科普时报记者 胡利娟
频频因火灾登上新闻的四川凉山，地处西南横断山系东北缘，海拔超过4000米的高峰有20多座，迎风坡、背风坡、峡谷随时都可能引起气流变化，出现风向突变。
这仅是横断山脉群气象变化的一个缩影。
来源：中国气象局成都高原气象研究所
横断山脉群位于青藏高原东南部，包括四川、云南两省西部和西藏自治区东部多列南北走向山脉及其附近地区，其是地球上最壮观、最密集的高山峡谷区，也是我国地质灾害发生最为频繁的区域，更是世界范围内公认数值预报模式结果不确定性最突出的区域。
准确把握这片区域的天气气候特征，究竟要面对多少难题？如何破解难题？3月31日，中国气象局、中国科学院等相关专家对此作了解读。
独特地貌，让人置身其中如入“迷宫”
横断山区，同时具有低纬高原、纵向岭谷、青藏高原东南缘破碎地形等独特地理位置和地形地貌，地处南亚季风和东亚季风的交汇带。
“这些特征可让每一位身处其中的气象专家如入‘迷宫’。”中国气象局横断山区（低纬高原）灾害性研究中心正高级工程师段玮介绍说，横断山区不同寻常的南北走向与高低起伏的地形，对途经该区域的西风、东亚季风和南亚季风，既有东西向阻挡抬升作用，又有南北向的通道作用。尤其是作为西南季风水汽输送的南北向通道，这里也成了冷暖空气最活跃的区域之一。
比如在冬季，当冷空气经过重重山脉的阻挡，放慢脚步，由冷锋转变为准静止锋，徘徊在昆明和贵阳之间，便形成了昆明准静止锋。它可导致当地出现降温、降水及强对流天气，如果有充足的暖湿气流配合，常常会造成大范围的强降水及降雪天气。
另外，这里处于青藏高原东南缘，受强烈的辐射强迫和山区复杂地形影响，也有利于西南涡生成活跃，引起局地降雨，再与其他天气气候系统耦合更容易引发大暴雨，其东移会影响我国东部地区的降水。
段玮称，横断山区破碎的地形也给更小尺度天气系统“活跃”的空间。比如云南苍山，主体位于横断山脉南端，是典型的小尺度山地。
小尺度山地剖面气象观测网络建成后，研究人员发现，山顶站的降水频次约是西侧水平距离14公里外漾濞站（东侧水平距离9公里外大理站）降水频次的3.6倍（4倍），山顶站的降水量约为漾濞站（大理站）的2.7倍（2.6倍）。
“不过，从另一面来看，这样的地形条件正可作为西南地区典型南北向山地和狭长谷地最好的研究样本。”段玮说。
降水不均匀，夜间、上午和下午峰值并存
特殊的地理环境与多尺度的天气气候系统，使得横断山区的天气气候影响因子众多，各类气象要素的区域差异显著，多种天气气候类型交织分布，不同地区的天气气候演变特征显著不同。
中国气象科学研究院研究员陈昊明介绍说，在横断山脉主体区域，因受下沉气流控制且山脉阻挡了低层东（东北）路冷空气，春冬季节的降水较东西两侧显著偏少，随着南亚和东亚夏季风爆发和推进，该地区才进入雨季。
而在横断山脉及周边地区，还可产生大量由局部孤立的中尺度系统造成的局地性强降水，这就使得该地区的降水过程成为一个非常复杂的科学问题。
“横断山脉西侧是每年全国雨季开始最早的地区之一，特别是在春季，强降水频发，为横断山区全年降水发生频次最高的区域。”陈昊明进一步解释，降水在该区域呈现的“不均匀性”可以通过数据体现：横断山区年平均降水量大值台站的降水量超过1500毫米，主要位于横断山脉西侧和南侧；但另一方面，部分台站年降水量还不到600毫米，量级几乎“砍半”。
横断山脉地区降水日变化的区域差异也同样明显，夜间、上午和下午峰值并存。甚至在一场雨中，降水的“不均匀”依然明显。在气象领域，有个专业术语可以描述这种情况，即降水不对称性，这是指一个降水事件的降水量达到峰值前后持续的降水小时数之比。横断山脉地区是全国降水不对称性最为突出的区域之一。
