海洋氣象綜合保障工程建設的現(xiàn)狀分析*

李元壽 李峰 王勝杰 陸楠 伍洋 曹玉靜 翟薇 王東林 牛官俊 馬金玉 譚娟

(中國氣象局資產(chǎn)管理事務中心/中國氣象局工程咨詢中心，北京 100081)

海洋氣象綜合保障工程建設的現(xiàn)狀分析*

李元壽 李峰 王勝杰 陸楠 伍洋 曹玉靜 翟薇 王東林 牛官俊 馬金玉 譚娟

(中國氣象局資產(chǎn)管理事務中心/中國氣象局工程咨詢中心，北京 100081)

本文深入客觀分析了我國目前海洋氣象綜合保障建設的現(xiàn)狀和存在的問題，現(xiàn)行的海洋氣象綜合保障情況，已經(jīng)嚴重影響了海洋氣象保障業(yè)務正常穩(wěn)定持續(xù)運行，已與我國“建設海洋強國”的發(fā)展戰(zhàn)略目標不相適應。為順利實現(xiàn)國家“加強防災減災體系建設，提高氣象、地震、地質(zhì)等災害防御能力”，提升海洋氣象綜合保障經(jīng)濟社會發(fā)展的能力，有效發(fā)揮氣象防災減災第一道防線的重要作用，為更好的實現(xiàn)《海洋氣象發(fā)展規(guī)劃(2016～2025年)》等系列規(guī)劃中既定目標，為進一步提出相應的建設需求和分析建設的必要性提供依據(jù)，并迫切需要加強海洋氣象服務，完善海洋防災減災體系、增強海上突發(fā)事件應急處置能力，以及增強海洋氣象服務能力提出具體任務要求，推進中國氣象現(xiàn)代化事業(yè)實現(xiàn)更大發(fā)展至關(guān)重要。

海洋氣象;綜合保障;工程建設;現(xiàn)狀分析

1 背景分析

中國是海陸兼?zhèn)涞膰遥Ｑ笫菄量臻g的重要組成部分，是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略空間。中國有32000 km大陸海岸線(含島嶼岸線)和3000000 km2管轄海域，涉海12個省(區(qū)、市)的面積占全國陸地面積的13.6%，集中了我國40%以上的人口、70%以上的大城市和60%以上的社會總財富。中國作為世界第二大經(jīng)濟體，離不開各種資源的支撐。如今，每年近50%的石油、85%以上的國際貿(mào)易依賴于海上運輸通道。海上捕撈、運輸、護航、巡航、資源開發(fā)、養(yǎng)殖和搶險救援等生產(chǎn)活動的安全保障，在很大程度上依賴于氣象條件。我國海洋氣象災害頻繁，種類多，熱帶氣旋、強冷空氣活動等導致的臺風、大風、暴雨、強對流、雷電、風暴潮、大霧、海冰等海洋氣象災害頻發(fā)，海上、海島和沿海城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村常常受到上述災害及海嘯、海浪、赤潮、綠潮、海平面上升、海水入侵、土壤鹽漬化和咸潮入侵等海洋氣象災害的襲擊和破壞，給國家和人民的生命財產(chǎn)安全帶來嚴重威脅，造成巨大的經(jīng)濟損失。僅2016年最強臺風“莫蘭蒂”登陸我國，就導致110余人死亡失蹤，300多萬人受災，直接經(jīng)濟損失超300億元。海上風高浪大，氣象條件復雜，準確的氣象預報預警和及時優(yōu)質(zhì)的服務顯得尤為重要。

氣象部門有責任和義務開展我國管轄海域的氣象保障服務，提升海洋氣象監(jiān)測預報預警的水平。為應對海洋氣象災害，我國自上世紀六十年代起，經(jīng)過幾十年的建設，初步建立了基于岸基觀測、預報、服務、信息網(wǎng)絡等組成的海洋氣象業(yè)務體系，但海洋氣象整體業(yè)務能力尤其是海上氣象觀測、遠洋服務等與國內(nèi)陸地以及世界海洋氣象業(yè)務領(lǐng)先水平相比，尚存在較大差距，遠不能滿足保障我國海洋經(jīng)濟發(fā)展日益增長的需求。為順利實現(xiàn)黨的十八大提出的“建設海洋強國”的發(fā)展戰(zhàn)略目標，為更好的實現(xiàn)海洋氣象發(fā)展重點工程項目建設目標，有必要對我國目前海洋氣象綜合保障建設的現(xiàn)狀和存在的問題做出深入客觀的分析，為進一步提出建設需求和分析建設的必要性奠定良好基礎(chǔ)。

