深化科技合作，推動(dòng)新時(shí)期淮河流域能量與水分循環(huán)試驗(yàn)研究
——記氣象科技創(chuàng)新高峰論壇暨第八屆淮河流域暴雨洪水學(xué)術(shù)研討會(huì)

■ 盛紹學(xué) 石磊 劉忠平

由中國(guó)氣象學(xué)會(huì)、國(guó)家氣候中心、安徽省氣象局、安徽省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦，淮河流域四省氣象學(xué)會(huì)、淮河流域氣象中心、安徽四創(chuàng)電子股份有限公司共同承辦，水利部淮河水利委員會(huì)、北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)氣象局武漢暴雨研究所、中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所共同協(xié)辦，以展示“淮河流域能量與水分循環(huán)試驗(yàn)和研究”試驗(yàn)以來(lái)水文氣象科技發(fā)展，推動(dòng)新時(shí)期淮河試驗(yàn)研究為主題的“氣象科技創(chuàng)新高峰論壇”暨“第八屆淮河流域暴雨洪水學(xué)術(shù)研討會(huì)”，于2020年8月25—27日在合肥召開。會(huì)議采用現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告結(jié)合視頻會(huì)議線上直播的方式舉辦，220位國(guó)內(nèi)外學(xué)者，以及高校、科研院所和全國(guó)氣象、水文行業(yè)的學(xué)者及業(yè)務(wù)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)參會(huì)，近1400人次線上參會(huì)，就會(huì)議主題科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了廣泛的技術(shù)交流與探討。

1 展示淮河流域水文氣象科技發(fā)展的成果

淮河是新中國(guó)第一條全面治理的大河?；春恿饔蚴軚|亞季風(fēng)影響顯著，是梅雨系統(tǒng)主要活動(dòng)區(qū)和降水變率最大地區(qū)之一，也是研究能量和水分循環(huán)的理想試驗(yàn)場(chǎng)和大氣科學(xué)研究的熱點(diǎn)區(qū)域。20世紀(jì)90年代，在世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）框架下制定了全球能量和水循環(huán)計(jì)劃（GEWEX）并在全球確定了包括亞洲季風(fēng)試驗(yàn)區(qū)（GAME）在內(nèi)的5個(gè)試驗(yàn)區(qū)，淮河流域試驗(yàn)是GAME計(jì)劃之下的科學(xué)試驗(yàn)區(qū)之一，1998—1999年開展了第一次“淮河流域能量與水分循環(huán)試驗(yàn)和研究”試驗(yàn)（簡(jiǎn)稱HUBEX）。HUBEX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，積累了大量試驗(yàn)觀測(cè)資料和數(shù)據(jù)集，為區(qū)域天氣氣候過(guò)程和機(jī)理、多圈層相互作用、梅雨鋒中尺度暴雨的成因及機(jī)理研究，流域重大、災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)研發(fā)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)支撐。

進(jìn)入21世紀(jì)，又陸續(xù)開展“淮河地區(qū)低層大氣通量與降水研究試驗(yàn)”（LAPS，中日合作，2003—2006年）、973南方暴雨野外科學(xué)試驗(yàn)（2004—2009年）、大氣輻射綜合觀測(cè)試驗(yàn)研究（ARM，中美合作，2008年）等科學(xué)試驗(yàn)。近10年，淮河流域大型科學(xué)試驗(yàn)逐步向人類活動(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。在推進(jìn)大型科學(xué)試驗(yàn)的同時(shí)，緊扣流域防災(zāi)減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，在流域氣象觀測(cè)預(yù)報(bào)服務(wù)層面著力推進(jìn)科技研發(fā)和能力建設(shè)，建成包括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)等的淮河流域綜合觀測(cè)網(wǎng)，建設(shè)壽縣國(guó)家氣候觀象臺(tái)，并成為氣象野外科學(xué)試驗(yàn)基地和綜合氣象觀測(cè)基地；依托無(wú)縫隙、高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)支撐體系，形成了智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品庫(kù)；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)，實(shí)現(xiàn)了水文氣象服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)的集成，不斷提升流域氣象業(yè)務(wù)服務(wù)的科技內(nèi)涵和實(shí)效。

本次會(huì)議收到研究論文234篇，充分展示了近20年來(lái)廣大科技工作者基于HUBEX等一系列科學(xué)試驗(yàn)取得的科技成果。這些會(huì)議論文的主題，主要包括在東亞季風(fēng)和梅雨鋒診斷研究、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、淮河流域梅雨鋒系統(tǒng)中的中尺度云雨結(jié)構(gòu)特征、淮河流域的能量平衡和水分循環(huán)過(guò)程、能量和水分循環(huán)對(duì)區(qū)域氣候模式影響、氣候模式與水文模型的耦合等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域以及在淮河流域大氣綜合觀測(cè)技術(shù)、中尺度短期暴雨預(yù)報(bào)技術(shù)、淮河流域暴雨洪水預(yù)報(bào)技術(shù)、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)估的流域水文氣象服務(wù)業(yè)務(wù)技術(shù)體系建設(shè)等方面。

