胡雯 田紅 葉金印 徐勝 張曉紅 盧燕宇
(1 安徽省氣象局,合肥 230031;2 安徽省氣候中心,合肥 230031;3 中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院安徽分院,合肥 230031;4 淮河水利委員會(huì)水文局,蚌埠 233040;5 安徽省氣象科學(xué)研究所,合肥 230031)
淮河流域地跨河南、安徽、江蘇、山東及湖北5省,人口眾多,城鎮(zhèn)密集,資源豐富,交通便捷。流域處在我國(guó)南北氣候過(guò)渡地區(qū),天氣氣候復(fù)雜多變,降雨時(shí)空分布不均;流域內(nèi)平原廣闊,地勢(shì)低平,支流眾多,上下游、左右岸水事關(guān)系復(fù)雜,人水爭(zhēng)地矛盾突出。歷史上,黃河長(zhǎng)期侵淮奪淮,使其喪失入???,淮河變得桀驁不馴,水旱災(zāi)害頻發(fā),形成“大雨大災(zāi),小雨小災(zāi),無(wú)雨旱災(zāi)”的局面?;春右虼说妹白铍y治理的河流”[1]。
中華人民共和國(guó)成立以后,淮河治理問(wèn)題受到高度重視。1950年10月,中央人民政府政務(wù)院發(fā)布《關(guān)于治理淮河的決定》,制定了上中下游按不同情況實(shí)施蓄泄兼籌的方針。新中國(guó)水利建設(shè)事業(yè)的第一個(gè)大工程拉開(kāi)了帷幕。在全國(guó)人民的支援下,治理淮河第一期工程于1950年11月底開(kāi)工。數(shù)十萬(wàn)民工和工程技術(shù)人員奮戰(zhàn)在治淮工程的工地上。1951年5月,中央治淮視察團(tuán)把印有毛澤東親筆題詞“一定要把淮河修好”的四面錦旗,分送到了治淮委員會(huì)和3個(gè)治淮指揮部,極大地鼓舞了治淮大軍的士氣。70年來(lái),我國(guó)從一窮二白起步,開(kāi)拓進(jìn)取、敢為人先,掀起了三大歷史階段的治淮高潮,建成了一大批標(biāo)志性水利工程,取得了一大批影響深遠(yuǎn)的開(kāi)創(chuàng)性成果,創(chuàng)造出一個(gè)又一個(gè)治水奇跡。在淮河流域大型骨干工程顯示出巨大防洪減災(zāi)效益的同時(shí),科技含量越來(lái)越高的非工程體系在防洪減災(zāi)中的作用日益凸顯,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)了由控制洪水到管理洪水的巨大轉(zhuǎn)變。這其中,氣象服務(wù)在流域防汛抗旱科學(xué)決策中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[2-3]。本文對(duì)最近幾十年淮河流域氣象業(yè)務(wù)、服務(wù)、科研工作進(jìn)行回顧和總結(jié),展望未來(lái)流域氣象事業(yè)的發(fā)展。
氣象科技創(chuàng)新是淮河流域防汛減災(zāi)能力提升的強(qiáng)有力支撐。治淮70年,圍繞這一主題的科學(xué)研究從來(lái)沒(méi)有停下腳步。
作為我國(guó)南北氣候自然分界線,淮河受東亞季風(fēng)影響顯著,是我國(guó)梅雨系統(tǒng)主要活動(dòng)區(qū)和降水變率最大地區(qū)之一?;春恿饔蚴茄芯磕芰亢退盅h(huán)的理想試驗(yàn)場(chǎng),一直以來(lái)是大氣科學(xué)研究的熱點(diǎn)區(qū)域。近20年來(lái),以HUBEX為代表在淮河流域開(kāi)展了一系列的國(guó)家大型科學(xué)試驗(yàn),研究天氣氣候過(guò)程和機(jī)理以及多圈層相互作用等科學(xué)問(wèn)題,為提升預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能力提供科學(xué)依據(jù)。
20世紀(jì)90年代末,針對(duì)東亞梅雨的預(yù)報(bào)能力不足等問(wèn)題,以HUBEX為發(fā)端開(kāi)啟了流域能量與水循環(huán)、天氣氣候異常及演變的大型科學(xué)試驗(yàn)研究。HUBEX是1997—2001年國(guó)家基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目之一,日本文部省也把HUBEX列入日本GEWEX/GAME計(jì)劃之中,是20世紀(jì)末亞洲重大氣候研究項(xiàng)目之一[4]。HUBEX于1998—1999年開(kāi)展了加密外場(chǎng)觀測(cè),成功地觀測(cè)到江淮及淮河流域梅雨爆發(fā)前、梅雨期間,以及梅雨結(jié)束后不同天氣條件下的重要降水天氣系統(tǒng)和過(guò)程,捕捉到季風(fēng)雨帶北移、南撤的氣候背景下,影響江淮和淮河流域的強(qiáng)降水天氣過(guò)程與水文過(guò)程,尤其是多尺度梅雨云系條件下的β和γ中尺度能量與水循環(huán)過(guò)程(圖1),完成了項(xiàng)目預(yù)定的科學(xué)目標(biāo)[5-6]。除HUBEX外,該階段還開(kāi)展了973梅雨鋒暴雨外場(chǎng)試驗(yàn),獲取暴雨中尺度系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)的第一手資料,深入研究梅雨鋒中尺度暴雨的成因及機(jī)理(圖2)[7-8]。