2 現(xiàn)狀分析

2.1 以岸基為主的海洋氣象綜合觀測系統(tǒng) 初步形成

目前，我國已初步建成了包括海岸、海島、塔臺(海上石油鉆井平臺)自動氣象觀測站，海上錨錠浮標觀測站、志愿觀測船等自動站加密觀測，以及以沿岸海域為主的海洋觀測、高空觀測、氣象雷達和氣象衛(wèi)星遙感觀測等構(gòu)成的海洋氣象觀測系統(tǒng)。中國Argo計劃自2002年初組織實施以來，已經(jīng)在太平洋、印度洋等海域投放了374個Argo剖面浮標，截至2016年12月底有138個浮標仍在海上正常工作。截至2016年12月底，氣象部門已經(jīng)建設并納入業(yè)務運行373個海島自動氣象站、175個沿海自動氣象站、40個錨錠浮標自動氣象站、52個船載自動氣象站、46個塔臺自動氣象站、20個海上石油平臺自動氣象站，初步建立了以沿岸海域為主的近海海域預報責任區(qū)海洋氣象觀測網(wǎng)，自動氣象站平均業(yè)務可用性達到70%。我國氣象衛(wèi)星已建設形成極軌、靜止兩大系列、較為完備的觀測體系，能夠?qū)崟r生產(chǎn)海風、海霧、海溫、海上降水等多種海洋監(jiān)測產(chǎn)品，初步形成了覆蓋我國近、遠海的衛(wèi)星遙感探測能力。

2.2 海洋氣象預報預警業(yè)務逐步發(fā)展，但 海洋氣象預報核心技術(shù)水平不高

我國已初步建立起國家、區(qū)域(天津、上海和廣州)、省、地四級，集監(jiān)測、分析、預報、預警、服務為一體的較完整的海洋氣象預報預警業(yè)務體系。預報范圍涵蓋了我國18個近海海域預報責任區(qū)和全球海上遇險安全系統(tǒng)(GMDSS)公海責任區(qū)的XI海區(qū)(印度洋海域)，制作和發(fā)布西北太平洋和南海臺風120 h路徑和強度預報、中國近海72 h的海洋天氣預報和海上大風預警及海霧預報、世界氣象組織責任海區(qū)海事天氣公報、XI責任海區(qū)25 km分辨率和近海及沿岸5～10 km的72 h風、浪、天氣現(xiàn)象和能見度等海洋氣象要素精細化預報產(chǎn)品。

初步構(gòu)建了海洋氣象專業(yè)數(shù)值預報模式體系框架，形成了0～15 d“無縫隙”海洋氣象預報預警的全方位技術(shù)支撐保障。已建成了全球和區(qū)域海面風場及臺風數(shù)值預報模式體系、中國近海海霧和黃渤海海霧數(shù)值預報模式、全球海浪和西北太平洋區(qū)域海浪模式、黃渤海精細化風浪數(shù)值預報模式、黃海和東海風暴潮數(shù)值模式，為實時業(yè)務提供了一定支撐。目前，初步建立了基于MICAPS或CIMISS的國家級和省級海洋氣象實時監(jiān)測預報業(yè)務平臺，如國家級MICAPS臺風版和MICAPS海洋版、廣東省氣象局的精細化海洋氣象預報業(yè)務系統(tǒng)(SAFE-GUARD)、上海氣象局的責任海區(qū)海洋氣象精細化預報預警制作系統(tǒng)等，實現(xiàn)了海洋氣象精細化產(chǎn)品的加工制作分發(fā)功能。建立了臺風定位精度為15～20 km，臺風24 h路徑預報誤差小于70 km，海上大風預報準確率達80%，臺風定位定強業(yè)務系統(tǒng)及預報預警等技術(shù)，該技術(shù)接近世界先進水平。

2.3 海洋氣象公共服務業(yè)務體系初步建立， 但能力和手段還需提升

自上世紀六十年代起建成了石島、舟山、茂名、三沙等四個國家級海洋氣象信息發(fā)布站，組成我國海洋氣象廣播網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上沿海各省結(jié)合實際，利用海洋氣象信息發(fā)布站、海事電臺等發(fā)布海洋氣象信息，部分地區(qū)依托我國北斗導航系統(tǒng)試驗性開展了北斗終端預警信息發(fā)布，截至2016年底，涉海12個省(區(qū)、市)有6萬多漁船安裝了各個型號的北斗衛(wèi)星信息接收終端，極大提高信息接收的覆蓋面。通過實時播報中國海域的短期天氣預報和警報，為近海海域海上作業(yè)船只和灘涂養(yǎng)殖用戶提供實時海洋氣象信息。同時，面向港口及跨洋航運、海上油氣開發(fā)、海洋資源開發(fā)、海上風能開發(fā)、近海漁業(yè)養(yǎng)殖和海上捕撈、近海海洋旅游、國防安全等需求，初步提供了專業(yè)海洋氣象信息服務。

