第一个。如果我们有极轨卫星可以对全球的云系进行观测,这样两个系列卫星结合起来对全球大范围且高频次的观测,随着气象卫星的发展,这是一个大的进步,它的空间分辨率时间分辨率越来越高。第二个就是刚才曹主任讲了这么多种云,对卫星来说可以通过一些反衍的科学算法,通过科学算法,不仅看到云,而且把云进行分类,这样直观的就告诉预报员,这个地方哪儿有云,而且是什么样的云。
2017-03-16 14:36:01
他们老说云计算,您说的这个才是真正的云计算。
2017-03-16 14:40:35
随着数据量越来越大,空间分辨率时间分辨率增加以后它的数据量越来越大,现在可以说像风云4号,是原来风云2号的160倍,每天要达到几十个T这个量的数据,这种海量的数据就需要一个云计算这么大的计算能力来计算各种产品,所以说这一块卫星它不仅具有大范围观测的能力,高频次的跟踪,而且它可以精准的反衍出定量的产品来。
2017-03-16 14:41:57
您这么一介绍,因为我们光是一个卫星一种卫星既有静止也有极轨,所以说每一个天气系统都很难逃脱它的跟踪。以前还有人在议论说,你看发一个气象卫星不便宜,为什么还要发,你想想不说别的就一点,有了气象卫星以后没有任何一个台风可以逃出我们的跟踪,使得所有受台风影响的区域人们都可以从容撤离,您说值不值,而且现在它还在发展。我前几天我们有几个专业人士一起看风云4号,确实清晰,离远一看那个云怎么不动呢,有一个人说那是积雪,积雪看的清清楚楚。在这一点上我们在业务当中就可以感受到风云4号带给我们的进步。您说它会对云进行计算,而且它的盲区几乎都没有了,我有一个想法,就是原来我们看的都是很短时的,很现实的天气,我想问一下孙主任,您专门研究恶劣天气的,有没有可能根据对云的这个计算我们去思考它与气侯变化的关系,我们的视野能不能更宽泛一些。
2017-03-16 14:42:01
实际上是可以的,我们在聊气侯变化的时候,云是非常重要的因素,因为云的变化非常得快,再一个主要的原因是地球很多地方被云覆盖,像海洋上三分之一被云覆盖,云的生消对太阳的辐射有影响,会影响整个大气的温度,对气侯变化有影响,大家要知道云的形成机理,它的变化趋势,它产生的降水,有一个预测和评估,然后才能够对整个地球的气侯变化才有一个更加精确的一个预测和预报。
2017-03-16 14:44:03
因为云的这个数据是非常宝贵的数据,对我们来说有了这个卫星之后确实它撑起了半边天,除了云之后刚才我们说到了到地上就说不清楚是云还是雾了,我觉得这样的一种错觉,或者是分类的难度,我觉得师太在网上会体验的更多,有的是雾,有的是霾,有的是云,会不会有这样的讨论?
2017-03-16 14:46:29
一般我们是跟普通公众来介绍的话不会说的那么的生,还是按照接地的是雾,不接地的是云,跟霾的区别主要是看污染物这方面的。
2017-03-16 14:48:57
我特别欣慰的是,我们业内会有一些严格的限定,雾和霾这两个字是不能放在一起的,昨天总理说到了谈论雾霾问题我们如何来解决,他是一个长期的,是一个发展阶段可能难以避免的,为什么要说起这个呢,就是因为有的时候真的说不清楚,尤其是曹晓钟主任您说的层云,与雾之间区别的时候,有的时候我们晒照片到底是什么,那个是层云不是雾,所以说因为我们的雾和霾渐渐多了之后,那个层云也成为犯罪嫌疑人,被引入到这里面来了,所以说在这个时候你其实科普也特别的重要。我们聊了这么多,意犹未尽的感觉,时间就到了,我们和网友和媒体的记者们一起来聊今年世界气象的主题,“观云识天”这个话题。谁如果有什么问题,想问哪儿一位专家都可以举手告诉我。
2017-03-16 14:49:20
你好,我是人民日报的记者,我想请问专家两个问题,第一个问题是几位专家说到了云跟太阳辐射有很密切的关系,那能不能展开解释一下为什么云可以在天气气侯预测当中发挥作用,它是怎么样调节循环的?第二个问题是刚才专家也提到了对于研究气侯变化来讲,云是很重要的因素,我想问一下这些年来全球变暖及气侯变化会不会对云和“观云识天”有影响?或者说,以前的谚语现在不太准了。还有就是24节气是不是也受到气侯变化的影响,因而不再是那么精准了,想请几位专家回答一下。
2017-03-16 14:51:15
刚才曹老师已经讲了,我们大气中有三种云。再细分一下,可以分为高云和低云。高云主要是由冰晶组成的,低云一般就是暖云。高云的一个特点,就是太阳光可以穿透,它吸收地表和大气发出的长波辐射,可以增温;低云就是水滴分子,它主要是反射太阳的短波辐射导致地面降温,所以云的变化会引起整个大气辐射的收支平衡,继而影响全球气温的变化。
2017-03-16 14:52:48
我理解的记者第二个问题意思是说,气侯变化了以后,云会不会有变化?比如说气侯变化之后雨多有变化,最近50年当中我们降雨的日数减少了,小雨日数减少了13%,暴雨日数增加了10%,云会不会有变化?
