李澤椿, 袁慧敏, 路 瑋

（1.國家氣象中心,北京 100081;2.成都信息工程學院大氣科學學院,四川成都 610225）

近些年來中國頻受自然災害的影響,如地質(zhì)災、害海洋災害、氣象災害、生物災害等等,而其中氣象災害的臺風、暴雨、洪澇、干旱、高溫熱浪、沙塵暴、暴風雪、霧霾在時空尺度上發(fā)生與影響尤為廣泛,導致國家的經(jīng)濟發(fā)展受到嚴重影響,人民生命財產(chǎn)遭到極大的損失,不僅災害發(fā)生的本身影響,而且自然災害間相互疊加增加其危害程度,政府領(lǐng)導人及領(lǐng)導部門投入極大精力去減災防災,體現(xiàn)了極大的人情味,可在時間與精力上影響他們正常領(lǐng)導全國和地方社會與經(jīng)濟發(fā)展。災情導致交通城市生活等方面的干擾,又多方面間接地影響社會與生產(chǎn)發(fā)展?？萍歼M步與防御上正確,傷亡在逐步漸少,但經(jīng)濟愈發(fā)展災害造成損失愈大。

做好全國自然災害的正確防御工作,應該有一個科學的自然災害觀,即正確認識各種自然災害的相互關(guān)系及其本身的發(fā)生發(fā)展的規(guī)律和當前的各種災害影響的格局,便于采取正確的思維觀點為指導和應用有效的方式。在諸多自然災害中從總體上講氣象致災最為嚴重,大氣科學工作者責任重大。大氣科學在地學諸學科中相對比較成熟,氣象業(yè)務組織比較系統(tǒng)最易于作好監(jiān)測、預測及服務工作,著重抓住氣象致災這一重點,必將投入產(chǎn)出比大,也防災最有效。在氣象上應加強對監(jiān)測預警服務系統(tǒng)建設,這些工程的建設必然導致對大氣規(guī)律的認識豐富而深入,更利于預防減災但在工程建設時的質(zhì)量規(guī)范化、有效性目標,工程建設形成的能力等等不僅體現(xiàn)在能出論文（這是必要的）,而更重要的是應用到實際監(jiān)測事態(tài)的發(fā)生、預測其后果及服務于社會的防御。因此要求其指導思想明確適當?shù)耐顿Y和有相應眾多的人才。人才是關(guān)鍵,這些人才應有豐富的專業(yè)理論知識和精湛的技能,人才主要是從學校開始培養(yǎng)的。學校必須教會他的科學思維方法和適應工程化過程中的能力培養(yǎng)。建設相應的各業(yè)務系統(tǒng)的工程應當強調(diào)大氣科學的工程化強調(diào)應用效果。本文就是希望討論若干觀點和對學校培養(yǎng)人才的一些看法。

1 氣象致災在自然諸災害中最為嚴重,給政府社會帶來極大困惑,是我們防御自然災害的重點

自然災害中如汶川地震、海嘯帶來極可怕的影響,但在發(fā)生頻度,可預報性、地域分布、人為防御等方面是和氣象致災有所區(qū)別。氣象致災種類甚多,在時間上一年四季都有,在分布地域上存在全國南北各地,發(fā)生頻率年際有變化,但卻每年都必然發(fā)生,而其積累損失巨大。

近些年來,所發(fā)生的氣象致災,使領(lǐng)導奔波組織救災視察,妨礙了他們正常領(lǐng)導國家經(jīng)濟建設與社會改革發(fā)展。

歷史上一些氣象致災可以說明氣象災害的損失巨大和嚴重性。

有名的“75?8”暴雨。1975年8月上旬,在河南省南部、淮河上游的丘陵地區(qū)發(fā)生一次歷史上罕見的特大暴雨并引發(fā)特大洪澇。暴雨中心最大過程量（8月4～8日）達1631mm,3天（8月5～7日）最大降水量達1605mm。4～8日超過400mm的降雨面積達19410平方公里。特大暴雨導致嚴重的洪澇災害。據(jù)不完全統(tǒng)計,全省32個縣（市）受災,災民達1000多萬人,110多萬公頃耕地遭受嚴重水災,倒塌房屋560萬間,死傷家畜44萬多頭,沖走和水浸糧食近10億公斤,死亡2萬多人,沖毀京廣鐵路102千米,中斷行車18天,影響運輸48天,直接經(jīng)濟損失超過100億元。