基本形成了海洋氣象專業(yè)服務的業(yè)務能力。中國氣象局基于MICAPS業(yè)務平臺和數(shù)值預報產(chǎn)品，多次為中國海上搜救中心提供相關(guān)海域天氣和海況預報，為海上搜救或軍事演習提供了保障；參與2014年“雪龍?zhí)枴蹦蠘O浮冰脫困和馬航MH-370失聯(lián)搜救活動氣象保障服務。近年來氣象部門逐步開展了釣魚島及周邊海域、西沙永興島、中沙黃巖島和南沙永暑礁等重點島礁、海域的氣象基本建設和天氣預報服務，既是維護國家主權(quán)之舉，也為中國海監(jiān)對我國管轄海域的維權(quán)巡航提供保障服務。初步開展海上氣象災害風險區(qū)劃和評估工作，探索建立海洋氣候資源開發(fā)利用服務。

2.4 海洋氣象信息傳輸網(wǎng)絡基礎(chǔ)基本具備， 但需補充完善相關(guān)能力

目前，已建立了覆蓋國家、區(qū)域、省、地四級間的全國氣象廣域網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)國與省之間、以及省與省之間的互聯(lián)互通，國家級接入帶寬400 Mbps。建成覆蓋亞太地區(qū)的中國氣象局氣象數(shù)據(jù)衛(wèi)星廣播系統(tǒng)CMACast，廣播速率達到70 Mbps。國家和省級局域網(wǎng)實現(xiàn)萬兆/千兆骨干、千兆/百兆桌面接入，交換能力及系統(tǒng)可靠性得到提高；與國防、環(huán)保、水利、地震、海洋、林業(yè)、航空等部門建立了專門通信線路，實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨部門共享應用。全國綜合氣象資料共享系統(tǒng)(CIMIISS)已基本完成建設任務，覆蓋全國、囊括從數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)服務所有關(guān)鍵業(yè)務環(huán)節(jié)的氣象信息共享業(yè)務系統(tǒng)，為氣象部門及相關(guān)行業(yè)用戶提供包括新一代天氣雷達資料在內(nèi)的、涵蓋各種氣象探測數(shù)據(jù)和信息產(chǎn)品的更高質(zhì)量共享服務。

國家級高性能計算能力超過1 PFlops，區(qū)域中心高性能計算能力同步增長，高性能計算應用技術(shù)支持不斷加強。全國建成支持1080 P高清分辨率的國家級省級天氣預報電視會商及電視會議系統(tǒng)，且作為日常業(yè)務運行多年，遠程會商系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋至所有地市級和大部分縣級，在預報服務中得到廣泛應用。氣象信息化標準體系(2015版)基本完成，提出了氣象信息化標準體系框架，明確了編制、修訂標準的條目和內(nèi)容。規(guī)范化的全國氣象信息安全防護工作已開始起步，安全意識和安全防護措施都逐步增強。

2.5 初步形成了近海和部分大洋的海洋觀測保障基礎(chǔ)，海洋氣象綜合保障能力亟需完善提升

經(jīng)過多年發(fā)展，針對陸地氣象儀器裝備為主的國家、省、市三級管理、三級保障體制和運行監(jiān)控、維護維修、計量檢定、供應儲備等氣象裝備保障業(yè)務體系初步形成，可對安裝在沿海、海島、石油平臺、船舶等基礎(chǔ)上的天氣雷達、風廓線雷達、自動氣象站、GNSS/MET、閃電定位儀等設備進行基本的實時運行監(jiān)控、計量檢定和維修維護等技術(shù)保障工作。初步在3個海區(qū)配備有海上保障機構(gòu)及海上調(diào)查和觀測保障船隊，形成了對我國近海和部分大洋的海洋關(guān)鍵天氣和氣候要素的初步觀測和保障能力。我國海洋氣象裝備試驗基地的建設剛剛起步，目前僅擁有中國氣象局大氣探測綜合試驗基地、廣東博賀觀象臺試驗場地和海南三沙海洋氣象觀測試驗場，部分觀測設備缺乏測試標準器，需要進一步建設完善。

我國氣象裝備測試維修平臺已基本滿足大氣氣象要素觀測系統(tǒng)的運維保障需求，但缺乏針對海洋氣象觀測設備的專業(yè)測試和維修工具(或工裝)。計量業(yè)務全面，擁有相關(guān)量值的行業(yè)最高標準。目前，已形成覆蓋溫度、濕度、氣壓、空氣流速等氣象基本量值的業(yè)務能力，保持有相關(guān)量值的6項行業(yè)最高標準。海洋氣象裝備質(zhì)量檢測初具規(guī)模，陸續(xù)建成一系列檢測實驗室。中國氣象局上海物資管理處已有高空氣象設備檢測平臺、能見度儀檢測實驗室、土壤水分檢測實驗室等氣象設備檢測實驗室，以及籌建中的國家計量分站、大氣成分分析實驗室，已初步具備海洋氣象裝備質(zhì)量檢測能力，并同時具備國家級試驗室建設所需的場地、房屋和其他配套條件，需補充海洋大氣和水下要素觀測設備的檢測環(huán)境。

