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[科普中国]-数值天气预报:定点“把脉”战场气象

科普中国军事科技
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聚焦强军兴军实践 助力全民国防教育
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雷暴天气来临时的壮观景象。

  从耳熟能详的典故“借东风”到二战中盟军利用天气成功实施诺曼底登陆,从古至今巧用气象条件夺取战争胜利的事例不胜枚举,《孙子兵法》中早已将气象列为决定战争胜负的五种要素之一。进入信息化战争时代,随着战略战术的巨大变革和高精尖武器装备更新发展,对战场气象条件准确预报提出了越来越迫切的要求。

  数值天气预报可对战场气象条件进行定时、定量、定点预测,具有科学的严谨性和客观性,将在新军事变革战场保障中发挥重要作用。

  气象预报与军事“牵手”

  天气预报与近代军事行动的第一次“牵手”,源于1853年沙皇俄国与英法两国爆发的克里米亚战争,为调查战场风暴突临的原因,世界上第一个天气预报系统在法国诞生。随后,不断发展的天气预报迅速“反哺”军事行动。海湾战争期间,美军动用了全球气象自动化计算机网络系统,汇集全球各地气象资料,通过计算机传输、处理、集成,最后选择了1991年1月17日作为发动首次进攻的时机。

  进入信息化时代,现代战争多采用长途奔袭、大机群、大舰群作战,要求及时准确地掌握战区天气情报。各军兵种协同一体化作战,又对气象保障提出了多层次、全方位、综合化的要求。毫无疑问,气象情报与保障将是未来战争决定胜负的关键因素之一,研制更加精准的天气预报系统成为当务之急。

  信息战场天气巧“把脉”

  准确“把脉”信息化战场的天气情况,对极端气象条件作出准确预报,正成为各军事大国重点发展的研究方向。

  数值天气预报是气象预报里的“魔术师”,它可以将无形的气象条件变换为严密的数值方程,并根据大气实际情况,在一定的初值和边值条件下,利用高性能计算机作数值计算,求解出描写天气演变过程的流体力学和热力学方程组,从而预测出未来一定时段内大气的运动状态和天气变化。

  相比于依靠理论和经验的天气学方法做天气预报,数值天气预报可以对气象变化做到定时、定量、定点分析,具有科学的严谨性和客观性。数值天气预报是衡量一个国家综合国力的“透视镜”,它不仅需要在大气变化过程的基础上建立准确的数理模型,更需要综合利用包括雷达观测、船舶观测、气象卫星观测等各种手段获取气象资料,而且计算数据量巨大,需要使用高性能计算机来求解支配大气运动的方程组,然后解析成定量的天气条件。

  也正是基于这些“苛刻”的要求,数值天气预报才能“神机妙算”,成为准确“把脉”信息战场风云雨雪的“预言人”。

  洞察万千气象终“圆梦”

  风、云、雨、雾等万千气象,对军事行动的影响各有不同:如大风和强垂直气流是影响飞机飞行、导弹发射以及火炮射击精度的幕后“黑手”;云层对进入大气层的导弹弹头可“以柔克刚”造成严重侵蚀;大雾是军事行动的“双面侠”,一方面会给飞机起降、舰队航行和军兵种协同作战带来困难,另一方面又是天然“烟幕”,隐蔽效果极佳,雾层还可以降低化学毒剂蒸气的杀伤效果;暴雨、连续性强降雨对军事设施会产生巨大威胁,冻雨会造成导弹外壳和雷达天线因积冰而工作异常;沙暴等极端天气会引起电磁衰减,严重干扰战场无线电通信,是复杂电磁环境的又一“助推剂”。

  近几年发生的局部战争表明,信息化战争对气象水文及空间天气的依赖性巨大,从而使军事气象保障在战争中日益受到高度重视。

  目前,美国已建成军事空间天气研究和业务保障体系,正在依托数值天气预报系统加紧执行“国家气象局最新战略计划”和“国家空间天气战略和行动计划”,以做好时刻应对各类天气事件的准备。

  唯有准确洞察风云,方能及时趋利避害。数值天气预报的应用,目前已经在联合作战、战略战役演习、跨区机动演练、抢险救灾、反恐维稳等多样化军事任务保障中发挥着越来越重要的作用。(马建光 张乃千 孙迁杰)

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