2017-03-16 14:53:29
气侯变化就是温度变了,变了肯定是有影响的,但是因为这个非常复杂的科学问题,我们不能确定的说这个气侯变化云增加了多少,减少了多少,这个是一个非常复杂的科学问题。就目前来说,虽然大家还不能拿出精准的估算结果,但是肯定是有变化的。
2017-03-16 14:54:05
我补充一点,记者您刚才说到气侯变化对二十四节气的影响。我分享一下中国科学院大气物理研究所一位老师的研究成果。他的观点是,二十四节气本质上是用天文算法固定下来的,每年基本不变,是如果我们把现在二十四节气的温度和以前二十四节气的温度做一个比较,能够看出在春季和秋季发生的这些节气相比往常是被压缩了,换言之,就是冬天和夏天的二十四节气,表现出来的气象方面的指征实际上是更剧烈了。
2017-03-16 14:56:31
这就好比为每个节气按照平均气温设定一个预值,最后得出来的就是大寒。在最冷的时候,我记得是全国平均气温是低于零下3.51度,如果是这样的一个温度预值,那我们的大寒天在最近减少了多少呢,减少了54%;那大暑节气的预值是23.5度以上,大暑天增加了多少,增加了81%,这就是说春天提前了,春天错后了,就是你看这个图二十四节气长胖了,我们减缓气侯变化就是要为二十四节气减减肥。
2017-03-16 14:57:56
我是经济日报的记者,我有两个问题想请教一下,第一个问题是今年世界气象日的主题是“观云识天”,刚才介绍到如今科技发展很快,我们拥有气象卫星等一系列先进的观测手段和设备,那想问一下现在“观云识天”还有那么重要吗?或者说今年为什么要把主题定在这个主题上?它的意义有哪些?依靠人眼来观云,在目前的天气预报业务中有多大作用?第二个问题是想请教一下当前依靠观云所得出的一些气侯变化结论,有没有具体成果?