在前期研究的基礎(chǔ)上,2000—2010年,繼續(xù)開(kāi)展了陸氣相互作用、天氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和機(jī)理、氣溶膠輻射效應(yīng)等試驗(yàn)研究,進(jìn)一步提升中尺度災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警能力、提高梅雨預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率和評(píng)估氣溶膠影響。中日雙方進(jìn)一步推進(jìn)了“淮河地區(qū)低層大氣通量與降水研究試驗(yàn)”(LAPS,2003—2006年),在淮河地區(qū)開(kāi)展縱向剖面觀測(cè),進(jìn)一步采用多普勒風(fēng)廓線儀、多普勒聲雷達(dá)、邊界層通量觀測(cè)鐵塔等新型設(shè)備并結(jié)合加密地面和探空觀測(cè),獲取東亞典型干濕氣候過(guò)渡帶——淮河流域的陸面異常狀況和大氣邊界層各要素的高分辨率資料,揭示淮河流域大氣邊界層特征及其對(duì)降水系統(tǒng)影響作用的季節(jié)變化(圖3),建立降水異常概念模型,改進(jìn)和驗(yàn)證陸面過(guò)程參數(shù)化方法,提高梅雨期預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率[9-11]。在973梅雨鋒暴雨試驗(yàn)基礎(chǔ)上,繼續(xù)開(kāi)展了973南方暴雨野外科學(xué)試驗(yàn)(2004—2009年),通過(guò)雙多普勒雷達(dá)、雙偏振雷達(dá)以及天-空-地三維立體觀測(cè),掌握中尺度暴雨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和機(jī)理(圖4),提高中尺度災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警能力[12-15]。為研究氣溶膠氣候效應(yīng),中美雙方合作在淮河流域開(kāi)展了大氣輻射綜合觀測(cè)試驗(yàn)研究(ARM,2008年),依托云雷達(dá)、輻射計(jì)、風(fēng)雷達(dá)等新設(shè)備,測(cè)量云、氣溶膠、輻射要素,研究氣溶膠-云相互作用,掌握氣溶膠對(duì)云、輻射影響,首次評(píng)估了中國(guó)東南部氣溶膠間接影響(圖5)[16-22]。
圖2 中尺度暴雨系統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)模型(a)和梅雨鋒多尺度物理模型的β中尺度對(duì)流線模型(b)[7-8]Fig. 2 Three dimensional structure of the mesoscale heavy rainfall system (a) and the convective line model with the meso-β scale (b) [7-8]
圖3 LAPS試驗(yàn)觀測(cè)到的每日最大邊界層(ABL)高度(b,柱形)和顯熱通量(b,線形)的季節(jié)性變化以及從NCEP/NCAR再分析資料中提取的32.5°N、117.5°E點(diǎn)位00Z(08:00 LT)處的925 hPa垂直速度(ω;a,柱形),負(fù)ω表示向上運(yùn)動(dòng)[10]Fig. 3 Seasonal changes in the observed daily maximum ABL height (b, bottom panel, bars), observed virtual sensible heat flux (b, bottom panel, rectangle with lines)between 08:00 and 16:00 LT, and the 925 hPa vertical pressure velocity (ω; a, upper panel, bars) extracted from the NCEP/NCAR reanalysis at 00Z (08:00 LT) at 32.5°N,117.5°E. Negative ω indicates upward motion[10]
