台风预测的挑战与复杂性 - 台风路径和强度预测存在巨大困难 受台风自身结构、大气环流、海洋环境和地形地貌等多因素共同影响 [4] - 现有观测手段难以穿透狂暴风雨 无法对台风内核对流结构进行高精度实时精细化观测 [4] - 台风内核与周围环境存在复杂多尺度相互作用 导致精准预报异常困难 [4] 历史异常路径案例 - 1986年第16号台风"韦恩"经历5次显著路径转变 包括4次180度转向 [5] - 1991年第19号台风"耐特"经历5次大角度转变 包括3次逆时针打转 [5] - 2001年第16号台风"百合"三度急转弯 出现停滞回旋少动现象 [5] 强度突变的定义与预测困境 - 强度突变指24小时内台风中心附近最大风速变化达到或超过15米每秒 [5] - 目前对快速加强和快速减弱现象仍没有有效的预测手段 [5] 现有观测技术体系 - 构建天、地、海一体化观测网络 包括气象卫星、地基雷达、观测飞机和下投式探空仪 [6] - 通过海洋浮标阵列和自主水下航行器持续监测海洋变化 [6] - 开展系统性科学研究 探索台风与海洋能量交换机制和多尺度对流系统影响 [6] 数值预报技术进展 - 研发全球/区域一体化数值预报模式 求解包含复杂物理过程的方程组 [6] - 开发集合预报技术 通过微小扰动生成多个可能场景以揭示预报不确定性 [6] - 2012年起发展基于多集合预报的台风路径集合预报订正方法 [8] 人工智能技术应用 - 深度学习技术多维度赋能台风研究 革新传统预报范式 [7] - 从快速识别关键特征的"小模型"到深度挖掘隐藏关联的"气象大模型" [7] - 2024年建立新一代全球台风路径超级集合集成预报技术 融合天气预报模型与人工智能模型 [8] 持续存在的预测难点 - 引导台风移动的天气系统细微调整常导致突转或停滞 [8] - 多个台风靠近时相互牵制会使路径发生大幅摆动 [8] - 台风登陆时与地形相互作用影响移动路径与强度 受地形抬升易触发局地特大暴雨 [8] 未来研究方向与挑战 - 对台风内部精细结构的认识和预测仍是难以攀登的"高山" [9] - 近海生成台风从扰动到命名间隔很短 造成预报应对巨大挑战 [9] - 气候变化背景下台风长期定量预测存在很大不确定性 气候模式对海气反馈和云过程刻画有限 [9] - 需要更精细化智能化动态预警 更具韧性基础设施设计和更灵活高效应急响应机制 [9]

西北地区降水模式变化 - 西北干旱半干旱地区降水量和径流量自上世纪80年代以来持续增加 部分干涸湖泊水位回升 洪水事件更加频繁 但降水呈现"东多西少"空间分布格局 [2] - 极端降水事件频率 强度和持续时间显著增加 新疆北部 河西走廊及陇中地区尤为明显 兰州等城市突发性强降水事件增多趋势明显 [2] - 全球气候变暖导致大气持水能力增强 北极增温及热带气旋活动变化调整水汽输送路径 使更多水汽深入内陆 [2] 链式灾害特征与成因 - "短时强降水—山洪—城市内涝"链式灾害在西北地区已成为频发态势 非偶然现象 [3] - 全球变暖导致大气能量和水汽含量增加 副热带高压北抬使水汽深入西北内陆 改变区域降水格局 [4] - 西北多山地丘陵地形使强降水迅速汇聚形成山洪 城镇集中于河谷地带导致承灾体高度集中 [5] - 城市化进程中地表硬化 河道侵占 排水系统能力不足削弱自然调蓄功能 放大极端天气致灾效应 [6] 城市气候脆弱性表现 - 自然条件先天不足：降水集中且变率大 易旱涝急转 河谷盆地地形抬升作用显著 生态本底脆弱土壤保水能力差 [7] - 社会经济承灾能力弱：基础设施设防标准基于历史气候 快速城市化扩大承灾体暴露度 防灾减灾资源有限 [7] - 应对极端暴雨能力弱：老城区排水系统标准不高 大雨易导致事故 [7] 预报技术现状与挑战 - 数值预报模式进步使强降水预报能力稳步提升 2024年青海大通暴雨提前24小时准确预报落区 暴雨红色预警提前量达58分钟 [8] - 短期晴雨预报准确率超80% 暴雨预警信号准确率达90%以上 [8] - 西北地形复杂观测站点稀疏 局地突发性对流性暴雨预报仍存挑战 时间地点量级预报存在不确定性 [8] 预警能力提升方向 - 构建空天地一体化精密监测网弥补观测空白 [8] - 发展公里级精细化区域数值预报模式更好刻画地形与云雨物理过程 [8] - 深化人工智能技术在数据融合和预报解释应用 [8] - 优化预警信号导向的"叫应"机制解决预警发布最后一公里问题 [8] 气候数据转化防灾建议 - 利用区域气候模式将大尺度预测降尺度至城市尺度生成高分辨率预估产品 [10] - 结合下垫面信息和社会经济数据开展暴雨内涝风险评估识别高风险区域 [10] - 修订排水防涝工程设计标准 优化海绵城市布局 建立分级气候风险预警响应流程 [10] - 建立动态适应路径定期更新预测数据调整防灾策略形成闭环管理 [11] 跨部门合作挑战与对策 - 存在气象数据与工程设计参数格式标准不一 部门间数据共享机制不畅等数据壁垒 [12] - 气候风险长期性与工程决策当期效益矛盾导致政策落地难 [12] - 需建立跨部门协作平台推动数据标准化 提供用户友好型产品 将气候适应纳入长远规划 [12] 未来极端降水预测与标准修订 - CMIP6多模型模拟显示未来西北降水总量和极端降水强度均增加 高排放情景下增幅更显著 [14] - 过去几十年一遇极端降水事件将更频繁 传统基于气候平稳性假定的工程设计可能系统性低估未来风险 [15] - 建议采用最新数据重新计算设计值 引入非平稳性频率分析理论 增设气候变化调整系数 [15] - 兰州排水系统基于历史气候条件 可能存在低估风险 需尽快开展标准修订和工程改造 [15] 传统措施失效风险与地形效应 - 工程性措施和预报预警可能因降水变率加剧而失效 超越设计标准的暴雨可使排水系统饱和 [16] - 长期干旱后土壤下渗能力下降加剧地表径流 极端干旱导致水库蓄水不足但暴雨提升调度难度 [16] - 黄河河谷地形及周边山地存在地形强迫增强效应 对气流动力抬升使降水效率增高强度更大 [16] 高风险区域识别 - 气候风险评估模型能识别黄河及其支流河道沿岸洪泛区 湿陷性黄土沟壑区与山前斜坡带 [19] - 城市低洼易涝区及排水系统能力不足区 已查明地质灾害隐患点影响区均为高风险区域 [19] - 高风险区域识别可为国土空间规划和灾害防治提供科学依据 [20]

气象预警发布情况 - 山东汛期以来共发布预警信息2776次 其中暴雨758次 冰雹23次 台风36次 大风56次 雷电1058次 海上大风16次 雷雨大风824次 强对流5次 [2][6] - 预警信息通过雷达监测 云图分析和自动站数据实时更新 为防汛决策和公众出行提供支持 [1][2] 气象预报工作机制 - 预报员每日执行标准化工作流程：6点发布短期预报 8点全国会商 10点全省会商 11点/16点更新预报 [5] - 重要天气过程需提前一周启动中期预报 采用递进式服务模式直至过程结束 [5] - 遇强降雨等极端天气时启动"叫应机制" 联动应急 电力等部门协同响应 [5] 气象技术体系发展 - 采用数值预报模式 通过超级计算机求解流体力学和热力学方程进行天气推演 [11] - 建立无缝隙数字预报业务体系 1-10天预报空间分辨率达5公里 主要要素预报质量居全国前列 [12] - 构建地空天一体化监测网络 包括421个国家地面站 1870个省级地面站 11部新一代雷达 4个卫星接收站 [12] 预报准确率表现 - 2024年晴雨预报准确率提升至90% 即10次预报中9次命中晴雨变化 [12] - 暴雨预报准确率为20% 强对流等中小尺度天气系统预报难度显著高于大尺度系统 [13] 技术挑战与改进方向 - 局地强天气仅能提前1-3天预测大致范围 无法精准定位强度和位置 [17] - 现有观测网络尚未实现全域覆盖 中小尺度天气存在"大网捞小鱼"式的监测难题 [17] - 未来将通过人工智能技术 深化灾害机理研究和完善观测网络以提升预报精度 [18]