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气象科技成果看得见摸得着

来源:中国气象报   发布时间:2018年12月11日09:00
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陈正洪

  自1980年进入南京大学学习气象专业到现在,我与气象结缘已近四十年。伴随着改革开放的洪流,气象事业也发生了翻天覆地的变化,而我对气象的执着却一直没变。

  研究领域由农村转向城市

  大学时期,在掌握了《天气学原理》《气候学》《动力气象学》等学科知识后,我还选修了生物学、化学等。在不断丰富自身知识的过程中,我尝试做交叉学科的研究,并对生物气象格外感兴趣。我的毕业论文就是研究福建闽江-沙溪流域山地气候特征及对农业生产布局的影响。

  而后,我进入华中农业大学读研究生,更加觉得农业与气象关系密切。两年后,刚参加工作的我非常幸运地参与了中国气象局牵头组织、11个单位参加攻关的大项目——我国亚热带东部丘陵山区农业气候资源及其合理开发利用,承担该项目中区域油桐物候特征随经纬度、海拔高度、局地地形变化研究的任务。

  为了获取第一手资料,当时,我一个人背着包跑遍了鄂西、湘西十几个山区县,圆满完成了研究任务。

  1987年春夏之交,大兴安岭林区发生了特大火灾,给人民生命财产造成了重大损失,这场大火在我脑海中留下了深刻的印象。

  从此,我开始研究湖北省林火气象预报技术,申报的项目很快得到省科委和省森林防火指挥部的重点支持,还组织了湖北省森林火险气象等级标准和神农架林区立体防火体系等研究。经过研究,我发现南方山区火灾发生频次高,火灾群发、重发与有利的气象条件密切相关。

  研究中,我联想到城市火灾也许与气象条件有一定的关系,将研究工作延伸到城市火灾气象因子领域。在查找相关资料后,我发现,相关研究工作很少,更没有城市火险气象预报的相关标准,于是,我马上申请项目,并组织团队开展相关研究。

  在研究团队的不懈努力下,我主持完成的《城市火险气象等级国家标准》成为我国气象部门最早的8个国家标准之一。由此,我涉及的应用气象领域转向了城市。

武汉大学樱花已经成为武汉的城市名片。图/黄琳

  为武汉成为“新花城”贡献气象智慧

  那时候,做交叉学科,很多人不理解。在做城市热岛效应对老年人高温中暑相关影响研究时,我拿着介绍信一家一家地跑相关医疗单位收集资料。最终,我牵头研发的“城市环境气象预报系统”和“医疗气象预报系统”在全国推广了30多套。各省气象部门纷纷前来“取经”,记得当时的香港大公报还报道了我们的成果。

  时势造英雄,我始终认为这是一个快速发展和进步的时代,而我刚好赶上了这趟班车。随着时代的进步,大跨度斜拉桥和悬索桥如雨后春笋般出现。大桥结构也由刚性转化为软性,大桥设计就需要考虑避免极端大风对桥面和主梁的破坏、风和桥之间振动频率耦合导致的桥体坍塌等科学问题。顺应时代需求,我和团队又开启了大桥抗风设计特色气象服务,承接了该领域20多个国内外项目,指导并参与编写了有关技术规范,由中国气象局有关部门发文推广。

  随着改革开放后人们生活水平不断提高,对气象服务也有了新的需求。紫外线指数、穿衣指数、晾晒指数受到人们关注,花期预报也深受武汉市民的喜爱,从樱花花期预报到梅花花期预报,我们每年都可以根据气候条件预报出准确的开花时间。

  1999年,武汉大学“樱花教授”肖翊华将自1947年开始观测的52年物候资料无偿赠送给我。从此,我坚持开展武汉大学樱花开花期预报,逐步得到旅游、商贸相关部门及社会公众的认可,我们的工作对武汉成为“新花城”起到了一定推动作用。“春天到武大赏樱花”已成为武汉的新名片。

瓜州风电场。图/崔杨

  气象科技成果惠及大众

  由于湖北省经济发展长期受到“缺煤、少油、乏气”的困扰,寻找清洁、可再生的替代能源显得十分紧迫。从21世纪初起,根据国家发改委、中国气象局的统一部署,湖北气象部门两次对全省风能可开发利用量进行普查和详查。一开始,根据气象观测站的数据进行分析,得出的结果为“零”。我作为前期项目顾问,坚定指出不应该是这个结果,提出要对山顶、与盛行风向一致的河谷、湖区附近的风能太阳能进行重新勘察分析。

  2010年,风能资源详查结果表明,湖北省有超过1000万千瓦的可开发量,与此同时,我们经过计算评估得出,湖北省太阳能资源可开发量更是当时全省能源使用量的300多倍,合理有序开发风能太阳能等新能源,并作为突破经济发展瓶颈的契机,这个建议得到湖北省政府的高度重视。2010年9月,湖北省编制办公室正式批准成立“湖北省气象能源技术开发中心”,我率队开始研究清洁能源的开发与利用。

  以“面向全国、面向前沿、面向应用、面向政府、面向企业”为宗旨,我和团队其他成员夜以继日地开展研究、分析,直到有所突破。仅一年时间,2011年,我就带领一群年轻的博士、硕士毕业生成功研发出我国气象部门第一代、拥有自主知识产权的太阳能光伏发电预报系统,随后,又开发了一套风电功率预测预报系统,出版了两本相关的科技专著。两套系统和两本专著奠定了湖北省气象部门在新能源预报上的地位。

  自2013年起,湖北省气象服务中心携手甘肃省气象服务中心开展风电、光伏功率预测系统推广应用,服务地区包括甘肃及周边省份,服务对象涉及国内多家大型新能源企业,力求将面向新能源开发利用的气象服务做大做强。在不到三年的时间里,我们共推广风电、光伏发电功率预报系统40多套,市场占有率在甘肃排名靠前。

  2015年底,针对预测准确率低的问题,团队在两套系统中集成了新的预测方法,经过一年的不懈努力,两套系统的预测准确率稳步上升,在2016年上半年的考核中,多项考核结果排名第一,得到了用户的充分肯定。同年,我们团队被湖北省总工会和省直机关授予“湖北省气象能源业务服务创新工作室”和“湖北省职工(劳模)创新工作室”称号。

  看着我们取得的荣誉,自豪感油然而生,这里面有我近40年来的经验和心血。而这和我之前做的应用气象工作一脉相承,都是如何把气象知识转变成人民群众看得见的“福利”,但没有时代的进步,也许这永远都只是我的一个梦想,无法成为现实。

  目前,新能源发电气象预报预警系统已经在全国十多个省份60多家风电场和光伏电站推广应用。最近,我们又成功开发了集风电场、光伏电站于一体的新预报系统,既可安装在各新能源场站,也可以部署在集中控制中心,具有实时获取气象预警信息的功能,成功实现了业务服务集约化,提高了服务效率。

  2017年前三季度,中国可再生能源新增装机量约占中国全部电力新增装机量的67%,成为中国新增电力的主力;同年,湖北省风电、光伏发电装机容量提升至700万千瓦。

  在气象服务之路越走越宽的今天,我感受到气象服务事业大有可为,更想在这方面施展拳脚,做好气象服务让社会受益。

  (作者系湖北省气象服务中心副主任、正研级高工 本报记者高迅芝、刘庆忠采访整理)

 

(来源:中国气象报 责任编辑:栾菲)

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