9月12日，《中国气象报》科技版报道了中国气象局北京城市气象研究所（简称“城市所”）开展城市对降水与雾霾影响观测试验（StudyofUrban-impactsonRainfallandFog/haze,SURF）的研究进展情况。

*报道如下*

当降雨、雾-霾遇到超大城市，会发生什么？

年7月22日，北京遭遇雷阵雨。然而令人惊奇的是，降水到达中心城区后发生“分叉现象”，雨点好似有了自主意识一般避开城市中心，向别处洒下。这是城市影响天气的典型案例。在城市发展如此迅速的今天，人们对城市地面的重新塑造，使其与自然地表的差距越来越大。这就使得原本用于预测天气的规律，在城市下垫面不再适用。由此，中国气象局北京城市气象研究所（以下简称“城市所”）联合国内外多家单位组织实施“城市对降水和雾-霾影响观测试验研究（StudyofUrban-impactsonRainfallandFog/haze，简称SURF），试图掌握这种影响的规律，使城市中的降水与雾-霾预报变得更准确。

破译城市降水与雾-霾新密码

年那次”降水分叉“，SURF研究人员窦晶晶与特聘专家、美国圣何塞州立大学教授罗伯特·伯恩斯坦一起给出了答案。

此次降水发生在弱热岛背景下，窦晶晶和罗伯特·伯恩斯坦对此进行了对照试验，分别模拟有无城市下垫面两种情况下的降水。研究发现，在有城市下垫面的情况下，降水发生了“分叉现象”，没有城市下垫面则不会产生。

“城市热力环境不利于此次降水的发生。另外城市粗糙下垫面使得城区低层大气风速减小，并在城区两侧形成空气辐合上升区，城市中心形成空气辐散下沉区，从而造成降水的分叉现象。”窦晶晶解释说。

这一发现成为SURF第一年的重要研究成果之一，由此进一步探究了城市对降雨的影响机理。

除此之外，观测试验还围绕北京夏季城市边界层结构的演变特征、城市粗糙子层的动量通量传输、重污染过程的边界层观测分析、气象条件对重雾-霾过程的影响、污染减排期间的气溶胶光学特征、大气边界层铁塔湍流数据等进行研究。

“我们希望通过SURF，在影响京津冀城市群地区的强降水、雾-霾过程机理研究和预报能力等方面实现突破和提升，减少高影响天气事件对居民生活、社会正常运转的影响。上述研究成果，增强了对城市地区天气气候特征和形成机理的认识，将提高对城市高影响天气的预报预警能力。”城市所副所长苗世光说。

据悉，SURF于年筹备，年开始预观测，主要观测期为期3年，分夏季降水和秋冬季雾-霾观测。

立体观测捕获“小个子”天气系统

目前，京津冀城市群地区已有较为稠密的气象观测网。但城市所探测室主任李炬坦言，针对城市降水、雾-霾问题研究，仍然缺乏足够的立体连续观测，包括不同高度、不同观测地点的气象要素、气溶胶观测。特别是对于局地强降水，由于观测目标时空尺度小，所以站网密度不足往往会使之成为“漏网之鱼”。

为此，今年的外场观测中新增了多台风廓线雷达、激光雷达，加上地面车载激光雷达流动观测、空中飞机观测，尽可能地增加垂直和水平方向的观测资料，提高观测频次。

北京地区新建设了10台云高仪，形成覆盖平原地区的云高、气溶胶垂直分布、边界层高度动态监测网，进一步增强了对雾-霾的观测能力。如今，针对强天气、雾-霾天气过程等，南郊观象台每天实施8次加密探空观测。

SURF的开展，正是吸纳和打造高技术人才的重要机遇。“我们希望通过此次观测试验，吸引更多国外知名科学家来华工作、交流，培养优秀青年人才，为北京气象事业打造专业人才队伍提供智力支撑。”苗世光语重心长地说道。

罗伯特·伯恩斯坦介绍，SURF利用观测数据构建优秀的天气模型，用以探究造成这些环境问题的内因。这些模型将持续提升对模拟降水和雾-霾等发生的深层机理的认识，提高洪水、高温等气象灾害的预报准确率。

SURF进行到现在只是迈出了一小步，之后，城市所将继续深化国际合作，以此促进面向京津冀一体化预报服务的“快速更新多尺度分析和预报系统（RMAPS）的发展，构建无缝隙短时临近预报模式体系。

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城市所