臺風災害。臺風是中國南方最為嚴重的氣象災害。2011年登陸中國最強臺風是“納沙”?！凹{沙”使得海南、廣東多地學校停課、航班延誤、交通受阻、經(jīng)濟損失嚴重。據(jù)統(tǒng)計,海南全省有18個市縣377.2萬人受災,因災死亡2人,倒塌房屋1350間、損壞房屋525間,全省因災直接經(jīng)濟損失58.14億元。廣東省全省受災人口84.2萬人,倒塌房屋850間,損壞房屋1180間,直接經(jīng)濟損失約2.4億元。1956年8月1日24時,5612號臺風在浙江省象山縣沿海登陸,登錄時中心附近最大風速為55米/秒（風力超過十二級）,最低氣壓僅為923hPa。在這個臺風及其減弱的低氣壓影響下,華東、華北及陜西等地出現(xiàn)大范圍的暴雨天氣。據(jù)浙江、江蘇、上海、安徽、河北等?。ㄊ校┑牟煌耆y(tǒng)計,共計有463.7萬公頃農(nóng)作物受災,220萬間房屋倒塌和損壞,5000多人死亡,1.7萬多人受傷。

沙塵暴災害。沙塵暴是中國北方常見的氣象災害。1993年5月中國西北地區(qū)發(fā)生了一次特大沙塵暴天氣過程。據(jù)初步統(tǒng)計,新疆、甘肅、內(nèi)蒙、寧夏4省（區(qū)）共1200多萬人遭受大風、沙塵暴的影響,死亡85人（其中小學生57人）,失蹤31人,傷264人;毀壞房屋4412間;直接經(jīng)濟損失達5.45億元。

暴風雪、寒潮災害。寒潮頻發(fā)可以誘發(fā)雪災、海冰等氣象災害。2009年2月遼寧省11個市普降暴雪造成直接經(jīng)濟損失3813.6萬元,同年11月河北省大部地區(qū)出現(xiàn)雨雪天氣。大暴雪造成交通、運輸以及各類房屋和設施農(nóng)業(yè)受損。全省共87個縣（市、區(qū)）,328.4萬人不同程度受災,因災死亡人,直接經(jīng)濟損失15.3億元。2010年1月山東省出現(xiàn)了1967年以來最大的持續(xù)寒冷冰凍天氣,各海區(qū)相繼出現(xiàn)不同程度的冰凍現(xiàn)象,特別是渤海地區(qū)連續(xù)多日的超低氣溫導致大范圍封凍,冰層持續(xù)加厚,多數(shù)地區(qū)平均厚度達25厘米,個別入海河口區(qū)域形成冰丘,堆積高度達1.2米,造成直接經(jīng)濟損失高達22億元。

干旱災害。近些年中國南方大部分地區(qū)連續(xù)遭遇旱災。2009年8月至11月湖南、江西、貴州、云南、廣西、廣東6省出現(xiàn)嚴重秋害。干旱導致江西鄱陽湖比常年提前兩個月進入枯水期,贛江、湘江部分河段最低水位創(chuàng)歷史新低;部分水庫、山塘干涸;居民生活用水和農(nóng)業(yè)受到嚴重影響。

上述災害又導致一些次生災害,如暴雨引發(fā)的泥石流（地質(zhì)災害）、寒潮帶來的大范圍海冰、冰凍（海洋災害）干旱又導致森林草原火災,溫度的異常又為赤潮藍澡,滸苔的發(fā)生（海洋、生物災害）,惡劣的氣象條件引發(fā)交通災害等等。近兩年氣象致災損失如表1、表2所示。

