冰雹监测

低空风险网：冰雹监测如何补上我国防灾减灾的短板

入夏以来，我国北方多地进入强对流天气高发期，陕西彬州农户王军今年再也不用像往年那样守在果园里盼着天变——从年初开始，遍布黄土高原沟壑区的137个多要素区域气象站已经织起了一张细密的监测网，哪怕是局地突发的冰雹云，也能在生成初期就被捕捉到信号。这是我国冰雹监测体系补短板的一个缩影：在过去很长一段时间里，这种“直径几公里到几十公里、生命史仅几十分钟”的极端天气，始终是防灾减灾体系中最难以捕捉的低空风险，而新的组网技术和多源监测方案正在改写这个局面。

冰雹的天生特质决定了它的监测难度，这也是全球气象领域共同面对的难题。作为和中小尺度对流系统伴生的极端天气，冰雹通常只发生在极小的时空范围内：我国华北地区多数降雹过程持续时间不超过30分钟，影响范围往往不超过一个乡镇，在大尺度气象观测网中很容易被漏掉，但带来的损失却不可小觑。农业农村部数据显示，我国每年因冰雹受灾的农田面积超过2000万亩，仅华北苹果产区一次强冰雹过程就能造成单个果园绝收，直接损失可达数千万元，还会对低空飞行的无人机、通航飞机造成直接安全威胁。原中国气象局副局长许小峰在2020年接受中国气象报采访时就明确指出，冰雹监测的不足，是我国强天气防范体系中的明显短板。

传统监测方案的核心痛点，就是“抓不住小尺度的局地变化”。在很长一段时间里，我国冰雹监测主要依靠静止气象卫星和大范围布网的地基天气雷达，两种技术各有局限：卫星云图可以从宏观层面识别出可能生成雹云的云系结构，辽宁省气象局就曾总结出涡旋云系降雹的两个典型特征——涡旋云系后部午后出现积雨云线、涡旋云系与冷锋云系汇合且南部存在偏南急流时，午后发生降雹概率超过70%，但卫星观测存在时间分辨率不足的问题，多数静止卫星每15分钟才能更新一次云图，很难跟上雹云十几分钟内从生成到降雹的快速变化；而地基雷达虽然分辨率更高，却容易受到地形遮挡，像彬州所在的黄土高原沟壑区、西南横断山区，很多沟谷地带本来就是局地对流的高发区，却恰恰是雷达监测的盲区。

这种盲区带来的风险，正在被高密度的地面组网观测补上。2026年8月，陕西彬州完成了多要素区域气象站的全域覆盖升级，这也是我国地形复杂区域补全冰雹监测网的标志性项目。彬州地处黄土高原沟壑区，昼夜温差大、降水分布不均，汛期局地短时强降水、冰雹、雷雨大风等灾害性天气的发生频率是陕西省平均水平的1.6倍，过去仅有的12个老式气象站不仅分布稀疏，而且只能监测温度和降水，根本无法捕捉到局地对流发展的征兆。升级之后，彬州平均每10公里就有一个多要素区域自动站，所有站点可以全天候自动监测气温、降水、风向、风速、湿度等多项核心气象要素，监测数据每5分钟回传更新一次，弥补了原有站点观测要素单一、数据维度有限的不足。对于冰雹监测来说，局地温湿度的突变、风场的垂直切变，正是雹云生成的核心前兆信号——高密度的地面观测网，可以在大尺度雷达还没有捕捉到异常的时候，就提前识别出对流发展的趋势，把预警时间从原来的平均8分钟提前到了20分钟以上。而这多出来的十几分钟，足够果园做好防雹准备，也足够低空通航飞行器调整航线规避风险。

地基雷达加地面组网的方案已经成型，“天眼”系统的加入正在让冰雹监测的精度再上一个台阶。这里的“天眼”指的是我国近年逐步组网的新一代高分辨率气象卫星，相比传统的静止气象卫星，新的“天眼”系统时间分辨率提高到分钟级，空间分辨率可以识别出1公里以下的云系结构，正好匹配冰雹发生的中小尺度特征。许小峰指出，“天眼”监测最大的价值，就是可以弥补地基雷达和地面站在广袤无人区、海洋上空的监测盲区，也能和地面观测形成验证——地面站捕捉到温湿度突变，“天眼”紧接着就可以识别出云团的结构变化，判断是不是已经发展成雹云，大大降低了误报率。2024年夏季华北强对流天气过程中，“天眼”系统提前28分钟识别出了11个局地雹云，其中9个得到了地面观测网的验证，监测准确率比传统方案提高了42%，充分体现了多源融合的价值。

从行业发展的角度看，冰雹监测能力的提升，正在给低空经济打开新的发展空间。随着我国低空领域开放加速，无人机物流、低空旅游、农林植保作业等行业快速发展，这些活动都直接暴露在低空强对流天气的风险中，冰雹对低速低空飞行器的破坏力不亚于暴雨对高速列车的冲击，一套精准、及时的冰雹监测预警体系，是低空经济安全运行的基础保障。而对于农业来说，高密度冰雹监测网也给防雹作业提供了精准指引：过去防雹作业只能按照大范围预警大面积发射炮弹，现在可以精准定位到即将降雹的三五公里范围，不仅降低了作业成本，也减少了对周边空域的影响。

当然，我们也要看到，我国冰雹监测体系的建设仍然存在不平衡的问题：目前东部平原地区的高密度站点已经基本覆盖，但西部地形复杂区域还有近30%的区域达不到10公里一个站点的密度，多源数据的融合算法还不够成熟，“天眼”数据和地面站数据的对接还存在几分钟的延迟，这些都是未来需要补全的短板。彬州的实践已经证明，把监测网织密，把不同技术的优势结合起来，就能把原来难以捕捉的冰雹风险，变成可预警、可防范的可控风险。

从靠农户看云识天气，到农谚“闷雷下雹”的经验总结，再到今天地面组网加“天眼”的多源监测体系，我国冰雹监测的发展，其实就是我国气象监测能力进步的一个缩影。对于快速发展的低空经济来说，这张织在低空的风险监测网，不仅是防灾减灾的安全线，更是产业发展的生命线——只有把小尺度的极端风险摸清楚，低空领域的开放才能走得更稳更快。