来源:中国气象报社 发布时间:2006-05-18 |
寄语
成立于1976年的广州热带海洋气象研究所,一直以无尽的动力不断向着热带海洋气象科学技术前沿进发,并将新技术的应用作为重要的着力点。经过整整30年的洗礼,热带所已逐渐成为我国热带气象和海洋气象研究和技术开发的不可替代的重要力量。
在加强自主创新、建设创新型国家的重要时刻,热带所将秉承求实创新的科学精神,致力于开展科学研究以提高对热带天气气候的认识水平。以发展先进预报技术,提供不断改进的预报产品为核心,携手国内外同行,以激昂的工作热情和不断创新的灵感,实现卓越的社会价值。
业务应用风光无限
热带数值预报产品受预报员青睐
热带数值预报研究近年取得显著成果。其中在引进德国天气局中尺度动力模式基础上开发的广州高分辨模式系统(GZHM)自2000年底业务化运行以来,每天2次向华南区域发布多种中尺度预警产品及特种气象预报业务产品,预报效果良好,受到广大预报员的欢迎和上级领导的好评,已成为预报员必备的参考工具之一。
该模式还拓展应用于其它众多领域,如作为广东空气污染数值预报的前导模式,为污染模式提供背景场,为各种生活、环境气象预报方法提供基础预报等。该产品还作为核电应急模式的前导模式提供高分辨的特种环境要素场,为核电应急提供气象保障。在各种重大事件的专题气象保障服务中也发挥了重要作用,在海上大风定量释用预报等方面应用良好。
环境气象预报“三位一体”服务大众
环境气象预报主要采用科研、业务、推广应用“三位一体”的方式。
自主开发的空气质量动态统计预报系统在气象和环保等部门得到广泛推广应用。紫外线观测、预报方法及预报平台已由中国气象局预测减灾司向全国推广。《环境气象特种预报技术》获2004年中华全国总工会、科学技术部、劳动和社会保障部颁发的全国职工优秀技术创新成果三等奖。
高速公路雾的研究及预报应用成典范
高速公路雾的研究及预报成为热带所由基础研究—应用研究—成果推广的典型。
国家自然科学基金项目“南岭山地浓雾的物理结构与能见度研究”成果在京珠高速公路粤境北段雾区能见度预测预报中发挥重要作用。自2003年下半年开始,热带所为广东省高速公路有限公司京珠北分公司研制可以实际准业务运行的云岩雾区浓雾预测预报系统,该系统具有预测预报未来24小时雾区能见度的能力,并且能够预报浓雾的生成、持续、消散时间,24小时能见度预报准确率不低于70%,预报产品能够逐时滚动更新。针对我国高速公路特殊路段危害行车安全的浓雾进行专门的研究、预报、服务,该项目在国内尚属首次。
大气灰霾研究全力拓展业务领域
在国内首次建立华南大气边界层和大气气溶胶综合观测基地,联合北京大学、中山大学、美国马里兰大学、香港科技大学等国内外六家单位共同开展“珠江三角洲城市群陆气相互作用与大气灰霾科学试验”,针对珠三角城市群日益严重的大气灰霾现象首次展开深入研究。为了帮助政府职能部门整治城市环境,减轻灰霾天气造成的影响,将通过这个大型综合野外观测试验,摸清工业化、城市化对珠三角地区所造成的严重影响,深入研究热带地区边界层结构和大气灰霾形成机理,力争在一两年内完成灰霾天气预测预报预警系统的开发,在广州地区率先推出灰霾天气预报。
三维变分同化系统在华南推广应用
通过在不同计算机系统上进行程序调试,并进行了适当优化处理,使得该系统可以在广州区域气象中心计算机网络环境中的不同机型上高效运行;对三维变分同化系统Grapes3DV进行了系统性试验,通过在业务环境中的试验,分析了该系统对热带地区资料同化的特点,并认识到该系统在华南地区的应用价值;三维变分同化系统Grapes3DV在科研工作中已初步得到应用,依托该系统得到的科研成果为其他一些课题提供了技术支持。如季风监测等开展了雷达资料在三维变分同化系统Grapes3DV中的应用技术研究,提出了雷达TREC风场同化的技术方案;研究了雷达TREC风场进入三维变分同化系统Grapes3DV的技术方案等。