2010—2020年,隨著人類(lèi)活動(dòng)加劇,大氣污染問(wèn)題凸顯,生態(tài)治理需求迫切,以及觀測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步,在淮河流域開(kāi)展的大型科學(xué)試驗(yàn)逐步向人類(lèi)活動(dòng)與天氣氣候相互作用、立體協(xié)同觀測(cè)精細(xì)化結(jié)構(gòu)及演變等方向延伸(表1)。例如“天氣和邊界層變化中長(zhǎng)三角秋冬季霾過(guò)程的觀測(cè)和模擬研究”通過(guò)地基遙感、在線分析、人工采樣等多種方式加密觀測(cè),融合多種觀測(cè)資料揭示不同天氣系統(tǒng)對(duì)邊界層結(jié)構(gòu)特征的影響,以及不同邊界層結(jié)構(gòu)對(duì)霾過(guò)程的影響。“突發(fā)性強(qiáng)對(duì)流天氣演變機(jī)理和監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)研究”通過(guò)立體協(xié)同觀測(cè)構(gòu)建突發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣的四維精細(xì)化結(jié)構(gòu),開(kāi)展強(qiáng)對(duì)流形成機(jī)制的診斷分析研究。此外,近年來(lái)一系列國(guó)產(chǎn)化新型探測(cè)設(shè)備研發(fā)蓬勃發(fā)展,由于淮河流域獨(dú)特的氣候特征和代表性,大批科技成果轉(zhuǎn)化試驗(yàn)和設(shè)備中試項(xiàng)目落地應(yīng)用。
通過(guò)這些試驗(yàn)的開(kāi)展推動(dòng)了淮河流域綜合觀測(cè)系統(tǒng)發(fā)展,積累了大量的試驗(yàn)觀測(cè)資料和數(shù)據(jù)集,促進(jìn)了區(qū)域天氣氣候事件機(jī)理研究,為提升預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能力提供了科學(xué)支撐。
在圍繞科學(xué)問(wèn)題籌劃推進(jìn)大型科學(xué)試驗(yàn)的同時(shí),氣象部門(mén)緊扣流域防災(zāi)減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求,統(tǒng)籌謀劃、重點(diǎn)突破,聚焦觀測(cè)、預(yù)報(bào)、服務(wù)等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究,形成了一系列研究成果,不斷提升業(yè)務(wù)服務(wù)的科技內(nèi)涵和實(shí)效。
圖4 2008年6月21日江淮地區(qū)850 hPa的南方暴雨野外科學(xué)試驗(yàn)(SCHeREX)風(fēng)場(chǎng)、雷達(dá)回波(陰影,單位:dBz)和TBB(單位:℃)(a和b,09時(shí)SCHeREX分析場(chǎng)和TBB;c和d,12時(shí)SCHeREX分析場(chǎng)和TBB)[14]Fig. 4 SCHeREX wind field at 850 hPa, radar reflectivity (shaded, unit: dBz), and TBB (unit: ℃) for the Jianghuai region on 21 June 2008: (a) the SCHeREX analysis field at 09:00 UTC; (b) TBB at 09:00 UTC; (c) the SCHeREX analysis field at 12:00 UTC, and (d) TBB at 12:00 UTC [14]
圖5 AMF WACR和CloudSat云反射率在壽縣站的比較(a)和(c)2008年10月31日;(b)和(d)2008年11月16日 [21]Fig. 5 Comparison of CloudSat and AMF WACR cloud reflectivity profiles at the Shouxian site (a) and (c) 31 October 2008; (b) and (d) 16 November 2008[21]
發(fā)展的雙重推動(dòng)下,淮河流域綜合觀測(cè)能力快速提升。已基本建成較為完備的多尺度嵌套的綜合觀測(cè)網(wǎng)(圖6)[23],包括4700多個(gè)自動(dòng)氣象站、4個(gè)高空氣象觀測(cè)站、29部新一代天氣雷達(dá),以及近年來(lái)新增的風(fēng)云四號(hào)和風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星直收站、風(fēng)廓線雷達(dá)、激光雷達(dá)等新型監(jiān)測(cè)設(shè)施,同時(shí)形成了服務(wù)于交通、旅游、農(nóng)業(yè)和生態(tài)的應(yīng)用氣象站網(wǎng)體系。在壽縣建立國(guó)家氣候觀象臺(tái),承擔(dān)“氣候系統(tǒng)觀測(cè)和大氣科學(xué)試驗(yàn)”兩大功能,是中國(guó)氣象局首批國(guó)家氣候觀象臺(tái)、氣象野外科學(xué)試驗(yàn)基地和綜合氣象觀測(cè)基地,有360畝①1畝=666.6m2?;巨r(nóng)田作為觀測(cè)區(qū),擁有地面基準(zhǔn)氣候、近地層通量、大氣成分、地基遙感廓線、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)等5個(gè)觀測(cè)系統(tǒng),提供6大類(lèi)近百種觀測(cè)數(shù)據(jù),已形成通量、大氣成分、梯度等標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集,并共享發(fā)布[23]。