文|國家氣候中心 朱蓉

2015 年6 月22 日 至6 月26 日，來自30 多個國家的200 多名能源與氣象領(lǐng)域的專家和學(xué)者齊聚美國科羅拉多州博爾德市，參加第三屆國際能源與氣象學(xué)術(shù)會議。會議在大會主席、澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）的太陽能預(yù)報專家Alberto Troccoli 博士熱情洋溢的歡迎辭中宣布開幕。

國際能源與氣象學(xué)術(shù)會議（International Conference Energy&Meteorology,ICEM）于2011 年由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）發(fā)起，每兩年舉辦一次。會議旨在促進(jìn)氣象科學(xué)與能源發(fā)展融合，研討內(nèi)容主要是風(fēng)能太陽能資源評估、預(yù)測和氣候變化影響，其次是水力發(fā)電中的氣候預(yù)測服務(wù)、氣象與能源、經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略研究等。會議組委會由來自的16 個國家的45 名科學(xué)家組成，主要來自各國的氣象局、電力集團(tuán)、科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)以及世界銀行等。其中歐洲、澳大利亞和美國人占89%，亞洲暫時只有3 人，來自中國氣象局、印度科學(xué)和工業(yè)研究理事會和印度能源與資源學(xué)院。2011 年第一屆會議在澳大利亞舉行，2013 年第二屆會議在法國舉行，第二和第三屆會議的參會人數(shù)都超過了200 人。今年會議的主題是“服務(wù)于能源工業(yè)的天氣氣候”，重點交流適應(yīng)能源發(fā)展的現(xiàn)代氣象科學(xué)技術(shù)。

大會特邀了10 位能源和氣象領(lǐng)域中的知名學(xué)者作主題報告，其中包括美國落基山研究所Amory Lovins博士“重塑能源——有益于美國和中國的低碳前景”；加拿大能源部助理副部長兼氣象中心主任David Grimes先生“能源領(lǐng)域中的天氣氣候服務(wù)”；美國國家海洋和大氣管理局首席科學(xué)顧問、地球系統(tǒng)研究實驗室主任Alexander MacDonald 博士“是否能夠阻止全球二氧化碳排放的倍增？”；中國國家發(fā)展和改革委員會能源研究所副所長王仲穎研究員“中國2050高比例可再生能源發(fā)展情景暨途徑研究”。作特邀主題報告的還有法國電力集團(tuán)可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境執(zhí)行副總裁Claude Nahon 女士、美國能源部風(fēng)電水電技術(shù)部首席科學(xué)家兼A2e 項目負(fù)責(zé)人Mike Robinson 博士以及來自挪威Statkraft 能源公司、意大利ENEL電力公司、加拿大魁北克水文局和印度科學(xué)和工業(yè)研究理事會的知名專家和學(xué)者。此外，會議還設(shè)立了兩個專題論壇：100%可再生能源發(fā)電對氣象科學(xué)技術(shù)的需求；世界氣象組織全球氣候服務(wù)框架如何服務(wù)于能源領(lǐng)域。

大會論文評審專家組共遴選出會議交流論文204 篇，其中口頭報告147 篇、墻報57 篇。報告交流內(nèi)容包括：天氣氣候在能源領(lǐng)域中的科學(xué)進(jìn)展和面臨的挑戰(zhàn)；資源測量和評估技術(shù)；風(fēng)電、光伏、水電、波浪能的短期、中期和長期預(yù)測技術(shù)；氣象格點化資料和綜合分析技術(shù)在能源消納和電力輸送中的應(yīng)用；能源系統(tǒng)微尺度氣象學(xué)，主要涉及大氣湍流、溫度對風(fēng)電機(jī)組和太陽能電池板的影響以及輸電線舞動和結(jié)冰等；極端氣候事件及其對能源工業(yè)的影響；能源系統(tǒng)的災(zāi)害天氣風(fēng)險管理；氣候變化對能源系統(tǒng)的影響；能源系統(tǒng)對天氣氣候和局地環(huán)境的影響；能源氣象數(shù)據(jù)可視化和互聯(lián)網(wǎng)；能源氣象領(lǐng)域全球和國家研究計劃以及教育培訓(xùn)。

會議報告中展示的電力氣象預(yù)報系統(tǒng)研發(fā)成果最多，除了實時四維資料同化和集合預(yù)報技術(shù)以外，自適應(yīng)網(wǎng)格等數(shù)值天氣預(yù)報的前沿技術(shù)已開始應(yīng)用于風(fēng)電和光伏預(yù)測,預(yù)報時效從短臨和短期發(fā)展到次季節(jié)、季節(jié)和年度時間尺度。美國國家大氣研究中心（NCAR）的風(fēng)能太陽能臨近和短期預(yù)報系統(tǒng)和可視化平臺，綜合了四維實時資料同化、集合數(shù)值預(yù)報、變分多普勒雷達(dá)風(fēng)矢量反演、以及云飄移的衛(wèi)星探測、Sky－Camera 圖像分析技術(shù)等現(xiàn)代天氣預(yù)報技術(shù)，可以提供時間尺度15 分鐘到5 天的發(fā)電功率預(yù)報以及結(jié)冰和電力負(fù)荷預(yù)測預(yù)警等；澳大利亞CSIRO 建立了Sky－Camera 觀測網(wǎng)，研究區(qū)域太陽能超短期預(yù)報技術(shù)；法國電力集團(tuán)基于歐洲中期預(yù)報中心（ECMWF）氣候系統(tǒng)模式回算和美國國家環(huán)境預(yù)報中心（NCEP）數(shù)值天氣預(yù)報再分析資料，開展了月尺度和季節(jié)尺度水電預(yù)測業(yè)務(wù)試驗。德國氣象局與Frauhofer風(fēng)能和能源系統(tǒng)技術(shù)研究所合作并聯(lián)合德國3 個電力調(diào)度公司開展的EWeLiNE 研究計劃，目標(biāo)是為依賴天氣的能源電力消納，創(chuàng)新與優(yōu)化電力氣象預(yù)報模式。此外，還有很多基于Sky－Camera 和衛(wèi)星圖像分析發(fā)展的太陽能短臨預(yù)報技術(shù)，如德國奧登堡大學(xué)等；多尺度動力降尺度預(yù)報技術(shù)，如美國AWS TruePower 公司的太陽能風(fēng)能集成預(yù)報系統(tǒng)（SWIFT）和中國氣象局的風(fēng)電場短期風(fēng)功率動力降尺度模式系統(tǒng)。