表1 2010年1～12月氣象災害人員傷亡分類及經(jīng)濟損失統(tǒng)計表

表2 2011年1～12月氣象災害人員傷亡分類及經(jīng)濟損失統(tǒng)計表

氣象災害具體災害上有其突然性,但就總體而言是每年的必然性,而其它災害的致災卻不一定,且氣象災害年年積累損失也是非常巨大的,作為防災是應把它看成重點。

綜上所述當前和平發(fā)展時期,防御氣象災害是社會對大氣科學的最大需求,大氣科學必須從理論（規(guī)律研究）和實際預測應用等方面滿足社會發(fā)展的需求,抓住時機發(fā)展學科本身。

2 大氣科學本質(zhì)上是一門應用性極強的科學,它是從人類社會需求中發(fā)展的

人類生存在大氣中,從其生存的需求就開始對大氣進行了觀測與總結(jié)其規(guī)律,以滿足其生產(chǎn)、生存和生活的需求,一開始以諺語、物象的形式表達,由于無線電和溫度表、氣壓計儀表的發(fā)明,戰(zhàn)爭中的對氣象條件需求研究的啟發(fā),產(chǎn)生了天氣圖和天氣學,實踐中又發(fā)現(xiàn)天氣學方式預測天氣系統(tǒng)演變的局限性,帶來對應用大氣的物理規(guī)律預報天氣的數(shù)值天氣預報（NWP）向往,只有到有了相應能力的計算機,才能使NWP真正成為業(yè)務天氣預報中應用,由于人們對預報時效要求更長一些,而不滿足2～3天的預報,于是一系列研究,包括大氣物理過程、地面性質(zhì)影響,計算方法,信息質(zhì)量處理等等,才形成10天的中期預報。城鎮(zhèn)化的發(fā)展,城市是政治、經(jīng)濟、文化中心,是人口集聚地對氣象預報又有一些特殊要求,強對流的發(fā)生對局地暴雨、雷電威脅群眾安危,引發(fā)地質(zhì)災害、泥石流及塌方等等又形成局地數(shù)值預報,總之隨著需求的不斷產(chǎn)生,各種特殊性的預報也隨之被要求,隨著人類社會的發(fā)展對大氣科學的需求總是無限的。而能適應需求之前又有許多基礎性的研究要作,需求、研究、應用如此循環(huán),引導了大氣科學不斷深入發(fā)展。

大氣科學也必然是和其他學科,技術(shù)融合交叉相互促進發(fā)展的。有了遙感技術(shù)、氣象雷達,氣象衛(wèi)星才能實現(xiàn)對大氣狀況的全國監(jiān)測,讓人們更好地認識大氣狀態(tài),有了巨型計算機的出現(xiàn)和并行計算方法成功應用,才能使數(shù)值預報考慮更細致的物理過程和滿足時效要求,當然氣象要求也促使這些學科的技術(shù)的發(fā)展。為了研究更精細的預報和氣候變化也必然將大氣科學中與海洋圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈及高層空間的學科相結(jié)合使人類更好認識其生存的環(huán)境。與其他學科和技術(shù)融合交叉相互促進,是科學發(fā)展必然的途徑。

大氣科學還有一個特點是目前它難于在人工控制的試驗室中進行研究,除少數(shù)如云霧物理或風洞中模擬起沙試驗可以進行,但最終還是要在實際大氣中被檢驗,其他理論研究、數(shù)值模擬都應建立在實際大氣中,取到廣闊范圍的實際大氣信息為基礎上來進行。因此就有巨大的投資要求,科學的全面設計、工程性的建設及組織眾多科技工作者的參與,增加了大氣科學發(fā)展難度。

總之,大氣科學的發(fā)展原動力是需求,社會和其本身發(fā)展的需求,其深入程度、表達水平不僅是通過論文的表述,更重要的是應在實際大氣中有效應用滿足需求上被認可。大氣科學工作者在其研究與業(yè)務實踐中應牢記這個原則。