同時(shí)壽縣觀象臺(tái)也已成為氣象科技創(chuàng)新成果應(yīng)用試驗(yàn)和新儀器應(yīng)用中試平臺(tái),并作為“大氣環(huán)境立體探測(cè)實(shí)驗(yàn)研究設(shè)施”的組成部分,融入合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè)。
表1 近年來(lái)在淮河流域開(kāi)展的大氣科學(xué)試驗(yàn)Table 1 Atmospheric science experiments conducted in the Huaihe River Basin in the past decade
圖6 淮河流域綜合氣象觀測(cè)網(wǎng)(b是a中的γ中尺度觀測(cè)區(qū))[23]Fig. 6 Comprehensive meteorological observation network in Huaihe River Basin (b the meso-γ scale observational region in figure a) [23]
在災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警方面,歷時(shí)近20年,突破了組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)快速共享關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)了災(zāi)害性天氣的自動(dòng)識(shí)別方法,發(fā)展了融合雷達(dá)資料的災(zāi)害性天氣短時(shí)臨近預(yù)報(bào)技術(shù),率先建立了基于新一代天氣雷達(dá)的短臨預(yù)報(bào)業(yè)務(wù),推動(dòng)預(yù)警準(zhǔn)確率和提前量實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提升(圖7)[24-26]。在智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)方面,建立了無(wú)縫隙、高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)支撐體系(圖8),形成了從零時(shí)刻到10 d的智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品庫(kù)[27],實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)定時(shí)定量精細(xì)化預(yù)報(bào),促進(jìn)了預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的顯著提升,以安徽省為例,2019年,24 h各項(xiàng)預(yù)報(bào)比中國(guó)局指導(dǎo)產(chǎn)品均有正技巧,≥50 mm降水預(yù)報(bào)訂正技巧全國(guó)排名第一。精細(xì)化的氣象預(yù)報(bào)為流域防洪抗旱提供了有力的決策支撐。
遵循新時(shí)期“兩個(gè)堅(jiān)持、三個(gè)轉(zhuǎn)變”防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)新理念,構(gòu)建了基于致災(zāi)過(guò)程的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù),形成具有全國(guó)示范作用的風(fēng)險(xiǎn)業(yè)務(wù)體系,從天氣預(yù)報(bào)向?yàn)?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估延伸,提供更加精細(xì)的氣象服務(wù),實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)的關(guān)口前移?;谟^測(cè)、預(yù)報(bào)和服務(wù)等領(lǐng)域的研發(fā)成果,圍繞流域氣象服務(wù),實(shí)現(xiàn)了面向流域的水文氣象服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)的集成,形成了融合實(shí)時(shí)雨水情監(jiān)測(cè)、面雨量預(yù)報(bào)、氣象水文耦合、暴雨洪水預(yù)警和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的技術(shù)體系[28-30](圖9),率先建立比較完整的流域水文氣象服務(wù)業(yè)務(wù)體系,流域水文氣象服務(wù)不斷發(fā)展。