2017-03-16 14:58:21
今年的世界气象日的主题是“观云识天”,说明“观云识天”这个问题非常的重要,现在我们只是说“观云识天”的这个观云的方式在不断的发生变化,原来主要是靠人主观地去观测,通过肉眼观测,我们可以得到一个气象观测记录。人工观测包括了云状、云量和云高,现在从地面云观测上来讲,我们现在已经用自动化的手段来代替人工手段了。另外一个目前地面的观测设备,对于云状观测这一块识别起来难度比较大,我们人工识别都有困难,那计算机识别的水平目前没有达到使用的程度,我们目前云的自动观测设备是两类,一种是云量观测,一种是云高的观测,云量可采用可见光的方式,云高用激光方式。这个就是可见光的云观测设备,这个是最早美国制造的一种全天空的云观测仪,它相当于一个半球的一个曲面镜,通过这个曲面镜把整个天空的状况在曲面镜呈现了,它这样可以保护镜头,也可以把整个天空的景象照下来,这个就是它照的图像。
后来这个发展了以后,这边有一个CCT,人拿相机直接对天上照,加了一个鱼眼镜头,现在接近180度,这个加了一个太阳遮挡器,所以说这个是可见光的。那红外的也有两种,一种是点红外,就是美国一个大学最早做的,利用一个点红外传感器,那当然它一般是一组了,7个10个的,这个是国产红外的这种。由观测的多个点组成天空的面,这个就是跟魏彩英主任讲的一样,是反衍出来红外的图象。现在我们目前我们从2012年开始在业务上开始做了实验考核,双波天空成像仪,我们把红外和可见光都集成在一个设备上,那这个就是一个红外的,这个就是可见光的,那这个是它们成像的一个东西,我们有国产化的设备了。那另外一种与上面的区别就是,可见光这一块我们没有用遮挡,现在的这个用软件来控制这个照相机的曝光量消除太阳光的影响,它整个的图像也可以接受了,少了一个太阳跟踪器对我们的成本和可靠性是很大改善,那这个是红外图像,刚才讲的是点红外,这个是面阵红外的图像,红外是解决夜晚观测的问题,可见光是夜晚观测就不清楚了,那红外就解决夜晚观测的问题。这个也是我们国产的设备,我们已经做完了这个业务上的一个考核。
2017-03-16 15:00:03
前面讲的这两种都只能做云量不能做云高,红外可以通过云高的问题来反衍,不是特别的准,我们两个摄像头去照一个点,通过几何测量的方法来反衍出这个云的高度,这是一种方法,但是这个方法它对安装的精度要求特别的高,你稍微有点偏,失之毫厘,差之千里,这个我们在业务上做实验以后认为不太适合做业务的应用,我们用激光云高仪,它是发910纳米的激光,然后当云通过时有一个回波的信号,通过这个回波的信号检测它是否有云,这个就是它检测的图像,这个是我们国产的设备,这个是国外生产的。
还有一种就是Ka波段的云高仪,8毫米的全动态的毫米波,它的测量性能,刚才讲的这个激光这一块,在雾霾天气的时候往往这个激光还没有穿透,这个激光就衰减完了,就到不了云那一层了,因为波长的关系,所以说这个毫米波它是8毫米的,波的穿透能力很强,我们做了大量的这种实验对比,这个是毫米波测的一个云的垂直曲线,那这个是什么,那这个是我们探空的测量结果,探空这一块是水气变化的图形,那这个曲线表示探空仪进了云以后有水气增大了,正好是对应这个云,它们两个是对应上的,因为这个是遥感的方式,对它的准确性做了一个验证,那目前这种它探测到的云能达到5000米厚,它可以穿透5000米的云,它这种抗衰减能力比激光仪更强。我们现在做的地面自动观测的设备已经比较成熟了,那现在我们目前正在准备在业务上降雪大规模的建设,这些设备已经在我们的试验基地运行了三年多了,我们已经在做了对比试验,做业务化的一些准备。所以我刚才说了就是说“观云识天”是对气象来说非常重要的一个方面,我们只是在不断的改进看云的方式,来更好的去识天。
2017-03-16 15:04:43
我补充一下,刚才说看云识天,随着我们观测手段的提升,你比如说我们原来半个小时看一个云图,你会发现两个是静态的,那现在随着时间分辨率越来越高,就会有一个预报员没有看到的现象,曹主任说积雨云,就像锅开了一样,这样的云就是在下雨,观测能力提升以后,这样的云精确在某一个位置上,这个就是在下雨,我们经常说的有一个谚语,叫做“云彩出了朵,云雨躲不过”,对这样小的天气系统,突然晴朗的天空下了一阵雨然后又晴了,这个对我们的天气预报是难度最大的,这个云的观测和准确的判断哪儿一种云是非常的重要,这个是我想补充卫星的一个观测手段。
另外随着我们卫星能力的提升,我们不仅仅是一个仪器,现在多个有效载荷,多个仪器在天上有各自的责任和义务在同时的观测,光说这个波段,刚才曹主任说到的波段我在想风云2号我们原来有5个通道,或者是我们有一个波段在观测,那到了风云4号14个通道,不同的通道他看的目标是不一样的。所以说结合起来才能够经过综合的反衍出不同的云种类。另外我们老百姓经常说的话,谁知道天上哪儿朵云有没有雨,那好,现在用科学的算法就可以反衍出很多的定量产品,其中有一个叫做降水估计,就是说这不同的云里面哪儿一个云有可能下雨,而且有可能要下多少雨,这个也是通过卫星反衍的定量产品告诉大家的。谢谢。
2017-03-16 15:08:17
以前说谁知道哪儿朵云彩会下雨,现在我们努力告诉大家哪儿片云彩会下雨。刚才魏彩英主任和曹晓钟主任在说的过程当中,我也在思考一个问题,您那个卫星好说,没有人会影响或者是干涉你,但是你们地面观测不一样,在自动设备正在全方位的准备替代人工观测的过程当中,那个设备比人更矫情更敏感,对观测的周边环境要求更高。但是我听说的很多状况是这样的,我们观测场的地很贵,于是当地就开发了,你们就得搬家了,或者是没有让你搬,但是周围的观测环境高楼大厦水云丛林越来越难以真实的反应这个区域当中的大气状况,这两种状况您作为一个观测方面的专业人士您有什么样的心声?