3 目前氣象防災最有效的途徑是建立大氣監(jiān)測預報預警服務系統(tǒng),建設各系統(tǒng)時應緊緊注意大氣科學工程化

在整個防御自然災害過程中,組織防御抗災,災后的救助是非常必要和重要的,但如果災前現(xiàn)狀的了解和及時的預警服務可以極大的減少損失與傷亡,也可以使抗災過程中工作量大量減少,效益更為明顯。目前氣象防災最有效的是建立大氣監(jiān)測預報預警服務系統(tǒng)。大氣科學在地球科學中是相對比較成熟,并運用其規(guī)律組織觀測網(wǎng)和進行預報預測已有相當基礎,但面臨許多新的需求,在準確度,精細化和服務方式效果上還有許多工作要做。中國氣象局和國家發(fā)展改革委員會聯(lián)合發(fā)布了“氣象發(fā)展規(guī)劃（2011—2015）”,對氣象預報的準確率、預警時效和服務覆蓋率上在2015年都有明確提高的要求,以提高氣象致災預警發(fā)布能力。為此重點推進若干工程,其中有:氣象衛(wèi)星系統(tǒng)工程、天氣雷達工程、氣象監(jiān)測與災害預警工程、氣候變化應對決策支撐系統(tǒng)工程,山洪地質(zhì)災害防治氣象保障工程、新增千億斤糧食生產(chǎn)能力氣象保障工程,突發(fā)事件預警信息發(fā)布系統(tǒng)工程,人工影響天氣工程、海洋氣象綜合監(jiān)測預報預警工程、國家氣象業(yè)務應急備份系統(tǒng)工程、數(shù)值預報與高性能計算機系統(tǒng)工程、基層氣象臺站能力建設工程,這是一個設計比較全面的布局,目的明確的整體系統(tǒng)工程與之相應的還有天氣、氣候、應用氣象和大氣物理的研究計劃,兩者相輔相成,只要認真踏實實施、組織與培養(yǎng)好隊伍,明確指導思想,正確的工作方式,對中國大氣科學發(fā)展深入和提高預報預測能力必將起著非常重大作用。

研究計劃、工程設計,應相互緊密結(jié)合。工程設計是為有目的研究所要的信息,規(guī)律探索、預報預測應用奠定資料和技術(shù)基礎,研究結(jié)論要歸宿到工程系統(tǒng)工程目的之中,為解決社會人類對氣象需求服務?？茖W的指導思想是很重要的,大氣科學本質(zhì)上是一門應用科學,應該時時記住滿足中國社會發(fā)展和大氣科學本身發(fā)展需求,而不是隨著國外的導向或雜志中找題目。

研究與建設系統(tǒng)兩者按照工程化的方式進行。工程化是按照有目的進行頂層設計,適應于可以用的資金匹配,和執(zhí)行上的可行性,處理好各部分相互關(guān)系,安排好“工程”建設人力,制定合理的步驟,建成能長期應用有效的業(yè)務系統(tǒng)。千萬不能建成某氣象部門的形象工作,也不能以論文數(shù)來論工程的評價。

就像各地在建設“安居工程”一樣,目的是解決老百姓居住問題,根據(jù)能力（資金和施工隊伍）,設計和施工好這期工程,住房交工后,老百姓居住使用方便。我們系統(tǒng)建成后也是使氣象人員能有確切依據(jù)做好監(jiān)測與預報,研究人員可以取得深入研究的信息,政府群眾受益于致災之前早了解、發(fā)展趨勢的早預測、防御措施早落實,研究人員可以從觀測到現(xiàn)象中提出理論問題并有資料于研究,效果可以檢驗其正確。

4 大氣科學工程化中最重要的是人才。要培養(yǎng)具有正確的科學思維觀,堅實的專業(yè)理論基礎和精湛的技術(shù)能力,掌握有效的工作方式的人才

從工程建設規(guī)模與研究,應用的要求和范圍都是需要眾多的人來完成此任務,而這些任務也是新的,特別新設備的安裝,達到設計精度,多種資料融合應用,資料質(zhì)量控制等都是前所未見的,因此賦予現(xiàn)在氣象業(yè)務系統(tǒng)的科技及管理人員擔子是很重要的。

人才是部門以自己培養(yǎng)現(xiàn)有的為主,因為長期工作是靠他們。培養(yǎng)工程化人才是要按照整體工程設計分工、有計劃的實施,要提倡在領(lǐng)導組織下自己培養(yǎng)自己。領(lǐng)導組織下是指宏面上有計劃、有分工、有次序落實到個人上任務時則主要發(fā)揮個人主觀能動性,刻苦鉆研,創(chuàng)新發(fā)揮,宏觀要對具體任務有指導,具體任務要完成宏觀對自己對整體的要求貢獻。