圖7 暴雨(a)、雷雨大風(fēng)(b)的預(yù)警提前量和準(zhǔn)確率的提升Fig. 7 Improvement in warning lead time and accuracy for storms(a), thunderstorms and strong winds(b)
圖8 無(wú)縫隙、高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)支撐體系Fig. 8 Technical support system for seamless, high-resolution numerical forecast
圖9 淮河流域水文氣象服務(wù)技術(shù)體系Fig. 9 Hydro-meteorological Service Technical System of Huaihe River Basin
為推進(jìn)流域氣象科技研發(fā)和交流合作,安徽省氣象局設(shè)立了“淮河流域氣象開(kāi)放研究基金”,從2007年起,持續(xù)資助來(lái)自國(guó)家級(jí)業(yè)務(wù)科研單位、高??蒲袡C(jī)構(gòu)、淮河流域各省市氣象部門(mén)的科研業(yè)務(wù)人員,聚焦降水監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)技術(shù)、水資源與水旱災(zāi)害分析評(píng)估、淮河流域氣象水文耦合模型、氣候資源開(kāi)發(fā)利用等領(lǐng)域開(kāi)展科技攻關(guān)[31-33]。通過(guò)開(kāi)放基金的設(shè)立,提升了面向流域的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能力,增強(qiáng)了水文氣象服務(wù)能力,并且構(gòu)建了與大學(xué)、科研院所的互動(dòng)合作交流平臺(tái),推動(dòng)了流域內(nèi)各省氣象部門(mén)的科研聯(lián)動(dòng),培養(yǎng)和鍛煉了一批青年業(yè)務(wù)科技骨干?;鸬难芯砍晒矠榱饔驓庀笏臉I(yè)務(wù)建設(shè)和服務(wù)提供了強(qiáng)有力的科技支撐。
多年來(lái),各級(jí)氣象部門(mén)始終把守護(hù)淮河安瀾作為汛期氣象服務(wù)的重中之重,持續(xù)推進(jìn)氣象現(xiàn)代化建設(shè),不斷加強(qiáng)氣象科技支撐,預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)水平越來(lái)越高,產(chǎn)品越來(lái)越精細(xì),服務(wù)方式越來(lái)越先進(jìn),為淮河防汛減災(zāi)的決策參謀作用越來(lái)越凸顯。
1991年淮河出現(xiàn)新中國(guó)成立以來(lái)罕見(jiàn)的洪水,新投入業(yè)務(wù)應(yīng)用的衛(wèi)星云圖在王家壩開(kāi)閘泄洪決策中發(fā)揮重要作用。6月14日晚,王家壩閘水位超過(guò)保證水位,針對(duì)是否開(kāi)閘蓄洪,氣象專(zhuān)家依據(jù)衛(wèi)星云圖和天氣圖,給出“雨帶南壓,降雨減弱”的預(yù)報(bào)意見(jiàn),國(guó)家防總據(jù)此作出推遲開(kāi)閘蓄洪的決定[34],為群眾轉(zhuǎn)移贏得寶貴時(shí)間。之后,衛(wèi)星遙感持續(xù)開(kāi)展洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)(圖10),為省政府多爭(zhēng)取了1億元救災(zāi)款,有力的支撐了災(zāi)后重建工作。
圖10 衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)1991年淮河流域洪澇災(zāi)害Fig. 10 Satellite remote sensing monitoring of floods in the Huaihe River Basin in 1991
衛(wèi)星、雷達(dá)及中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)的綜合應(yīng)用技術(shù)在2003年淮河流域防汛抗洪中提供了更加精細(xì)的服務(wù)支撐,滿足了政府決策提出的“降雨幾點(diǎn)開(kāi)始,幾點(diǎn)停止,能降多少,降在哪里,面雨量是多少”等一系列高要求。此時(shí),我國(guó)首部S波段多普勒天氣雷達(dá)已布設(shè)在合肥,F(xiàn)Y-2靜止氣象衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行,MM5中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品開(kāi)始應(yīng)用(圖11)。在精準(zhǔn)的氣象預(yù)報(bào)服務(wù)保障下,2003年淮河汛情雖重于1991年[35],但淮河大堤安然無(wú)恙。