3 存在問題

3.1 近海和遠海氣象資料獲取能力有限

全球共有317套錨錠浮標觀測站、1522套漂流浮標站、49套海嘯觀測站以及103套固定平臺觀測站參與觀測數(shù)據(jù)的共享，為各國提供觀測數(shù)據(jù)。為氣候、大洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展及全球變化監(jiān)測等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其中美國20世紀80年代就建立了全國永久性的海洋立體觀測系統(tǒng)，其中有175個海洋觀測站，80個大型浮標等。根據(jù)觀測平臺的不同，可分為船舶自動氣象觀測站、海上浮標觀測站、岸基/海島/平臺自動氣象站以及衛(wèi)星觀測等。截至到2016年12月，全球一共投放了12878個浮標，其中，活躍浮標為11355個。截至到2016年12月，美國共建設錨錠浮標觀測站189套，海岸帶自動氣象站觀測系統(tǒng)57套，漂流浮標站946套構(gòu)成的全美海洋氣象觀測系統(tǒng)。相比較中國海洋表面的氣象觀測站點嚴重不足，存在大量觀測空白區(qū)。在我國73個預報責任海區(qū)中，大部分海域?qū)儆谟^測空白區(qū)，觀測站點數(shù)量不足，錨系浮標觀測站點稀疏，船舶站資料稀少，海島氣象站、氣象觀測塔、石油平臺等觀測資料缺乏必要的質(zhì)量控制，影響了數(shù)據(jù)的可靠性。

由于受到海洋高溫、高濕、高鹽、高腐蝕的影響，海洋氣象觀測站及觀測設備壽命普遍低于陸地觀測站，亟需對已建海洋氣象觀測站進行升級改造。部分站點服役時間超過10年，已腐蝕老化，且觀測要素僅有1個或者2個，測量精度和觀測要素種類遠不能滿足預報和服務需求。為確保儀器正常運行，保證觀測資料準確、真實、可靠，亟需對已建的部分自動氣象站進行更新?lián)Q代。

美國飛機運行中心(Aircraft Operations Center)擁有Lockheed WP-3D Orion等數(shù)架有人和無人專用氣象觀測飛機，用于颶風等災害性天氣的探測工作。發(fā)達國家海洋氣象觀測網(wǎng)具有較高的密集度和較多的新式觀測儀器支撐，在布設觀測設備及引進新式觀測設備時，以解決科學問題和服務需求為目的，充分發(fā)揮觀測系統(tǒng)在實況監(jiān)測、預報預警檢驗、現(xiàn)場服務以及改善模式性能等方面的綜合應用價值。相比我國對海上經(jīng)濟活動影響最為顯著的大氣邊界層(500 m以下)的多層次精細化觀測等幾乎空白。下投探空等新型觀測手段尚未應用到海洋氣象觀測業(yè)務中，數(shù)值預報和服務領(lǐng)域急需的各類氣象要素觀測在時空、密度方面都亟待補充。尚未建立針對海洋氣象觀測的配套業(yè)務平臺，對海洋氣象觀測業(yè)務的開展具有較為明顯的影響，尚未建立能夠滿足當前信息化要求的，針對海洋氣象觀測的配套業(yè)務平臺。

現(xiàn)有氣象衛(wèi)星缺乏對海洋氣象的針對性觀測，缺乏實況觀測信息和有效驗證手段。不能適應遠海和遠洋保障服務需要。遠海氣象資料獲取能力亟待增強，新的觀測手段如飛機觀測、地波雷達、風廓線雷達等基于遙感的觀測手段等尚未應用到海洋氣象觀測業(yè)務中。影響我國天氣氣候的遠海重要敏感區(qū)的海洋氣象觀測幾乎空白，現(xiàn)有信息獲取主要依賴國外。面向服務領(lǐng)域需求的針對性觀測，如針對海霧、大風等導致的海上交通事故高發(fā)的敏感氣象要素的觀測在時空密度方面都亟待補充提高。