自己培養(yǎng)是從氣象院校進行基礎性教育開始,出來后在業(yè)務、工程建設和研究實踐中專業(yè)性提升,學院還應給予在職技術(shù)研究人員提高的學習機會。

學校培養(yǎng)人才要全面的,老師的給予,學生的接受也應全面性考慮,不僅專業(yè)基礎知識,研究方法技能技巧,更重要的是學會科學的思維方式和工作方式?？茖W的思維方式內(nèi)涵很多,大體是科學的認識大氣科學發(fā)展的歷史發(fā)展的規(guī)律,近階段的要求,善于分析問題的主要矛盾,尋找解決的途徑,估計這種途徑的可行性,條件不行可暫時放棄。要有科學的敏感性和不怕困難勇于鉆研?？茖W上的敏感性是人才成長中很重要的一環(huán)節(jié),也就是能在需求和實踐發(fā)現(xiàn)新的科學問題,并付之于研發(fā)實施、發(fā)展。中國業(yè)務中開始應用的氣象衛(wèi)星對臺風定位就由于當時業(yè)務中失去飛機探測臺風報,帶來預報中極大困難和危險,初始的可見光衛(wèi)星圖象,兩者結(jié)合逐步形成了在中國應用的臺風定位定強的技術(shù)方式。中國開始的中尺度數(shù)值預報也是由于在北京延慶發(fā)生一次中尺度系統(tǒng)導致山體滑落,由此將中尺度數(shù)值預報提上日程,通過解決MM5用于業(yè)務的可行性開發(fā),以及并行計算用于數(shù)值預報的應用,也包括并行計算機的發(fā)展,導致中國中尺度區(qū)域數(shù)值預報系統(tǒng)全面發(fā)展取得很好的服務效果,從而也成長了一大批人才,由此可見在實踐中高度的敏感性是人才成長和大氣科學深入發(fā)展的重要環(huán)節(jié)?？茖W的思維也包括科學的態(tài)度,嚴肅、嚴謹、認真檢驗,勇于承認放棄不成功的結(jié)果。

同時應當有一個正確和區(qū)別對待的評價思路,從事研究工作的當然要將其研究成果見諸于文章,當然不能簡單化的數(shù)量廁所主要是其質(zhì)量。大量從事工程性業(yè)務性工作的則應對實際成果來評價,也應書寫技術(shù)總結(jié)性的文章,不寫不總結(jié)也不能提高。文章總結(jié)的評估也不能只用SCI來衡量,著重實質(zhì)內(nèi)容與效果。

5 結(jié)束語

大氣科學的院校在大氣科學學科發(fā)展中擔負著絕對重要的使命,學校領(lǐng)導、老師和同學都應從大氣科學本身的特點出發(fā),所培養(yǎng)的大多數(shù)大氣科學工程化的人才,也有一些從事理論研究人才,其要求還是高的責任感和團隊精神,明確的科學目標、科學的思維方式,堅實的專業(yè)基礎知識,掌握基本的技術(shù)能力,高度的科學敏感性,有創(chuàng)新意識的認真實干的態(tài)度。做到這些是要靠老師和教導和引導,要自己在長期實踐積累成長。

[1] [1] 溫克剛,曾慶華等.中國氣象災害大典[M].北京:氣象出版社,1970-2010.

[2] 中國氣象局.全國氣象災情直報信息[DB].http://10.10.34.51/dzsp2/disasterreport.list.

[3] 李澤椿.我國氣象災害預警與應急研究[R].北京:中國工程院咨詢報告,2009-2011.

[4] 繆旭明,李澤椿,田浩.突發(fā)事件預警級別劃分標準及對策的研究[J].中國應急管理,2011,5.

[5] 民政部救災司,民政部國家減災中心.每天發(fā)布的“昨日災情”.

[6] 李澤椿,馬清云.登陸我國臺風影響預評估[R].北京:國務院應急管理辦公室委托課題研究咨詢報告,2007-2009.