經(jīng)歷了幾次洪水的反思后,流域氣象服務(wù)面臨著如何更加高效實(shí)現(xiàn)流域信息匯集和共享應(yīng)用?如何形成適應(yīng)需求的流域服務(wù)產(chǎn)品?如何建立流域會(huì)商研判及聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制?等問(wèn)題。為打破原有的機(jī)制藩籬,適應(yīng)科學(xué)治淮的新需求,2003年淮河大水后,安徽省氣象局、蚌埠市委市政府和淮河水利委員會(huì)共同提出在蚌埠組建淮河流域氣象中心的設(shè)想。在中國(guó)氣象局和流域四省的大力支持下,2005年3月淮河流域氣象中心由中國(guó)氣象局正式批準(zhǔn)成立,行使流域氣象信息匯集和服務(wù)兩大職能,同時(shí)成立了淮河流域氣象業(yè)務(wù)服務(wù)協(xié)調(diào)委員會(huì),負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)流域內(nèi)的氣象業(yè)務(wù)服務(wù)工作[36]。
淮河流域氣象中心作為第一個(gè)由中國(guó)氣象局正式批準(zhǔn)成立的以大江大河為服務(wù)對(duì)象的氣象服務(wù)機(jī)構(gòu),以面向淮河水利委員會(huì)和淮河流域四省氣象服務(wù)為重點(diǎn),不斷健全流域氣象業(yè)務(wù)服務(wù)機(jī)制,完善流域業(yè)務(wù)服務(wù)方案,與水利部淮河水利委員會(huì)建立了資料信息交換機(jī)制,與河南、江蘇、山東省氣象局也實(shí)現(xiàn)了氣象資料的實(shí)時(shí)匯集和共享。通過(guò)積極爭(zhēng)取各類(lèi)業(yè)務(wù)能力建設(shè)項(xiàng)目帶動(dòng)流域氣象業(yè)務(wù)服務(wù)能力不斷發(fā)展,中心成立15年來(lái),在全國(guó)率先建立了較為完善的流域氣象業(yè)務(wù)服務(wù)體系,流域業(yè)務(wù)服務(wù)建設(shè)模式在其他流域推廣應(yīng)用。
2007年淮河雨季長(zhǎng)達(dá)37 d,王家壩站7月10日出現(xiàn)超保證水位,12時(shí)28分王家壩閘開(kāi)閘。汛期,王家壩站經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)26 d超警戒水位運(yùn)行,啟用10處行蓄洪區(qū)[37-38]。流域氣象業(yè)務(wù)服務(wù)能力建設(shè)成果在防汛決策中發(fā)揮了重要作用,全流域雷達(dá)拼圖及降水估測(cè)產(chǎn)品、多模式集成面雨量預(yù)報(bào)產(chǎn)品、高分辨率水情遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品等投入業(yè)務(wù)應(yīng)用(圖12)。時(shí)任國(guó)務(wù)院副總理、國(guó)家防總總指揮回良玉在檢查指導(dǎo)淮河防汛抗洪救災(zāi)工作時(shí)對(duì)氣象服務(wù)給予很高評(píng)價(jià)。大水之后,淮河流域氣象中心被國(guó)家防總、人事部、總政治部聯(lián)合授予“2007年防汛抗旱先進(jìn)集體”稱號(hào),獲得了安徽省委、省政府授予的“2007年抗洪搶險(xiǎn)先進(jìn)集體”和中國(guó)氣象局授予的“2007年重大氣象服務(wù)先進(jìn)集體”稱號(hào),交上了成立之后的第一份“答卷”[34]。
圖11 雷達(dá)監(jiān)測(cè)降水(a)、衛(wèi)星云圖(b)和MM5模式預(yù)報(bào)降水(c)Fig. 11 Radar-monitored precipitation (a), satellite clouds (b) and MM5 model forecast precipitation (c)
圖12 全流域雷達(dá)拼圖(a)、降水估測(cè)(b)、水文氣象耦合預(yù)報(bào)(c)和水情遙感監(jiān)測(cè)(d)Fig. 12 Basin-wide radar monitoring (a), precipitation estimation (b), coupled hydro-meteorological forecasting (c) and remote sensing monitoring of floods (d)
