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奋然击楫渡 放歌渤海滨
——中国气象局与天津市政府共推气象现代化发展综述

发布时间:2020年10月23日07:54 来源:中国气象报

  中国气象报记者 刘钊 张妍

  津门极望气蒙蒙,泛地浮天海势东。天津,这座中国北方最大的沿海城市,在京津冀一体化发展定位中,将打造成为全国先进制造研发基地、北方国际航运核心区、金融创新运营示范区、改革开放先行区。

  在天津加速发展的未来图景中,气象力量,不可或缺。

  2012年,天津市政府与中国气象局共同签署部市合作协议,推动建设与国际现代化宜居城市相适应的现代化气象保障体系。如今,天津市气象部门紧紧围绕天津“一基地三区”定位,走出了一条凸显海洋气象服务特色、智慧气象服务底色、气象科技创新本色的康庄大道。

  向海而生——以海洋气象服务融入京津冀协同发展大局

  东临渤海,北靠燕山,海河五大支流在此汇合入海。作为河海要冲的天津,是“一带一路”的交会点,也是连接国内外、联系南北方、沟通东西部的重要枢纽。

  2019年1月16日至18日,习近平总书记在天津考察时特别强调,要努力打造世界一流的智慧港口、绿色港口,更好服务京津冀协同发展和共建“一带一路”。

  海洋,始终是这座城市的鲜明底色。大力发展海洋气象服务,则是天津气象部门的战略定位。

  海上大风,威力惊人,不仅能卷起滔天巨浪,还能影响在港口作业的塔吊,成为航海、海上作业以及港口运行的共同威胁。不仅如此,强对流、低能见度以及冬季现身的海冰,都会对涉海产业造成严重影响。面对气象灾害,精准的气象预报,是以海为生人们的依靠。

  9月30日,中海油天津分公司工作人员正在渤海紧锣密鼓地施工。10月1日,冷空气将携大风席卷渤海,工期如有延误,损失难以估量。基于对大风预报的信任,公司做出了连夜施工的决定,并在大风到来之前顺利完成任务。

  如今,天津市气象部门可为由天津出发的21条航线,包括渤海、黄海、日本海的31个主要港口提供精细到逐小时的定点预报服务,还能结合开船时间、航速等实际情况,针对航线提供逐小时航运气象灾害风险预报服务。

  这样精准的预报,得益于对海洋气象服务能力建设持之以恒的投入。

  围绕海洋气象监测能力提升,天津市气象部门以市海洋气象重点实验室为龙头,建设海洋气象观测试验基地,打造睿图-海洋区域海气耦合数值预报模式,建立海洋气象智能网格预报系统,联合天津港(集团)有限公司、中远海运(天津)有限公司成立了立足渤海、面向东北亚、辐射北极航道的港航气象服务中心。

  天津港,京津冀地区的海上门户,中国北方最大的综合性港口和重要对外贸易口岸,于2019年完成集装箱吞吐量1730万标准箱。气象部门倾力打造的天津港智慧气象平台,即将在此启动运行。

  8个崭新的自动气象站,布设在港区各个重要节点,数据逐秒上传。如此精细的数据,源于天津港区近乎严苛的天气监测需求——强对流天气引发的突发大风,是港区作业最大的威胁。而这样的大风,其时间尺度往往仅有数分钟到数十秒。

  8月11日,一场突发强对流天气突袭天津港。刚刚投入使用的秒级气象站记录下每秒35米的最大风速,为极小尺度的突发天气监测预警提供了宝贵的资料。

  建立在这样精准的资料基础上,气象部门制作的精细化预报,能够对港区各家公司的具体作业项目在每天各个时段的气象风险,做出准确判断。

  起步于精准,深入到智慧。利用人工智能图像识别监测能见度、基于光线明暗自动控制港区照明……天津气象部门对海洋气象服务的探索处处闪耀着气象智慧。

  以智取胜——智慧气象服务助力智慧城市建设

  智慧,不仅运用于海洋。从海到陆,自水至山,智慧气象的触角正在天津这座北方罕有的山、河、湖、海、湿地俱全的城市,广泛延伸。

  8月12日午后到夜间,一场降雨袭来,天津全市普降大到暴雨。早上醒来,通勤的市民打开手机中的天津气象App,各个交通要道精确到毫米的积水实况、未来积水预测一目了然。

  这样精准的积水信息,源自集监测、预报、发布于一体的城市内涝智能监测预报预警与应急响应平台。它利用遍布全市的181台物联网积水监测设备,分钟级动态采集积水深度,再运用人工智能技术预测未来一小时内积水深度,进而为政府决策部门和公众提供基于位置和基于请求的积水实况和内涝风险提示。