3.2 海洋氣象預報預警核心技術(shù)水平不高

從2013年5月開始，美國國家氣象局開始試驗發(fā)布其責任海域5～10 km分辨率、6 h時間間隔、6 d內(nèi)近海及公海海域大風(含陣風)、海浪等格點化預報產(chǎn)品，為海洋用戶提供更為精細化的預報產(chǎn)品。美國颶風中心(NHC)的颶風路徑預報誤差呈減弱的趨勢，2015年大西洋颶風路徑24 h預報誤差41n mi(76 km)，較1990年的102 n mi(188 km)減少了近6成。NHC認為預報質(zhì)量提高更為明顯的原因，應歸功于數(shù)值預報模式分辨率的提高、物理過程的改進，特別是海洋上遙感資料的應用和同化技術(shù)的提高。中國在臺風、海上大風、海霧、強對流等災害性天氣的專業(yè)化分析和預報的水平不高，海霧、海上強對流等海上災害性天氣的預警業(yè)務系統(tǒng)尚未建立。對重大災害性、關(guān)鍵性、轉(zhuǎn)折性的海洋氣象災害預警能力相對較弱。海上災害性天氣發(fā)生發(fā)展的機理認知不足。以數(shù)值預報釋用技術(shù)為基礎(chǔ)的海洋氣象要素客觀預報系統(tǒng)急待建立和完善。缺少集約化的海洋氣象監(jiān)測預報預警業(yè)務平臺。國家級和省級海洋氣象災害性天氣聯(lián)防以及預報會商機制還沒有真正建立，業(yè)務預報預警產(chǎn)品的不一致問題還較為突出。

海洋氣候監(jiān)測預測業(yè)務尚處于起步發(fā)展階段，海洋氣候預測產(chǎn)品形式單一，范圍有限，且預報水平也明顯不足。目前對海洋狀況的模擬能力距實況還有較大偏差，模式分辨率僅有100 km，較國外先進水平明顯偏低。海洋氣象專業(yè)數(shù)值預報模式支撐基礎(chǔ)薄弱。由于缺乏有效融合各類觀測資料的分析工具和技術(shù)，現(xiàn)有海上觀測資料作用未能得到充分發(fā)揮，缺乏實時快速融合地面自動站、船舶、浮標、石油平臺自動觀測站、無人探空、沿海雷達、衛(wèi)星反演產(chǎn)品等資料的高質(zhì)量的多源資料融合分析系統(tǒng)，現(xiàn)有衛(wèi)星反演識別產(chǎn)品的質(zhì)量也亟待提高。此外，高時空分辨率的海洋氣象再分析資料集尚屬空白。

美國在數(shù)值預報方面，多年來一直致力于熱帶氣旋預報模式的開發(fā)，除全球數(shù)值模式外，GFDL、HWRF、NAM、HARW等熱帶氣旋區(qū)域數(shù)值預報模式都在業(yè)務應用中不斷升級更新。在日常業(yè)務檢驗中，參加評估的數(shù)值模式及方法就有20多個。在美國的颶風預報業(yè)務中，重要的技術(shù)支持基于單模式的集合預報系統(tǒng)GEFS、北美集合預報系統(tǒng)和歐洲中心集合預報系統(tǒng)。目前用于臺風路徑和大風預報的集合預報產(chǎn)品主要以形勢診斷分析產(chǎn)品、集成預報產(chǎn)品(如GUNA，TVCN，F(xiàn)SSE，ICON)、基于模式偏差訂正的模式集成預報產(chǎn)品(如FSSE，TVCC)為主。我國海洋氣象專業(yè)數(shù)值預報整體水平、資料同化等核心技術(shù)和精細化程度仍然不高，與發(fā)達國家差距明顯。海霧和沿岸及近海強對流天氣監(jiān)測預報水平，尚不具備發(fā)布海霧和沿岸及近海強對流預警能力，近海區(qū)域氣象預報時效和精細化程度不夠，尚未開展全球海洋氣象預報，海洋氣候監(jiān)測預報產(chǎn)品單一，難以滿足我國海洋經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略實施的需要，也難以有效履行世界氣象組織賦予我國的大洋預報預警職責。數(shù)值預報產(chǎn)品應用不足。對海洋氣象數(shù)值預報產(chǎn)品還僅僅停留在定性分析的基礎(chǔ)上，沒有充分發(fā)揮數(shù)值預報本身所包含的大量信息，對數(shù)值預報產(chǎn)品解釋應用力量薄弱，尚沒有開展定量化的數(shù)值預報產(chǎn)品解釋應用和客觀預報方法的研發(fā)，對集合預報模式產(chǎn)品的應用也剛剛起步。全球化業(yè)務拓展不夠，中國海洋災害性天氣和海洋氣象要素的監(jiān)測預報預警業(yè)務，尚沒有開展針對遠海和全球以及遠海重要敏感區(qū)的海洋氣象監(jiān)測預報服務業(yè)務，隨著我國海洋強國戰(zhàn)略的實施，特別是“21世紀海上絲綢之路”國家戰(zhàn)略和遠洋軍事活動的實施和開展，對遠海甚至全球海洋氣象保障服務的需求日益增長。