推出近海强风预警业务系统应用平台
2005年11月17日,“广东省近海强风天气预警技术研究”项目通过了专家验收。该项目研究提出了雷达视风速的概念和雷达测风资料直接同化的方法,以及QuikSCAT同化方案;研制了预报广东近海强风的kalman滤波数值预报产品释用技术和预报广东近海冬季强风的完全预报数值预报产品释用技术;研究探讨了大气-海浪耦合对热带气旋的影响,开发了基于大气-海浪耦合技术的广东近海强风天气预报系统;建立了包括观测资料、近海强风历史背景场、广东近海强风和海浪数值预报产品、台风专家库等模块的广东近海强风天气预警业务系统应用平台。专家认为该科研项目研究创新性地提出了雷达视风速的概念和雷达测风资料直接同化的方法,以及QuikSCAT同化方案,并已初步投入业务预报,综合水平达到了国内同类研究的先进水平。
首创国内专业“中国季风网站”
在国内首次建立了以季风为主题的专业气象网站“中国季风网站”,定位为国家级专业气象网站,全面展示影响我国的东亚季风的实时活动状况以及相关的预测产品,向公众和专业单位提供季风活动情况的权威信息,包括:南海季风指数、东亚季风指数、南亚季风指数、季风影响范围以及季风区等压面层气象要素和物理诊断分布及其垂直分布等信息,此外还有“关于季风”、“季风监测”、“季风预报”、“学术论坛”、“季风资料”等主要栏目。每月一期季风监测公告。
本版资料来源:热带所
中国气象局广州热带海洋气象研究所(下称热带所),围绕国家和区域防灾减灾目标,在热带季风和海-气相互作用、热带灾害性天气、热带气象数值预报技术、大气物理和大气环境等领域形成了自己的研究特色,培养了具有较高学术水平的科研团队,取得多项国内外同行认可的科研成果。先后主持或参加了“六五”至“十五”期间多个国家级重大科研项目的研究工作,承担国家、省部级重点课题近100项,获国家、省部级奖励20多项,在国内外重要学术刊物上发表论文300多篇,科研成果在气象业务服务中发挥重要作用,是华南区域气象业务服务的重要技术支撑。
热带特色研究独树一帜
加强热带区域数值预报技术研究并注重系统集成是热带所的一大特色。多年来,围绕热带地区资料同化、动热力特性、模式框架、物理过程等特有问题取得了系列研究成果,成为国内数值预报领域的一支重要的科研力量。首次提出了我国热带多层原始方程模式、针对热带特点的客观分析方案、区域正规模初始化方案以及多种物理初值化方案、多种台风初始化方案等。其中最近提出的基于雷达“视风速”概念的雷达测风同化的方法被认定为“十五”国家重点科技攻关计划项目“中国气象数值预报技术创新研究”的重要创新成果之一。
季风和海-气相互作用研究是热带所的一个重要研究领域,科研人员提出的确定南海夏季风(SSM)爆发日期的方法,建立的南海夏季风强度指数被国内外学者多次引用。研究了太平洋海温异常分布对南海夏季风爆发早晚的影响机制;发现了南海地区夏季风活动在不同年代际阶段的年际变化及其影响系统的变化;提出了“70年代后期以来,由于对流层低层南半球向北越赤道气流加强,同时对流层高层南亚高压强度加强,北半球向南越赤道气流也有所加强,使季风环流圈加强,从而导致南海季风区对流的加强”等创新观点。提出了南海夏季风强弱影响中国降水的概念模型。创新性的定义了北太平洋的三个海洋环流指数。
热带所的大气物理与大气环境学科以科学试验推动理论研究,首次建立珠三角城市群大气成分观测基地,首次开展南海季风爆发前后陆-气相互作用野外观测试验和海岸带边界层及海雾科学试验,首次对珠江三角洲城市群大气气溶胶辐射特性以及珠江三角洲和香港地区气溶胶污染与能见度下降问题开展综合研究,创新性地提出了导致能见度下降的主要控制因子,制定珠三角灰霾行业标准,提出改善能见度的控制建议。
和谐团队是取胜法宝