  像这样以泛在感知为特色,综合运用混合大数据云平台、气象人工智能通用开发平台、气象应用服务平台的智慧气象业务体系,如今已惠及这座城市的各个角落。

  防灾减灾,有智慧气象的贡献——7月5日18时04分,天津市气象台发布雷电黄色预警信号,对未来6小时影响市区的雷雨大风和冰雹天气做出准确预警。得益于强对流天气影响自动识别技术,气象部门能自动识别雷达回波,并给出判定结果,大幅提升了预报员对强对流天气的识别速度和准确度。另一方面,基于卷积神经网络深度学习的短临定量强降水预报技术,可以计算未来1小时内降水每6分钟的演变情况,进而更加准确地预判强对流天气影响。

  农业发展,有智慧气象的助力——天津气象部门将农业气象服务拓展到生态、生产、生活三大领域,跟踪产前、产中、产后全过程,形成农业生产气象服务闭环。在这个闭环中,气象部门打造了小站稻专属气象服务品牌“天知稻”,产前提供年景预测和风险评估,推动参加农业气象指数保险;产中提供育秧期物联网调控、移栽期预测、无人机飞播防御病虫害、格点化预报预警服务;产后进行气候品质评估和全生育期气候溯源。让农民种得安心、管得省心、卖得称心。

  民生日常,有智慧气象的参与——供暖期在即,天津气象部门建立的基于“互联网+”技术的供热气象运控调节业务系统,以其独有的前馈动态智慧供热运控算法和技术,提供综合天气要素、建筑物结构和管网条件等多因素的逐小时供水温度建议,实现对供热站供水温度的自动调控。看“天”精准控温、科学供暖,正走进现实。

  重大活动,有智慧气象的身影——原定于2017年8月5日举办的第十三届全运会圣火采集仪式,根据气象部门的降水预报改为8月6日,成功避开了短时强降雨。不仅全运会,第十届残运会暨第七届特奥会等重大赛事,夏季达沃斯论坛、国际直升机博览会等大型活动均在强有力的气象保障下顺利举行。

  创新驱动——气象科技提供源源不绝发展动力

  汛期降水预测准确率连续两年超过80%、24小时晴雨预报准确率连续三年超过90%、2019年公众气象服务满意度高达91.2分。2017年,天津提前一年基本实现气象现代化,在全国非试点省中名列前茅。

  持之以恒科技创新,是天津气象部门取得耀眼成绩的内功与底气。

  天津市气象部门积极搭建由3个实验室、两个野外试验基地、若干个创新团队组成的“3+2+X”一体化科技创新平台。发轫于科研,受益于业务。科技创新的成果,已渗入天津气象的方方面面。

  提供全方位业务支撑——以集约化和智能化为导向的天津市气象业务一体化平台(Tiptop),将市级数据环境与无缝隙监测预报预警融为一体,促进天津市现代天气业务的资源整合和业务转型升级。十天时效无缝隙、精细化、一体化的智能网格天气预警预报业务,定时、定点、定量天气预报逐步成为现实。

  助力海洋预报——睿图-海洋模式的研发,实现了大气模式与区域海洋和海浪模式双向耦合,搭建出大气、海洋模式交错网格结构。该系统在“天河一号”实时业务运行,对天津近海及渤海海区灾害性大风的预报能力优于EC、GRAPES等全球模式。

  推进污染防治——天津气象部门建成天津地区边界层和大气环境观测研究站网,与生态环境部门的数据形成互补;研发高分辨率天津环境气象数值模式,在边界层和大气环境综合观测、气溶胶与臭氧污染成因及控制策略、大气污染与气象因素的健康风险等方面开展深度研究。如今,气象部门联合生态环境部门开展的空气质量预报和重污染天气预警准确率接近100%。

  防范城市内涝——新型城市暴雨内涝模型(TJUWM)建立了三网一面(河网、路网、管网、社区)、立体多重的新型内涝模拟形式,在典型易积水区空间分辨率达到10米,可用三维立体形式展示内涝积水淹没过程。如今,这一成果已在天津市排水管理处等相关行业部门业务应用,并推广到全国十余个城市。

  在科技创新发展的大跨步中,天津市气象部门人才队伍建设也取得丰硕成果。1人获“天津市有突出贡献专家”称号;6人入选天津市“131”创新型人才工程,其中1人入选第一层次;7人入选天津市“海河英才”青年拔尖人才。这些都成为驱动气象现代化“车轮”滚滚向前的内生动力。

  金秋十月,在天津滨海新区和宝坻区,两座崭新的新一代天气雷达即将拔地而起,国家气象科技园建设正在如火如荼地开展中。2020年10月6日,天津市政府办公厅正式印发关于推进更高水平气象现代化助力天津高质量发展的意见。

  天津市气象局党组副书记、副局长关福来说:“我们将以此为新起点,向着建设更高水平气象现代化的新目标发力奔跑,让智慧气象助力京津冀协同发展,助力‘一基地三区’建设,助力‘五个现代化天津’建设。”

  蓝图绘就,愿景可期,天津气象事业将在中国气象局和天津市委、市政府的携手推动下,再创更大辉煌。

  (来源:《中国气象报》2020年10月23日一版 责任编辑:张林)

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