在建立風(fēng)能太陽能資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集和制作圖譜方面，目前不但要求空間分辨率高，更注重于數(shù)據(jù)的時間分辨率和長時間序列，為提高區(qū)域可再生能源電力供應(yīng)的穩(wěn)定性提供科學(xué)依據(jù)。例如，美國可再生能源實驗室（NREL）基于衛(wèi)星反演和輻射傳輸模式建立的美國太陽能資源高分辨率格點數(shù)據(jù)集（National Solar Radiation Database，NSRDB），水平分辨率4km×4km，時間分辨率3min，數(shù)據(jù)序列長度1998 年－2014 年；美國國家海洋大氣管理局（NOAA）依托國際衛(wèi)星云氣候?qū)W計劃（ISCCP）正在為國際可再生能源署建立全球長期太陽能資源數(shù)據(jù)集，水平分辨率10km×10km，時間分辨率1h－3h，計劃今后每年更新。在國際可再生能源署的全球可再生能源資源圖譜發(fā)展計劃中，丹麥、德國、西班牙等國牽頭啟動了全球高分辨率風(fēng)能資源評估計劃。法國國家科學(xué)研究中心和法國電力集團(tuán)開展了優(yōu)化區(qū)域風(fēng)電場布局與提高風(fēng)電接入穩(wěn)定性的合作研究。英國氣象局通過分析風(fēng)和太陽輻射變化的相關(guān)性，研究英國氣候與風(fēng)能太陽能資源以及電力供求的關(guān)系。

在基礎(chǔ)數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)支撐方面，歐洲中期天氣預(yù)報中心（ECMWF）為滿足風(fēng)能太陽能資源預(yù)測的需求，專門增加了100m 高度風(fēng)速和直接太陽輻射的10 天－15 天預(yù)報產(chǎn)品及其效果檢驗，并制定了將水平分辨率從16km×16km 提高到9km×9km 并改進(jìn)風(fēng)、云和降水預(yù)報等能源氣象服務(wù)產(chǎn)品的進(jìn)一步研發(fā)計劃。英國氣象局研發(fā)了動力與統(tǒng)計相結(jié)合的降尺度技術(shù)，可將4.4km×4.4km 水平分辨率的30 年風(fēng)能資源時間序列數(shù)據(jù)細(xì)化到水平分辨率1.5km×1.5km。

風(fēng)能資源測量和風(fēng)特性研究方面的報告有：美國NOAA 和科羅拉多大學(xué)的風(fēng)電場區(qū)大氣湍流的風(fēng)廓線雷達(dá)測量、風(fēng)電機(jī)組輪轂高度風(fēng)特性的多普勒激光雷達(dá)探測、近海大氣邊界層特性的激光雷達(dá)探測研究；丹麥科技大學(xué)的陸地、沿海和近海風(fēng)速長期變化特征研究等等。

大會開幕前一天，組委會特意安排了為期一天的氣象人與能源人相互開設(shè)學(xué)術(shù)研討會，以幫助能源領(lǐng)域的學(xué)者了解氣象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和現(xiàn)代數(shù)值預(yù)報技術(shù)，同時也促進(jìn)氣象領(lǐng)域的學(xué)者認(rèn)識電力系統(tǒng)運行、電網(wǎng)調(diào)度和電力市場對天氣氣候服務(wù)的需求。在會議期間，以國際能源與氣象學(xué)術(shù)會議組委會為主成立的世界能源與氣象理事會（WEMC）開展了一些宣傳活動。WEMC 是非盈利性組織，旨在促進(jìn)和加強(qiáng)能源工業(yè)與天氣、氣候和環(huán)境科學(xué)之間的互動，其根本目標(biāo)是在天氣氣候變化背景下提高能源系統(tǒng)的可持續(xù)性、適應(yīng)力及效率。

當(dāng)前，如何保證未來100%可再生能源電力供應(yīng)成為國際學(xué)術(shù)熱點，這意味著能源電力對天氣氣候的依賴性顯著加強(qiáng)，需要促進(jìn)能源與氣象科學(xué)的相互融合，提高氣候科學(xué)為能源服務(wù)的能力。6 月26 日大會在熱烈的氣氛中圓滿閉幕，組委會一致希望2017 年第四屆國際能源與氣象學(xué)術(shù)會議能在亞洲舉辦，希望能看到更多來自亞洲國家的研究成果。