热带所5个学科带头人带领各自团队在各自研究领域中成绩显著,得到中国气象局科研院所专家评估组的好评:“热带所年轻学术带头人是有基础的,有相当水平,在国内也是可比的。”
热带海洋气象科研团队主要负责研究东亚季风系统的演变规律、成因及其对我国天气气候的影响;研究热带灾害性天气系统的形成、发展、消亡过程和影响;研究海-陆-气相互作用过程及其对我国气象灾害的影响。
学科带头人王东晓研究员,中国科学院大气物理研究所大气科学与地球流体力学数值模拟国家重点实验室从事博士后研究。1999年5月入选中国科学院,现为博士生导师。主要研究海-气相互作用与海洋环流动力学,主持多项国家自然科学基金重点项目、973计划项目等,研究成果丰厚:如分析了热带印度洋存在的年际和年代际尺度的海洋变率;揭示了热带西太平洋年代际局地海-气动力反馈的重要性;创立了太平洋环流指数的概念。他首创的太平洋环流指数的研究成果作为国内唯一的身份选入美国地球物理学会的气候学专辑。发表的研究论文被中国科学引文数据库收录40多篇;SCI收录近20篇。
梁建茵研究员主要从事南海季风、华南旱涝、海-气相互作用等方面的研究,先后主持了国家自然科学基金重点项目:“南海夏季风年代际变异对全球变化的响应”,科技部社会公益研究课题:“南海夏季风活动的监测及服务研究”等。
热带气象预报学科团队主要负责数值预报应用技术开发,开展热带灾害性天气和南海海洋天气监测预报预警技术研究。
学科带头人万齐林研究员,主要从事热带数值天气预报及其相关科学研究工作,主持完成科技部社会公益研究专项“登陆的南海热带气旋灾害预警技术研究”,参加了“七五”至“十五”国家科技攻关项目等重大科研课题的研究,多项科研成果获奖。
闫敬华研究员多次承担国家科技攻关项目、国家“攀登B”项目、国家“863”项目、国家“973”项目、国家科技基础条件平台工作项目、省重点科技项目等。主持了广州区域气象中心先后三代业务数值天气预报系统的研建。
边界层探测与应用学科团队主要负责研究热带大气边界层探测技术和新型观测资料的应用技术;研究海洋及海岸带大气边界层海-陆-气相互作用及其对环境的影响;承担科研项目的特种观测工作和环境气象等科技开发项目。
学科带头人吴兑研究员长期从事大气物理化学、大气环境的研究,在国际上首次采用非热力平衡方案研究了雨滴在云下的下落蒸发问题,修正了教科书中有关雨滴蒸发的论述,曾主持国家自然科学基金项目“南岭山地浓雾的物理结构和能见度研究”,在国内最早开展大气气溶胶质量谱与水溶性成分谱的研究,在国内首次建立华南大气边界层和大气气溶胶综合观测基地。
培训研讨提升整体实力
2004年11月7-11日,热带所成功举办了热带天气气候国际学术研讨会。
2005年9月12-23日,为了加强我国热带天气气候的研究能力,提高对季风、海-气相互作用、大尺度动力分析技术水平,中国气象局广州热带海洋气象研究所与海洋环境科学和数值模拟国家海洋局重点实验室联合主办了“热带气候动力学培训班”。
2006年3月31日,广州热带所与中国气象局培训中心联合主办为期6天的“亚洲季风高级研修班”,10位国内外从事季风研究的专家围绕11个专题系统介绍了季风研究的前沿问题。
科研能力建设扎实稳健
大型机撑起科研业务
大气成分观测系统具有十多种种类齐全、国际通用的观测设备,大气边界层观测系统初具规模并两次开展大型外场试验,两部PC―Cluster、曙光3000并行计算机、大容量磁盘阵列柜满足科研数值试验的需要,计算速度达万亿次的IBM大型计算机支撑着科研业务稳步推进。今年,热带所计划投入700万元建设海岸带边界层移动观测系统和海洋观测基地。
独领风骚的科学试验
