3月23日是第66個(gè)世界氣象日，主題為“測(cè)今日氣象，護(hù)明日家園”。
當(dāng)日，首屆山西氣象科普嘉年華在省氣象科技大樓舉辦，活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)化身為充滿趣味的科普樂(lè)園?；顒?dòng)中，一系列平時(shí)難得一見(jiàn)的氣象觀測(cè)設(shè)備、模擬體驗(yàn)裝置和互動(dòng)科普項(xiàng)目集中亮相，讓參加活動(dòng)的學(xué)生和市民沉浸式體驗(yàn)到氣象科技的獨(dú)特魅力，揭開(kāi)了“風(fēng)云變幻”背后的神秘面紗。

給天空做“CT”：全天候的“天眼”守護(hù)者
在儀器展示區(qū)，一臺(tái)名為全天空自動(dòng)成像系統(tǒng)（SCI-100）的設(shè)備引起了孩子們的注意。它的外觀酷似一只凝望蒼穹的“復(fù)眼”。
“這只‘眼睛’可不簡(jiǎn)單?！币晃还こ處熃榻B，這臺(tái)設(shè)備搭載了雙攝像頭——高清魚眼可見(jiàn)光攝像頭、高清紅外攝像頭。
其中，高清魚眼可見(jiàn)光攝像頭配備1200萬(wàn)像素的高品質(zhì)CMOS感光模組，可輸出每秒25幀、分辨率達(dá)3504×3504的超高清圖像。高清紅外攝像頭則可輸出每秒30幀、分辨率為640×512的紅外圖像。
它們讓全天空自動(dòng)成像系統(tǒng)具備了動(dòng)態(tài)分析功能，使其無(wú)論在白天還是晚上，都能清晰記錄天空狀況，并對(duì)云量、云狀進(jìn)行反演。
在氣象儀器和大氣遙感中，“反演”是指利用觀測(cè)儀器獲取的原始數(shù)據(jù)（如輻射強(qiáng)度、光譜信號(hào)等），結(jié)合物理模型或統(tǒng)計(jì)方法，反推求解大氣狀態(tài)參數(shù)（如溫度、濕度、氣壓、溫室氣體濃度等）的過(guò)程。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是從“觀測(cè)結(jié)果”倒推“真實(shí)狀態(tài)”。
全天空自動(dòng)成像系統(tǒng)不僅“看得清”，更“算得準(zhǔn)”。它搭載的紅外測(cè)溫組件能精確觀測(cè)云底溫度并反演云底高度。
無(wú)論是民航機(jī)場(chǎng)飛機(jī)的起飛降落，還是智慧城市的天氣監(jiān)測(cè)，它都在默默充當(dāng)著“天空哨兵”的角色。

　　捕捉“無(wú)形之手”：激光雷達(dá)構(gòu)筑低空安全網(wǎng)
如果說(shuō)全天空自動(dòng)成像系統(tǒng)是在給天空拍照，那么一旁的相干多普勒測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)（SLWR-3D-5k）則是在為大氣做“三維透視”?！八侨绾尾蹲斤L(fēng)的？”來(lái)自太原市迎澤區(qū)海邊街小區(qū)的一名學(xué)生問(wèn)工程師。據(jù)這位工程師介紹，這臺(tái)設(shè)備利用脈沖激光相干探測(cè)體制及全光纖相干光路結(jié)構(gòu)，以窄線寬脈沖激光為光源，向大氣發(fā)射激光脈沖。當(dāng)激光遇到空氣中的氣溶膠粒子，會(huì)產(chǎn)生后向散射，設(shè)備通過(guò)捕捉這些信號(hào)的多普勒頻移，就能精確反演出風(fēng)矢量。
更重要的是，它結(jié)合了球型云臺(tái)掃描結(jié)構(gòu)，能夠在測(cè)量空域形成立體掃描場(chǎng)。這意味著，在低空經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的今天，無(wú)論是城市空中交通的航線規(guī)劃，還是復(fù)雜地形下的風(fēng)剪切分析，這種雷達(dá)都能提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支撐。
與之配合展示的垂直激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)（SLWR-1k），則專注于雷達(dá)上方高度在1000米范圍內(nèi)的風(fēng)場(chǎng)變化，為低空飛行安全構(gòu)筑了第一道防線。