3.3 海洋氣象服務能力和手段不足

日本針對氣象災害以及其它各種自然災害，建立了一整套完善的防災、減災法律體系，建立了完善的網(wǎng)絡系統(tǒng)，實時反映監(jiān)測地點傳輸?shù)臑暮?shù)據(jù)信息、受災地區(qū)和災害發(fā)生程度等。政府和媒體默契配合，使信息能夠得到及時、有效的傳播。平時也注重開展多種形式的防災知識宣傳和教育，通過印制種類繁多的防災手冊、知識卡片、公益講座、組織演練等方式向民眾宣傳普及防止災害知識。我國面向近海、遠海和遠洋的氣象信息發(fā)布手段缺乏，氣象服務覆蓋范圍有限。海洋服務產(chǎn)品時效性短而且覆蓋范圍小，缺乏用戶需求的全球化的海洋氣象服務產(chǎn)品。服務手段單一，公共服務產(chǎn)品的送達還停留在利用海岸電臺、手機短信等單一途徑，海洋氣象服務尚未完全覆蓋我國責任海區(qū)；隨著全球化遠洋和導航業(yè)務的發(fā)展，沒有設計多語種的海洋廣播海洋服務產(chǎn)品。針對涉海重要經(jīng)濟行業(yè)的專業(yè)化海洋氣象服務能力薄弱，服務產(chǎn)品少、針對性不強，遠洋導航氣象服務甚至被國外壟斷。海洋經(jīng)濟專項服務精細化不足，領(lǐng)域有限，缺乏針對港口及跨洋航運、海上石油開發(fā)、近海漁業(yè)養(yǎng)殖和海上捕撈、海洋旅游等經(jīng)濟領(lǐng)域的針對性服務。我國海洋預報服務產(chǎn)品的時空精細化不足，國家和部分省市的預報產(chǎn)品空間分辨率為15 km，時間分辨率為12 h，遠遠不能滿足服務用戶對預報產(chǎn)品精細化的需求。

美國的自然災害應急管理分為減災措施-災前準備-應急響應-災后重建4個環(huán)節(jié)，其中相關(guān)氣象保障措施包括：建設災害監(jiān)測預警系統(tǒng)，建立災害服務信息迅速傳播的平臺和工作機制；在全國廣泛開展災害應急知識培訓、災害應急演示、防災科普教育等等。目前，我國應對海上突發(fā)事件服務能力不足，海洋氣象災害風險區(qū)劃評估尚未開展、風險管理應急聯(lián)動機制尚不完善對于海上大風(臺風、寒潮和強對流)、濃霧等氣象災害風險區(qū)劃和評估尚屬空白，遠不能滿足近海經(jīng)濟發(fā)展、21世紀海上絲綢之路開拓和海上國土資源保護的需求。海洋氣象災害風險管理缺失，針對以防御和如何減輕海洋災害性天氣影響等方面的全國海洋氣象風險區(qū)劃評估、重大氣象災害調(diào)查與災害管理幾乎為空白(除了臺風)，尚未建立海洋氣象災害風險管理體系。美國建立了一系列氣象災害防御法律、法規(guī)，以及一套完備高效的自然災害應急管理體系。海洋氣候資源開發(fā)利用科技支撐不足。我國對多源衛(wèi)星資料的融合應用，尤其是我國風云(FY)系列衛(wèi)星資料在近海風資源評估中的應用潛力缺乏認識；另外，評估中沒有認識到資源長期變化特性對風資源品質(zhì)的影響。因此已有的研究成果對風電開發(fā)工程的實際需求支撐不夠。

3.4 海洋氣象信息網(wǎng)絡發(fā)展有待增強

我國氣象系統(tǒng)支撐海洋氣象通信網(wǎng)絡的配套基礎(chǔ)設施建設仍然無法滿足業(yè)務發(fā)展的需求。由于海洋觀測數(shù)據(jù)資料量大、時效要求高、覆蓋范圍大，海上氣象信息收集難度大、安全要求高，許多觀測系統(tǒng)位于常規(guī)通信難以到達的無人地區(qū)，且海上應急通信網(wǎng)絡基礎(chǔ)較為薄弱，相應的海上已有的無人站應急通信配套建設尚不能滿足業(yè)務發(fā)展需求?，F(xiàn)有通信網(wǎng)絡無法滿足其收集和傳輸需求，基于GPRS/CDMA或者衛(wèi)星通信方式實現(xiàn)海島站、石油平臺站和浮標等觀測資料匯聚傳輸?shù)母黝愂〖壷行恼拒浖⒋?，這使得軟件維護、監(jiān)控的難度和成本變得較高。

