瑪莉亞、安比、雲雀、摩羯……今夏颱風一個接一個。你是否感覺到今年臺風的預報比往年更加精準、及時？
中科院上海技術物理研究所研製的GIIRS近日在諸多臺風監測和預報過程中不負眾望，成為我國氣象預報的“獨門秘笈”之一。它最高實現了15分鐘一次的高頻大氣溫溼度垂直探測，獲取的數據成功應用於首次投入業務運行的全球/區域通用數值天氣預報系統(GRAPES)，為我國颱風路徑及天氣系統的觀測預報成功開啟了一種全新模式。
今天小編就請來上海技術物理研究所為大家講解一下，究竟什麼是GIIRS？什麼是GRAPES？他們共同創造的“世界首次”又是如何讓颱風預報更準確呢？
什麼是GIIRS？
2016年11月升空的風雲四號衛星上，搭載了兩臺上海技術物理研究所研製的關鍵光學載荷，其中一臺便是干涉式大氣垂直探測儀，英文簡稱GIIRS。
作為國際首臺靜止軌道的干涉式大氣垂直探測儀，它利用傅立葉變換原理，在長波紅外和中波紅外波段可實現1500個以上細分光譜的探測，光譜分辨率達0.625波數，紅外波段空間分辨率達16公里，相當於給大氣做超過1500層的精細“立體CT”切片式探測，因此特別擅長監測和預報臺風等變化很快的災害性天氣。
大氣輻射亮溫垂直分佈動態圖
為此，上海技術物理研究所“風雲四號”研發團隊整整奮鬥21年，先後破解了諸多技術難題，實現從基礎機理到核心元部件再到系統集成全創新鏈自主可控，使中國在國際上率先實現高時效對地三維探測。
有了GIIRS，颱風預報有什麼不同？
首先，GIIRS實現了國際“首次”大範圍高頻次大氣垂直探測。
為了應對臺風“瑪利亞”，氣象局首次啟動GIIRS的加密觀測，成功實現了15分鐘一次對臺風目標區的快速觀測，相當於15分鐘給颱風做一次CT。在應對隨後正面襲擊上海的颱風“安比”的預報和監測中，又有效發揮了數值化天氣預報的作用，提高了對臺風路徑和中心降雨情況等的預測準確度。
從風雲四號的大氣垂直探測儀產品中，可以看出大氣三維立體結構信息。(中國氣象局)
另外，國際首次實踐交互式“觀測-預報”模式也讓預報更為精準。
GIIRS與同樣實現“首秀”的GRAPES成功“合作”，成功讓 “觀測-預報”模式成為現實。GRAPES通過精確計算，推斷出高影響天氣預報的敏感區，GIIRS則將敏感區作為目標，開展加密觀測，並將觀測資料及時回傳，實時進入四維變分同化預報系統。GRAPES再通過數據迭代得出下一次的敏感區，告知風雲四號，直至該災害性天氣結束。
大氣垂直探測儀的數據在GRAPES中開展同化應用，颱風“安比”預報路徑向北調整，中心位置更接近實況。(中國氣象局供圖)
在對臺風“安比”的監測中，GIIRS與GRAPES數值預報系統協同工作，儀器所獲取的數據一分鐘內即進入地面數值預報同化系統，為精確預報臺風“安比”的風雨影響提供了關鍵的定量預報產品支撐，有效提高了目標區域內的預報效果，被驗證為有“正效應”。
（部分內容轉載自《文匯報》文章《今夏颱風一個接一個，你可知道“中華慧眼”每隔15分鐘給它們做個CT？》，作者：許琦敏）
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