2017-03-16 15:10:56
从观测的角度来说我们一直有一个最主要的一个指标,就是观测环境,像我们每个月对全国2400国家级台站的探测环境每个月要做一次评估,为什么做评估呢,就是你刚才说的这个问题,探测环境的变化会影响我的观测效果,因为我们希望观测站有一个代表性,而不是说受局地的影响,而这种影响主要是在我们雷达方面,对云的观测我们有两个方面,一个就是他在观测垂直空间方面不要有明显的,比如说你当时的激光也好什么也好,老有飞行物过去就对它有干扰,当然我们这个设备在上业务之前我们会有很多的质量控制算法去剔除这个干扰,那这个对它垂直的进攻环境,那毫米波对它周围的探测环境也是有要求的,但是它的要求是比较低一些,因为那个是直接风吹的,我们要求是1比10遮挡的要求,那毫米波会比这个低,但是他也有要求,这个是对它周围环境的影响。
第二个方面就是设备比较的娇气,我们对设备比如说这个上面脏了,它照相就变成了层云了,因为你看到的是图片,那我们一般就是在两个方面,一个设备有一套完整的操作规范,每周每日每月有一个维护的要求,第二个在我们的业务软件里面有一个质量控制算法,因为各种异常因素引起的对数据的异常,所以说要把数据做一个处理,从两个方面来保证这个云的观测数据。
2017-03-16 15:14:23
“观云识天”,两位是从自己专业的领域阐述了“观云识天”现在更多的更主力的是靠专业的设备,那我想从另外一个方面我们再来谈论一下“观云识天”,师太,我们很多从事气象科普的人在做这件事,包括你不遗余力的跟大家分享,这个是什么云,是什么机理造成的。那既然他们都有那么高端的设备了,我们还进行了云方面的科普,你觉得必要性在什么地方?
2017-03-16 15:15:02
我觉得是这样的,这次的世界气象日的主题其实就在我看来有一个回归,就过去好象更强调一些政策上的东西,比如说灾害性的天气,然后气侯变化,还有一些碳排放这些,会让普通人觉得好像这些话题离我们普通人觉得有一定的距离,觉得它是一些政府导向的政策性比较强的东西,但是这回变成一个纯粹的气象话题,还带着一点小清新的感觉,因为我们每一个人从一开始接触气象肯定都是从日月星辰、风云雨露这些天气现象开始接触的。另外你刚刚说到这个我们现在作为普通人来说,因为世界气象日更强调是公众的参与,就是作为普通人来说既然我们现在也不是用统计的方法,也不是用天气图来外推了,我们都已经是用数值模拟的方法来做预报了,而且这个观测的仪器这么高大上,为什么我们普通人还要来关注这个“观云识天”的东西,我觉得就是说首先普通人的关注和参与会让这个话题延伸下去。
就比如说一个人他在看云的时候,他可能一开始的时候会想,我今天看到一个什么云,或者是我看到什么云就可以知道明天的天气,然后他就会关注为什么天气预报不能像我们想象中的那么准确,如果说我们都能够用农谚报天气预报,为什么现在科技手段这么高,还是不能以我们公众期待的精度和准确性预报天气,现在天气预报的发展历程是什么样的,包括比如说地震云还有它中间到底为什么会有这个地震云的流传,以及它事实上是否存在,还有您刚刚说的雾、霾和云这些,也许只是表面上看来识云只是一个契机,像英国有一个赏云协会,实际上是外行的气象者做了这个网站,那实际上更难得的并不是像公众普及一个具体的知识点,现在天上到底是毛卷云还是浓积云、淡积云,而我们是要传播探索自然,去探究天气规律的一个科学精神,我觉得是这样的。
2017-03-16 15:16:27