目前，美國的N-AWIPS系統(tǒng)操作方便、調(diào)閱資料快捷準確、綜合圖設置豐富，配色合理統(tǒng)一；該平臺觀測資料、數(shù)值預報產(chǎn)品顯示便捷直觀，對集合數(shù)值預報產(chǎn)品支持功能強；交互工具非常齊全、使用方便；平臺中集成了格點差值、Blend等日常業(yè)務用技術(shù)方法，確保平臺對業(yè)務的全面支持；業(yè)務平臺與歷史數(shù)據(jù)庫調(diào)用方便。我國CIMISS雖實現(xiàn)了數(shù)據(jù)環(huán)境平臺的統(tǒng)一，管理的數(shù)據(jù)尚不完整，缺乏對新增的海洋氣象觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，影響了數(shù)據(jù)傳輸時效。氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務接口(MUSIC)基于CIMISS，缺少針對海洋氣象應用領(lǐng)域的專業(yè)計算服務接口。缺少統(tǒng)一的海洋氣象地理信息服務系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)，選擇的GIS平臺多種多樣，包括ArcGIS、超圖、中地等；發(fā)布的GIS服務也沒有統(tǒng)一的標準。已有監(jiān)視系統(tǒng)缺乏對海洋氣象業(yè)務的一體化監(jiān)視功能。已建設的風云系列各衛(wèi)星平臺及地面應用系統(tǒng)監(jiān)視、高性能計算監(jiān)視、國際通信監(jiān)視等監(jiān)視系統(tǒng)，對海洋業(yè)務硬件環(huán)境、應用系統(tǒng)和業(yè)務運行的監(jiān)視較為分散、國省監(jiān)視各異，無法實現(xiàn)全局性監(jiān)視，難以滿足海洋氣象信息化業(yè)務對監(jiān)控系統(tǒng)的需要。我國集約化資源平臺支撐能力接近飽和，難以滿足海洋工程業(yè)務系統(tǒng)對基礎(chǔ)設施資源的需求增長。互聯(lián)網(wǎng)信息安全防護能力較為薄弱。僅通過防火墻進行了簡單的DMZ安全域劃分，不具備入侵檢測、漏洞掃描、安全審計和流量管理等防護能力，且防火墻設備使用年限已久，需要更新?lián)Q代。

3.5 海洋氣象裝備保障能力幾近空白

海洋氣象觀測設備試驗基地不完善，制約我國海洋觀測新技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務應用。目前我國尚未建成專門針對海洋設備觀測試驗基地，特別是在南海區(qū)域的試驗基地尚屬空白，極大制約了海洋觀測新技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務應用?，F(xiàn)存氣象保障手段不能有效滿足和覆蓋沿海氣象觀測區(qū)。我國海洋氣象設備易受海洋高鹽、高濕、高溫、高輻射等環(huán)境因素影響，導致氣象觀測設備壽命短、故障率高，目前的保障業(yè)務僅是將陸地的氣象綜合保障手段復制到海洋氣象觀測系統(tǒng)，已遠遠不能滿足海洋氣象設備保障要求。海島自動站、浮標自動站等海上觀測設備遠離陸地，進行檢測維修時，沿海省級氣象部門缺乏自有海上交通工具，提高設備保障效率和降低成本，亟需開展多部門聯(lián)合保障或完全社會化保障等形式。

目前國家氣象計量站業(yè)務運行的風洞最高風速只能達到30 m/s，但已有觀測記錄的臺風最大風速約為100 m/s，現(xiàn)用計量標準和檢定設備大多需人工操作、目測讀數(shù)，檢測結(jié)果附加誤差較大。涉及海洋氣象觀測業(yè)務領(lǐng)域的相關(guān)文件較少。缺乏專業(yè)、完備的海洋氣象設備質(zhì)量檢測實驗室。缺乏對海洋觀測使用的海水PH值和電導計的設備檢測能力，以及對海洋氣象觀測儀器惡劣工作環(huán)境進行模擬的耐鹽霧腐蝕能力檢測等項目。海上氣象的應急保障幾近空白，引入無人飛機進行應急觀測缺乏對應保障措施。保障部門不具備對海島和洋面布設觀測設備的應急保障能力。目前各類海洋氣象裝備以氣象部門保障為主，保障手段和模式單一，缺乏社會化維修保障專業(yè)服務，人員、經(jīng)費、海上交通工具等不足，制約現(xiàn)存維修保障業(yè)務的開展，且缺乏海洋強對流天氣下的應急保障能力。

