中国气象局雷达气象重点开放实验室于2022年11月获批成立,2023年5月正式挂牌。实验室由中国气象科学研究院、bwin必赢和中国气象局气象探测中心三家依托单位共建,并设立学术委员会,聘请bwin必赢董事长谈哲敏院士担任学术委员会主任委员,中国气象科学研究院经理端义宏研究员担任名誉主任委员,成都信息工程大学董事长何建新教授、南京信息工程大学副书记闵锦忠教授和国防科技大学费建芳教授担任副主任委员,bwin必赢赵坤教授为实验室主任,中国气象科学研究院刘黎平研究员、中国气象局气象探测中心吴蕾正研高工、bwin必赢徐昕教授和黄浩副教授为副主任。

bwin必赢与中国气象局在雷达气象方面的合作始于2015年,双方共建了中国气象局—bwin必赢天气雷达及资料应用联合开放实验室,在天气雷达探测理论和新技术、灾害天气结构和演变规律、雷达同化和短临预报技术等重点研究领域,产生了一大批具有重要国际影响的科研成果和奖项,也培养了一批在国内外有重要影响的中青年学术带头人。在全球气候变化大背景下,近年来极端天气气候事件增多,对气象雷达监测、资料应用和短临预报预警提出更高要求。集中优势研发力量,探索进一步提高气象雷达探测理论和技术水平,以及解决雷达资料业务应用水平的关键科学和技术问题,是我国当前气象业务现代化和发展的重大需求。

在此基础上成立的中国气象局雷达气象重点开放实验室,是气象领域孕育重大原始创新、解决国家和区域重大战略科学技术问题的重要力量。实验室未来将以《气象高质量发展纲要(2022-2035年)》为指引,面向雷达气象学的科学前沿和国家天气防灾减灾的重大需求,在雷达探测理论与技术、强对流致灾机理、雷达短临预报关键技术等领域开展科学研究;协同共建单位,联合国内外相关力量,充分发挥部级实验室在开放协作、聚力创新、引领发展的重要作用,通过建立国际一流的雷达气象研究平台,培养高质量雷达气象人才;加强产学研紧密结合,推进气象科技成果转化,充分发挥气象雷达在防灾减灾中的“大国重器”作用;全力以赴落实习近平总书记关于监测精密、预报精准、服务精细的重要指示,促进我国气象事业的高质量发展。

研究团队

实验室在雷达探测技术和资料应用研究方面拥有深厚的研究基础。研发团队的构成突出了中青年科学家的核心作用,团队拥有研究骨干39人,教授(正研)22人、副教授(副研究员)17人,包括国家杰出青年科学基金获得者、国家优秀青年科学基金获得者、教育部长江学者特聘教授、科技部重点研发计划项目首席科学家、教育部新世纪人才支持计划获得者等。实验室成员近年来晋升正高级职称8人,晋升副高级职称14人,为雷达气象领域培养了博士22名(获省优博2名)、硕士24名(获省优硕1名),专职科研人员5名,接受短期访问学者50余名。

研究方向

(1)天气雷达探测理论和新技术

基于我国业务天气雷达和风廓线雷达网的观测资料,以及bwin必赢、中国气象科学研究院等研究机构的双偏振雷达、多波长雷达和相控阵雷达等新型雷达,开展天气雷达探测理论和新技术研究,1)研究双偏振雷达、多波长、相控阵雷达等下一代雷达的探测理论、发射波型和雷达气象方程,以及实际天气过程中非球形粒子,混合相态粒子和随机指向粒子的散射理论模型;2)发展先进的天气雷达信号处理技术,包括脉冲压缩技术、相位编码技术、多频退模糊技术、快速扫描技术、相控阵信号处理技术、双高斯谱处理和多阶相关等谱分析技术,提高现有雷达观测精度;3)研究多部雷达观测优化策略、协同观测组网和标定等技术方法,以及数据的质量控制方法,并建立行业标准;4)发展地基双偏振、相控阵雷达、星基雷达和空基(飞艇)雷达等新型天气雷达的灾害性天气定量监测技术和识别方法,包括:定量降水估计、微物理参数反演、动力和热力参数反演技术,以及强降水、冰雹和大风(陆面和海上)自动识别技术等。

(2)灾害性天气结构和演变规律

利用业务雷达观测资料和野外试验观测资料,研究我国灾害性天气结构演变和形成机理,1)基于业务天气雷达长时间观测的资料,研究我国不同季节,特别是东亚夏季风和冬季风背景下的各类中小尺度灾害性天气系统的时空分布和三维结构的统计特征,建立不同类型灾害性天气的雷达特征库;结合长时间风廓线雷达资料,系统性地统计研究不同灾害性天气的风场特征变化,以及不同气候区的边界层风场日变化特征;2)开展灾害性天气外场观测试验,进行多部双偏振雷达、相控阵雷达组网协同观测,通过风场、热力场反演以及粒子相态识别,分析典型天气系统内部的三维动力、热力和微物理精细结构特征,揭示雷达观测中强风、冰雹、龙卷等现象的观测特征;结合地面灾情报告,研究中小尺度系统内结构和灾害性天气的空间、时间关系;3)结合雷达资料、地面观测资料与先进的雷达资料同化系统和中尺度数值模式,研究灾害性天气的形成、演变机制及其致灾机理;加强气象业务应用中雷达对强灾害性天气系统(大风、冰雹、暴雨)的典型结构特征识别以及对业务预报提前指示作用。

(3)雷达资料同化和数值预报应用

利用收集的各种雷达观测资料,1)研究针对于对流尺度天气综合同化多普勒雷达、双偏振雷达和相控阵雷达等各种资料的有效方法和途径;在现有研究和业务同化系统的基础上,建立一套可业务化的变分和集合卡尔曼滤波相结合的混合同化系统;2)结合实际资料“观测系统试验”,研究雷达观测优化策略,定量评估各种雷达资料对灾害性天气系统的分析和预报改进的作用,为有效利用雷达观测资料提供理论指导;3)利用双偏振多普勒雷达和风廓线雷达观测,评估模式模拟的降水系统微物理结构和降水日变化、以及边界层的风场变化等特征,改进模式的微物理和边界层参数化方案;4)开展对流尺度雷达资料循环同化数值预报试验,并发展结合人工智能和数值预报的临近预报方法,在已有的成果应用基础上,系统性地验证和评估科研成果在业务转化中的效果。

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