我特别同意你的表述,因为当我们一个学科有了很高端能力的时候,我们常常会自我封闭,其实一个学科要让它没有围墙,它的同行者、随行者越多,这个学科不陌生很亲切,大家不会误解,这样使得这个学科更好的发展,那你在网上所做的分享和互动同样是这个学科的前沿。
2017-03-16 15:20:08
你刚刚说这个我回忆起来当时转发量比较高的微博,有人问我虹彩云的那个东西是什么,然后我就解释了一下是环地平弧什么的,当时他就说,他说师太没有办法跟你“谈恋爱”了,太无聊了,你们科学家都这么刻板吗,我解释说科研工作和气象工作者有自己别样的浪漫,就像竺可桢先生现在气象的奠基人他一生记了38年的日记,一天都没有间断,每天的日记上都写了今天的天气现象,有没有下雨,还记录了一些物候的现象。这固然也是一个气象大家对自己工作严谨的表现,但是我觉得这个同样也是大科学家对于自己的热爱的事业表现出来的浪漫主义,其实并不像大家想的一个专业人士或者是一个科研工作者跟大家离的那么远,并没有。
2017-03-16 15:21:34
而且我看他的有那么几天出差了不在北京,就让儿子记录,儿子记的浮皮潦草就打儿子,当时孩子很小,然后想我爸一个大科学家为什么因为这点事打我,每个人的内心都有他的珍爱,有他的敬畏。我觉得是这样的,跟气侯是不是有关系,你想想有一个谚语,八月十五云遮月,正月十五雪打灯。你想想那个时候我们都想干这件事,现在有了这样的设备之后,会不会对于云的计算和担心同样会运用到气侯和气侯变化当中。我是这样猜想的,仅仅是计算,云可能不是研究气侯变化唯一的要素,但它渐渐的成为了不可分割的一部分,会不会是这样。
2017-03-16 15:22:20
实际上对云的变化现在已经产生了影响,一个最简单的例子就是在海洋上的邮轮,它经过的地方就会排放一些烟雾,研究排放以后它的轨迹,这个轨迹上的云,云的大小会减少,云滴会增多,显而易见,但是云整个的变化对全球的影响实际上这个是目前我们科学家面临最大的难题。气侯变化不仅是云的变化引起的,还有温室气体,像二氧化碳,温度在增加的时候它有很多的因素在影响,那我们怎么判断云对它的影响,我们只有通过数学模拟的方法去验证,那数学模拟我们现在都知道,我们就需要做全球的数学模拟,因为地球很大,网格目前来说就比较的粗,现在就是几公里,7公里,或者是3点几公里,这时候一些小的云,淡积云和浓积云就是小的云放在这里面,就无法模拟出来,结果就不太准确。那我们国家在数学模式上也在发展,中国科学院大气物理研究所正在建设地球模拟器,一个是计算的速度提高了,第二个从物理过程上,对地球本身的物理过程和云的模式上要有所新的认识和发展,将来可能会评估的更准确,再过若干年就会有一个精确的答案。
2017-03-16 15:23:43
其实这个系列气象的主题让师太说了以后我们觉得一下子变的更加全面了,不仅仅是我们专业人士我们有高端全方位的设备来“观云识天”,每个人都可以参与,而且他跟你熟悉亲近了之后,我觉得天气预报的准确率分成两部分,一部分是因为你们的强大支撑的天气预报客观准与不准的准确率,另外一方面是你们这些人跟大家经常去互动,感情亲近了以后,因为喜欢你因为相信你,因为相信你不会骗我们,所以说内心深处不抵触所产生天气预报主观的准确率,他不会冤枉你,错了就是错了,对了就是对了,这一点我们每个人所做的看似都是局部,在气象这个行业当中都是局部,但是堆积起来搭建起来才是真正的“观云识天”。
2017-03-16 15:25:12
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