科技日報記者 付麗麗

6月19日5時，遼寧省朝陽市上空濃云密布。“海燕”Ⅱ型無人機自朝陽機場飛往渤海灣區域，“捕獲”一場即將到來并與東北冷渦密切相關的雨。這是氣象部門首次實施大型無人機東北冷渦觀測試驗，旨在進一步提升天氣預報精準度與災害預警能力，同時推動低空經濟商業化場景及公共服務場景應用。

中國氣象局沈陽大氣環境研究所副所長李得勤介紹，東北冷渦屬于中高緯度地區的大尺度大氣環流系統，其氣流呈逆時針旋轉，核心區域溫度顯著低于周邊環境，通常出現在北緯35°—60°、東經115°—145°范圍內。根據氣象標準，當500百帕高空出現持續3天及以上的氣旋性渦旋時，即被判定為東北冷渦。

東北冷渦在春末夏初（5—6月）最為活躍，其形成機制是極地冷空氣隨西風帶低壓槽南下，在高空（500hPa附近）形成冷性切斷低壓。該系統受蒙古高原和東北平原地形阻滯，加之西風帶引導氣流較弱，易形成滯留性較強的天氣系統，常伴隨持續低溫、強對流和降水天氣。“在冬季，東北冷渦還與大范圍的寒潮天氣密切相關。”李得勤強調。

“東北地區約30%的短時強降水、50%的雷暴大風、80%的龍卷風都與東北冷渦有關。”中國氣象局東北冷渦研究重點開放實驗室觀測試驗團隊首席袁潮說，東北冷渦誘發的中小尺度對流系統具有局地性、突發性、反復性、不對稱性等特點，導致預報員對其引發的災害性天氣的強度、落區、時間等把握難度較大。

“這是世界性氣象難題之一。”遼寧省氣象臺首席預報員周春曉介紹，地面觀測站網和高空探空站點的空間密度有限，難以精準捕捉到冷渦內部精細尺度的結構和對流觸發前的環境變化。利用無人機觀測東北冷渦，如同為預報員裝上了“超級顯微鏡和透視眼”，可更清晰立體地洞察它的“內部秘密”，從而提升預報員把握天氣脈絡、精準預警災害的能力。

據介紹，中國氣象局氣象探測中心聯合遼寧省氣象局此次利用“海燕”氣象專用無人機搭載機載下投探空系統、激光測風雷達和云雷達等，針對海洋、復雜地形和對流敏感區開展機動探測，航程約400公里，共投放4枚探空儀，累計獲取約5000條有效觀測數據，于6時55分返回。

通過無人機下投探空獲取的冷渦內部及關鍵區域的高分辨率溫濕壓風垂直廓線，能更準確地診斷水汽輸送通道、低空急流精細結構、對流不穩定能量分布等信息。經應用評估，本次下投的探空數據，基于東北區域數值預報模式快速同化后結果表明，一定程度改善了模式降水預報性能。

“這將直接幫助我們精確定位暴雨中心、預測強降水強度，并識別強對流天氣的觸發條件和落區，從而提高氣象災害的預警時效性和準確率。”袁潮說。

遼寧省氣象臺利用本次獲取的高分辨率垂直廓線、云結構及風場數據，結合風云四號B星、移動激光雷達等數據，迅速進行天氣診斷和分析。周春曉表示，無人機觀測東北冷渦，對開展預報工作具有基礎性、突破性推動作用。預報員可提前識別有利于強對流天氣發展的環境條件，如不穩定能量的積累、垂直風切變的增強等，便可提前發布強對流天氣預警信息，為公眾和相關部門爭取更多應對時間，減少災害損失。