2020年,持續(xù)強(qiáng)降水導(dǎo)致長(zhǎng)江、淮河干流安徽段全線持續(xù)超警戒水位,巢湖持續(xù)超保證水位。防汛形勢(shì)異常嚴(yán)峻[39]。面對(duì)長(zhǎng)江、淮河、巢湖防汛三線作戰(zhàn)的巨大壓力,氣象部門(mén)從容應(yīng)對(duì),采取超常規(guī)舉措,圓滿完成這場(chǎng)防汛抗洪氣象保障服務(wù)攻堅(jiān)戰(zhàn),這得益于多年來(lái)的科研技術(shù)和業(yè)務(wù)服務(wù)積累,流域氣象業(yè)務(wù)服務(wù)能力得到顯著提升。基于新一代天氣雷達(dá)網(wǎng)降水監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)和基于智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)的精細(xì)化產(chǎn)品,提高了流域降水監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)精度(降水估測(cè)誤差<33%,2~6 h預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率由43%提高至52%),實(shí)現(xiàn)了流域逐3 h、5 km分辨率降水預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)時(shí)效可延長(zhǎng)至10 d(圖13),在汛期精細(xì)化氣象服務(wù)中發(fā)揮了重要作用。王家壩氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警中心的投入使用,現(xiàn)場(chǎng)氣象保障服務(wù)在針對(duì)性上的不斷加碼,以及信息共享、產(chǎn)品和服務(wù)材料制作流程和內(nèi)容的不斷優(yōu)化,有力支撐了防汛抗洪氣象保障服務(wù)攻堅(jiān)戰(zhàn)[39]。
圖13 基于智能網(wǎng)格的淮河流域面雨量2~10 d預(yù)報(bào)Fig. 13 Areal precipitation forecast based on smart grid forecasting for 2-10 d in Huaihe River Basin
在能力建設(shè)的基礎(chǔ)上,流域業(yè)務(wù)服務(wù)內(nèi)涵和外延不斷延伸,實(shí)現(xiàn)了面向安徽全省重點(diǎn)中小流域的氣象精細(xì)化服務(wù),長(zhǎng)江及新安江流域安徽段細(xì)分18片,新安江流域細(xì)化12片,滁河流域細(xì)化11片,開(kāi)展更加精細(xì)化的面雨量監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。同時(shí)加強(qiáng)新資料的應(yīng)用,應(yīng)用高分衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)全天候雨情和水情監(jiān)測(cè),空間分辨率提高至10 m。近年來(lái),氣象部門(mén)從保障淮河流域防洪安全向糧食安全和生態(tài)安全拓展,充分發(fā)揮氣象的趨利避害作用。在幾次大水過(guò)后的重建中,氣象部門(mén)發(fā)揮專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì),為沿淮人民提供“種什么”的科技參考[40];在干旱之時(shí),氣象部門(mén)積極開(kāi)展人工增雨作業(yè),送來(lái)“救命之水”。
習(xí)近平總書(shū)記視察安徽時(shí)強(qiáng)調(diào):“要堅(jiān)持以防為主、防抗救相結(jié)合,結(jié)合‘十四五’規(guī)劃,聚焦河流湖泊安全、生態(tài)環(huán)境安全、城市防洪安全,謀劃建設(shè)一批基礎(chǔ)性、樞紐性的重大項(xiàng)目”。未來(lái)我們要認(rèn)真貫徹落實(shí)總書(shū)記重要指示精神,圍繞需求,著力發(fā)展流域氣象,適時(shí)啟動(dòng)第二輪淮河流域科學(xué)試驗(yàn)。面向生命安全、生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好,聚焦監(jiān)測(cè)精密、預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì),總結(jié)流域中心發(fā)展成果和經(jīng)驗(yàn),著力提升流域防汛抗旱氣象服務(wù)能力,強(qiáng)化中小流域精細(xì)化監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及山洪、地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警服務(wù),完善城市和農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展氣象保障服務(wù)體系,發(fā)展淮河流域生態(tài)建設(shè)和生態(tài)保護(hù)氣象服務(wù)。
Advances in Meteorological Science and Technology2020年5期