此外，横断山区高山深谷相间排列，高山上温度低，深谷温度高，迎风坡降水多，背风坡降水少，加之气温的垂直梯度分布和山谷风的局地环流，降水和气温在垂直方向和水平方向上区域差异极其明显。
破解难题，构建气象监测体系是必由之路
尽管“迷宫”错综复杂，但对横断山区气象预报难题攻关的必要性也显而易见。
作为气象灾害和气象衍生灾害（山洪、滑坡、泥石流等）最严重的地区之一，横断山区气象预报准确率的提高，不仅可为当地干旱、暴雨、冰雹等气象灾害的及时预警提供基础，关系百姓安危，还与下游地区预报质量的提高密切相关。
“从更大范围来看，攻关横断山区预报，对于西南地区乃至全国其他复杂地形区域的天气预报也有重要价值。”段玮表示，我国天气和气候特有的复杂性主要来源于复杂地形的强迫影响，可以说，做好多尺度、多形态地形交叠的横断山区天气气候预报研究，就解决了一半以上的预报难题。
当前，中国气象局正针对西南地区业务能力提升持续发力，横断山脉在其中占据着举足轻重的地位。而攻破这道险隘，注定是一场持久战。
“观测是预报的基础，也是突破瓶颈的先决条件。”中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室主任肖子牛介绍说，目前，横断山区的气象监测主要依靠地面和卫星资料，但是因为山区地形复杂，存在较大的监测盲区，观测网的布设面临诸多实际困难。
“‘站’到用时方恨少，这是横断山脉气象观测的现实问题。”段玮认为，万丈高楼平地起，作为预报的“地基”，构建面向需求、立体精密的气象监测体系，是解决横断山脉预报难题的必由之路。
以云南为例，气象部门正在加强观测站网建设，继续填补地面观测空白，实现对复杂山地强降水、准静止锋和强对流等重要天气系统和雷电、大风、冰雹等气象灾害的较完整监测。
肖子牛也称，开展观测站网布局优化研究，找到布局敏感关键区，结合卫星开展空天一体化观测，才是未来解决问题的途径。
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“先富起来”叩开山地降水分析大门
长期以来，复杂地形的数值预报一直是难点问题，症结就在于不能真实再现地形效应。
作为世界上气象灾害及其衍生灾害最严重的地区之一，横断山脉及其周边地区，独特多样的地形地貌使得天气和气候模式中该区域降水特征均存在明显模拟偏差，无疑是检验数值预报能力的“深水区”。
走进“深水”、乃至看透“深水”，需要观测与预报相辅相成，观测为预报提供数据，预报在此基础上不断改进，为观测更好地“抓关键”提供依据。在横断山脉，气象部门希望通过两者间良好互动形成的良性循环，最终打造性能良好的数值预报模式。
复杂地形引发的复杂降水，是横断山脉最值得关注的天气。针对地形降水，气象部门希望用让一部分站点“先富起来”的方式，叩开山地降水分析的大门。
例如，以大理国家气候观象台作为横断山脉中部苍山—洱海一带复杂山地代表站、德宏州盈江县昔马站作为横断山脉南端西坡降雨极大值代表站、红河州弥勒站作为云贵高原东坡静止锋影响关键点代表站，联合开展大气综合观测试验，为开展山地降雨的精细化特征分析与发生发展机理研究和数值模式评估奠定观测基础。
还有横断山脉多发连阴雨天气的“幕后大佬”，昆明准静止锋也是预报攻关的重点。为此，气象部门积极推进弥勒昆明准静止锋科学研究试验基地建设，建立昆明准静止锋长期稳定的业务观测网，以探讨昆明准静止锋的内在机理。
不只昆明准静止锋，大到南亚季风和东亚季风，小到西南低涡、南支槽、西行台风、孟加拉湾风暴等天气系统，都对横断山脉天气有重要影响，带来中小尺度暴雨、强对流天气等预报难题。
而破解这些难题，犹如“升级打怪”。优化站网布局，地空天协同观测；抓住典型天气，充分揭示科学机理……气象工作者在这条崎岖的山道上，还有很远的路，必须要一步一步扎实向前。