4 建 議

黨的十八大報告首次提出“建設海洋強國”的發(fā)展戰(zhàn)略，并提出“海洋是國家戰(zhàn)略資源的重要基地。要加強防災減災體系建設，提高氣象、地震、地質(zhì)等災害防御能力”，“同國際社會一道積極應對全球氣候變化”。同時明確了“提高海洋資源開發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟，保護海洋生態(tài)環(huán)境，堅決維護國家海洋權(quán)益等任務”。在《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》中提到“拓展藍色經(jīng)濟空間”，“堅持陸海統(tǒng)籌，發(fā)展海洋經(jīng)濟，科學開發(fā)海洋資源，保護海洋生態(tài)環(huán)境，維護海洋權(quán)益，建設海洋強國”的發(fā)展戰(zhàn)略。加強海洋氣象綜合保障經(jīng)濟社會發(fā)展的能力，有效發(fā)揮氣象防災減災第一道防線的重要作用，對于實施海洋強國戰(zhàn)略、擴大對外開放、推進生態(tài)文明建設、促進經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展，對于實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興中國夢具有十分重要的意義。

因此，目前的海洋氣象保障服務現(xiàn)狀和客觀存在的問題，已經(jīng)嚴重影響了業(yè)務正常穩(wěn)定持續(xù)運行，與我國建設海洋強國的戰(zhàn)略發(fā)展已不相適應。迫切需要加強海洋氣象服務，完善海洋防災減災體系、增強海上突發(fā)事件應急處置能力，以及增強海洋氣象服務能力提出了具體要求。

建議(1)，要加大海洋氣象綜合保障能力建設，逐步建成適應需求、布局合理、結(jié)構(gòu)完善、規(guī)模適當、功能先進、集約高效、保障有力的海洋氣象現(xiàn)代化體系?；窘⑴c氣象現(xiàn)代化體系相適應的新型海洋氣象綜合保障事業(yè)結(jié)構(gòu)，培育發(fā)展氣象信息服務業(yè)，構(gòu)成以信息化為支撐的氣象業(yè)務新布局。實現(xiàn)近海公共服務全覆蓋、遠海監(jiān)測預警全天候、遠洋氣象保障能力顯著提升，近海預報責任區(qū)服務能力基本接近內(nèi)陸水平、遠海責任區(qū)預報預警能力達到全球海上遇險安全系統(tǒng)要求、遠洋氣象專項服務取得突破、科學認知水平顯著提升，基本滿足海洋氣象災害防御、海洋經(jīng)濟發(fā)展、海洋權(quán)益維護、應對氣候變化和海洋生態(tài)環(huán)境保護對氣象保障服務的需求。(2)，要建成多手段、高時效海洋氣象信息發(fā)布系統(tǒng)，提升海洋氣象裝備保障能力，建立海洋氣象共建共享協(xié)作機制等。其中在浙江、福建和海南選址建設無人飛機保障平臺，購置高性能無人飛機并配備下投探空系統(tǒng)。全面建成小康社會的氣象保障能力顯著提升，氣象綜合實力、氣象創(chuàng)新活力和氣象工作貢獻力明顯增強。氣象整體實力接近同期世界先進水平，全國基本實現(xiàn)海洋氣象現(xiàn)代化。氣象事業(yè)發(fā)展初步適應國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的新需求。

鳴謝：感謝中國氣象局錢傳海、馬舒慶、孫兆濱等專家的幫助。

[1] 《中國共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會報告》(2012年11月8日)

[2] 《國務院關(guān)于加快氣象事業(yè)發(fā)展的若干意見》(國發(fā)〔2006〕3號)

[3] 《國務院關(guān)于印發(fā)全國海洋主體功能區(qū)規(guī)劃的通知》(國發(fā)〔2015〕42號)

[4] 《推動共建絲綢之路經(jīng)濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》

[5] 《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》

[6] 《中國海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》

[7] 《統(tǒng)籌經(jīng)濟建設和國防建設“十三五”規(guī)劃》

[8] 《全國海洋觀測網(wǎng)規(guī)劃(2013—2020)》

[9] 《全國氣象現(xiàn)代化發(fā)展綱要(2015—2030年)》

[10] 《全國氣象發(fā)展“十三五”規(guī)劃》(氣發(fā)〔2016〕62號)

[11] 《海洋氣象發(fā)展規(guī)劃(2016—2025年)》

[12] 《綜合氣象觀測系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》

[13] 《現(xiàn)代天氣氣候業(yè)務發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》

[14] 《公共氣象服務發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》

[15] 《2015年中國海洋經(jīng)濟統(tǒng)計公報》

[16] 劉增宏,吳曉芬,許建平,等.中國Argo海洋觀測十五年.地球科學進展,2016,31(5):445-460

[17] http://www.argo.org.cn/

[18] http://www.jcommops.org/dbcp

2017-01-06

國家自然科學基金41371093