陆-气观测相互作用观测试验2004年5月在广州番禺首次开展了“热带季风区陆-气相互作用野外观测试验研究”。试验于2005年8月圆满结束,首次获取了长达15个月的华南地区陆气相互作用第一手基础资料,对初步认识华南地区地表-大气间能量输送特征的变化规律提供了丰富的资料集。海岸带边界层与海雾科学试验广州热带海洋气象研究所于2006年3-4月在珠海开展了“海岸带边界层与海雾科学试验”,该试验对改善现有模式的参数化方案提高现有天气预报模式预报精度,进一步认识和理解季风背景下海雾的形成机理具有重要意义。珠江三角洲城市群大气成分观测试验热带所已初步建成珠三角城市群大气成分综合观测基地,暨中国气象局广州番禺大气成分观测站,从2005年11月开始正式业务观测,形成了一个主站多个子站的观测体系。依托这些站点开展珠江三角洲城市群大气成分的变化规律以及预测预报方法研究。
创新十大亮点
笙提出了合理表达南海夏季风爆发日期和强度指数的方法,研究了太平洋海温异常对南海夏季风爆发及活动的年际变化、年代际变化特征的影响及影响机制。笙从海洋环流的观点研究太平洋热力状况变化的原因,定义了北太平洋热带环流、副热带环流和副极地环流三个海洋环流指数,发现这三个海洋环流指数与PDO、ENSO有密切关系。笙提出了基于CINRAD雷达测风信息、卫星测雨资料的同化方法,建立具备融合高时空密度卫星、雷达等非常规资料的热带中尺度逐时循环同化预报系统。笙建立基于GRAPES具有区域特色的季风区、华南区逐级细化的中尺度模式链预报系统,建立具有地方特色的服务产品应用开发系统,引进开发的中尺度模式系统(GZHM)产品在华南区域推广应用。笙开发了城市冠层模式,开展城市精细数值预报示范技术研究,将计算流体力学技术与中尺度数值模式相结合,提出了计算街区尺度气象要素分布的技术。笙研究热带气旋数值模式中台风初始场构建方法以及摩擦对热带气旋路径的影响,揭示南海热带气旋近海加强的机制及南海热带气旋螺旋结构的概念模型。笙研究南海台风过程中海-气耦合过程以及海浪对台风的影响,建立南海强风天气预警业务系统,开展海上强风和海浪数值预报,具有自主知识产权的南海台风路径业务模式预报质量稳定。笙基于观测资料分析和数值模拟研究影响华南暴雨的中尺度对流系统(MCSs),得出典型个例的三维流场结构,提出华南暴雨形成发展的物理概念模型。笙利用先进探测设备在华南开展季风爆发前后陆-气相互作用科学试验,海岸带边界层和海雾科学试验。笙初步建成广州番禺大气成分观测站,开展珠江三角洲大气灰霾研究,环境气象特种预报技术和高速公路雾的预报分别获国家级和省部级奖励。
“十一五”远景图
以创新为核心,以应用为目标——
打造一流的研究试验基地
围绕热带大气环流与天气系统异常变化对我国灾害性天气气候的影响这一核心问题开展应用基础研究、应用研究和技术开发工作,以季风与海-气相互作用研究、海洋气象研究、热带天气预报技术、热带大气环境研究为特色,以人才和科研能力建设为基础,以创新为核心,以业务应用为目标,使热带所发展成为具有一定国际影响的热带海洋气象专业研究基地和科学试验基地,特别是在热带季风与海-气相互作用研究方面以及热带大气环境研究和应用方面处于国内先进水平,在热带精细数值预报技术和海洋气象预报技术开发和应用方面成为区域最主要的科研业务骨干单位。
在热带季风与海-气相互作用研究方面处于国内先进水平,推进季风预报业务的发展;在热带精细数值预报技术和海洋气象预报技术开发和应用方面成为区域最主要的科研业务骨干力量,相关技术在广州区域气象中心内推广应用;热带大气环境监测和应用研究方面达到国内领先水平并形成业务能力。
在科研能力建设方面,建设中国气象局重点开放实验室——-热带季风开放实验室建设;建成热带气象科学探测试验基地,为科研人员开展各种科学试验提供良好的工作生活条件。
在科学建设方面,确立四个学科发展方向:季风与海-气相互作用研究;海洋气象预报技术研究;精细数值预报技术开发和应用研究;热带大气环境和大气边界层研究。确立三个研究型区域性业务:区域精细化数值预报;季风监测与预报;区域大气环境监测与预报。 (来源于2006年5月18日《中国气象报》)

