1月5日,在长江易起雾路段——重庆长寿区与涪陵区交界,福建省大气探测技术保障中心团队联合相关企业,正在对四套P波段测雾仪进行设备调试和数据联调。内陆江雾的关联性试验将在此开展。
这是基于P波段(433MHz)电磁密织网的海雾现象监测新技术在长江流域的试验应用。该技术由福建省大气探测技术保障中心总工程师李效东团队研发完成,从一个偶发的物理现象入手,利用雾对无线射频信号在海上大气中传输时的衰减特性,实现海雾的大范围实时监测。
基于该技术的海雾现象监测产品,能快速准确地反映海雾生消过程、强度定性分布及变化,其监测覆盖范围广、区域代表性强,可在大空间尺度上以较低成本实现海雾现象的分钟级实时监测,有效填补海上能见度观测的空白,为海雾监测预警及相关预报技术研究提供关键支撑。
海洋是高质量发展战略要地,相关领域对精准海洋气象监测预报服务的需求日益迫切。海雾作为常见的海上天气现象,严重威胁航运与生产安全。受技术条件限制,现有的地基海雾探测手段对空间探测范围有限。尽管卫星具有监测覆盖范围广的优势,但存在云和雾难以有效分离识别的问题。网格化实况场资料及海雾预报预警所需的基础数据场资料短缺,给气象服务保障带来挑战。
针对地基海雾监测范围不足的难题,研究团队研发电磁密织网结合大数据分析方法:通过长序列观测数据的采集与分析,发现信号衰减趋势符合对数曲线规律,建立了点对点链路上“RSSI(接收信号强度指示)—海雾强度”经验模型,再结合自组网技术与环境参数匹配,构建区域海雾观测反演模型,最终实现利用无线射频信号衰减特性定性反演海雾强度的技术突破。
团队研发的海上低功耗超远距离通信技术,可在基站功耗仅1瓦、无中继放大的条件下,实现超100公里的有效传输。基于这项关键技术,在功耗可控条件下,团队依托海岛、锚系浮标、海上风电升压站等各类海上平台,结合岸基基站,构建起海上电磁密织网。该网络具备自适应变频能力,抗干扰性能强、接收灵敏度高,能有效实现数据与噪声分离。此外,组网内所有无线射频基站按固定时间间隔全向发射射频信号,同时接收网内其他基站发出的射频信号,并实时写入存储器;在数据处理中心经过质量控制形成海雾观测数据,进而构建区域海雾反演系统,再通过本地化海雾反演算法,最终计算输出海雾落区以及强度分布情况。
基于该技术成果,预报人员可快速了解海雾的移动和变化趋势,结合天气形势研判发布预警信息,显著提升海雾过程的预警提前量。同时,高时空分辨率的海雾监测产品也为海雾订正预报试验提供大量有效样本,福建预报人员基于该产品,形成海雾短期预报订正技术体系并投入应用,助力客观预报技术研究。
漳州市气象台副台长陈锦鹏介绍,2025年5月19日凌晨,漳州东部沿海出现平流雾,市气象台利用P波段海雾现象监测产品,开展海雾发展演变过程监测与跟踪,结合系统计算结果与天气形势分析,提前指导沿海相关县市发布大雾预警信号。
不仅如此,长时间监测结果表明,该技术产品在多个海雾监测过程中,与自动站实况监测基本一致。
该科技成果不仅为近海海雾监测提供有效解决方案,还可推广应用于长江、淮河等内陆流域,提升水上交通安全的气象监测能力。同时,其服务于渔业、航运、旅游等海洋经济活动,为生产安全保障与智慧管理提供有力支撑。下一步,该技术还将在琼州海峡开展应用试验,后续有望逐步纳入国家海洋气象监测业务体系。
(作者:李冬梅 吴雪菲 责任编辑:张林)