　　無(wú)懼極端環(huán)境：“三軸”傳感器精準(zhǔn)測(cè)風(fēng)
在同一區(qū)域，一個(gè)造型獨(dú)特的“鐵家伙”——三維風(fēng)速風(fēng)向儀（SUW-3D）展現(xiàn)了其硬核的一面。
這臺(tái)儀器沒(méi)有傳統(tǒng)的機(jī)械風(fēng)杯，而是采用三對(duì)嵌入式超聲波換能器，利用超聲波時(shí)差法原理測(cè)風(fēng)?！八鼪](méi)有運(yùn)動(dòng)部件，這意味著它極其耐用。”工程師指著儀器表面介紹，“為了應(yīng)對(duì)極端環(huán)境，它還可以選配加熱單元模塊，有效消除雨雪冰凍的影響?！?br/>這臺(tái)儀器不僅能輸出合成風(fēng)速、水平風(fēng)向，還能精確測(cè)量垂直風(fēng)向，是研究渦流通量、湍流以及局部空氣對(duì)流狀態(tài)的專業(yè)利器，廣泛應(yīng)用于橋梁隧道、遠(yuǎn)洋航海和航空機(jī)場(chǎng)。

　　科學(xué)也可以很好玩：彩帶飛舞揭示“伯努利”奧秘
除了硬核裝備，活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的科普實(shí)驗(yàn)同樣人氣爆棚。
來(lái)自太原市小店區(qū)沙河街小學(xué)的一名學(xué)生手持“彩帶精靈”實(shí)驗(yàn)裝置，隨著身旁的工作人員啟動(dòng)裝置，原本靜靜垂落的彩帶，仿佛瞬間被賦予了生命，開(kāi)始在T形管子內(nèi)循環(huán)舞動(dòng)。只見(jiàn)彩帶沿著管子快速上升、翻轉(zhuǎn)，又從另一端滑落，周而復(fù)始地不停運(yùn)動(dòng)著，引得周圍的孩子們紛紛睜大了雙眼。有的孩子懷著好奇，從彩帶形成的圈中穿了過(guò)去，其他孩子也主動(dòng)排隊(duì)，爭(zhēng)相體驗(yàn)。
工作人員告訴孩子們，這種奇妙的現(xiàn)象背后，蘊(yùn)藏著深刻的科學(xué)原理——流體力學(xué)中的伯努利原理。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是“流速大壓強(qiáng)小，流速小壓強(qiáng)大”。
原來(lái)，鼓風(fēng)機(jī)從管口吹風(fēng)，讓上端管子內(nèi)的空氣流速急劇增大。在這種情況下，上端管子內(nèi)的壓強(qiáng)變??；而下端管子內(nèi)空氣流速相對(duì)較小，壓強(qiáng)則較大。于是，兩個(gè)位置之間產(chǎn)生了壓力差。正是這個(gè)壓力差，使彩帶不斷上升、滑落，成為推動(dòng)彩帶運(yùn)動(dòng)的“無(wú)形之手”。

　　氣象護(hù)農(nóng)：“花果飄香”里的科學(xué)密碼
在科普展覽區(qū)，一幅名為“風(fēng)云護(hù)佑花果飄香”的作品成了當(dāng)之無(wú)愧的“人氣王”。
運(yùn)城市臨猗縣氣象局巧思妙用，以臨猗的地理版圖為脈絡(luò)，將蘋果、柿子、桃、棗、石榴等特色果品模型一一鋪展，將氣象元素與果品生長(zhǎng)核心密碼融入彩繪設(shè)計(jì)，讓抽象氣象知識(shí)具象呈現(xiàn)于果實(shí)之上。
這幅作品以直觀視覺(jué)語(yǔ)言，生動(dòng)展現(xiàn)了光照、降水、溫度、濕度等氣象因子對(duì)果品生長(zhǎng)的關(guān)鍵作用，清晰傳遞氣候?qū)菲焚|(zhì)的塑造影響，直觀詮釋氣象服務(wù)為農(nóng)業(yè)豐收筑牢的堅(jiān)實(shí)屏障。
觀眾在沉浸式觀賞中，既能輕松學(xué)習(xí)氣象科普知識(shí)，深刻感知臨猗氣候與農(nóng)耕生產(chǎn)的緊密聯(lián)結(jié)，又能領(lǐng)略本地特色農(nóng)業(yè)底蘊(yùn)，實(shí)現(xiàn)科普性與觀賞性有機(jī)融合。
從捕捉千米高空的云卷云舒，到感知城市低空的瞬息萬(wàn)變，再到用趣味實(shí)驗(yàn)點(diǎn)燃科學(xué)火種，今年的世界氣象日活動(dòng)讓觀眾深切感受到：現(xiàn)代氣象科技正以前所未有的精度和廣度，守護(hù)著我們的平安與豐收。 記者 梁耀華 文/攝