2 擴(kuò)大“淮河流域暴雨洪水學(xué)術(shù)研討會(huì)”的影響

淮河流域暴雨洪水學(xué)術(shù)研討會(huì)每?jī)赡昱e辦一次，2019年淮河流域遭遇60年一遇的大旱，淮河幾乎斷流，2020年夏季淮河流域則發(fā)生流域性洪水，暴雨日數(shù)之多、累計(jì)雨量之大、降水強(qiáng)度之強(qiáng)，均為歷史第一位。處于氣候脆弱區(qū)的淮河流域，梅雨或相關(guān)能量與水循環(huán)的變率是否在增加？氣象與水文災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是否發(fā)生了變化？需要我們更深入、更全面的研究和探索。

研討會(huì)上，丁一匯院士做了主題為“淮河流域能量和水分循環(huán)研究進(jìn)展”的特邀報(bào)告，對(duì)第一次淮河流域能量和水分循環(huán)研究試驗(yàn)的背景和需求、試驗(yàn)觀測(cè)和研究取得的主要成果進(jìn)行權(quán)威解讀。丁院士指出：“改變的淮河流域的能量與水循環(huán)嚴(yán)重影響2020年淮河發(fā)生的空前洪水災(zāi)害，這需要今后多部門多行業(yè)持續(xù)地加強(qiáng)聯(lián)合研究、防御和治理”，并提出迫切需要開展第二次淮河流域能量和水分循環(huán)研究試驗(yàn)的淮河試驗(yàn)，以及面臨的挑戰(zhàn)，包括氣候變暖對(duì)梅雨鋒與低渦降雨的觀測(cè)和影響、亞洲/東亞季風(fēng)的多尺度變化和觀測(cè)等。

張建云院士做《變化環(huán)境下洪水預(yù)報(bào)面臨的問(wèn)題和思考》報(bào)告，并指出：“HUBEX推動(dòng)和加強(qiáng)了水文氣象信息觀測(cè)，促進(jìn)了學(xué)科交叉和發(fā)展；環(huán)境變化及其影響給洪水預(yù)報(bào)帶來(lái)了新問(wèn)題和挑戰(zhàn)，需要?jiǎng)?chuàng)新和發(fā)展?！蓖瑫r(shí)針對(duì)第二次淮河試驗(yàn)，張建云院士提出在觀測(cè)要素上應(yīng)從水量和能量平衡進(jìn)一步拓展到溫室氣體排放、下墊面和陸面生態(tài)過(guò)程影響等方面，在范圍上應(yīng)從流域進(jìn)一步延伸到城鄉(xiāng)一體化的觀測(cè)，在過(guò)程上應(yīng)從大氣過(guò)程進(jìn)一步深入到陸面、水文、生態(tài)過(guò)程的不同層面等三方面建議。

會(huì)議還特邀中科院合肥物質(zhì)研究院院長(zhǎng)劉建國(guó)研究員做“大氣環(huán)境立體探測(cè)技術(shù)進(jìn)展”、中國(guó)氣象局許小峰研究員做“氣象小衛(wèi)星——天基觀測(cè)的拓展空間”特邀報(bào)告。來(lái)自南京大學(xué)等知名高校、科研院所及業(yè)務(wù)單位的13名知名專家做大會(huì)報(bào)告，從淮河流域大氣觀測(cè)、遙測(cè)、遙感技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用、區(qū)域資料同化系統(tǒng)及四維同化資料數(shù)據(jù)集研制、淮河流域的能量平衡和水分循環(huán)過(guò)程分析、淮河流域梅雨鋒系統(tǒng)中的中尺度云雨結(jié)構(gòu)特征、區(qū)域氣候模式與水文模型的耦合、東亞季風(fēng)和梅雨鋒診斷研究、能量和水分循環(huán)分析對(duì)氣候模式的改進(jìn)、淮河暴雨洪水預(yù)報(bào)技術(shù)發(fā)展等方面，對(duì)HUBEX淮河試驗(yàn)完成二十周年以來(lái)的研究成果進(jìn)行全面總結(jié)。

3 推動(dòng)淮河流域氣象業(yè)務(wù)服務(wù)不斷發(fā)展

本次研討會(huì)收到的論文和技術(shù)報(bào)告近四分之三是關(guān)于綜合氣象監(jiān)測(cè)技術(shù)、綜合觀測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)、組網(wǎng)雷達(dá)數(shù)據(jù)快速共享關(guān)鍵技術(shù)，災(zāi)害性天氣的自動(dòng)識(shí)別方法，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)，基于新一代天氣雷達(dá)的短臨預(yù)報(bào)技術(shù)，基于致災(zāi)過(guò)程的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，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)警技術(shù)等；同時(shí)，在水資源與水旱災(zāi)害分析評(píng)估、氣候資源開發(fā)利用、流域氣候和生態(tài)系統(tǒng)綜合監(jiān)測(cè)評(píng)估技術(shù)等方面也有眾多成果。特別是淮河流域氣象中心，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，在全國(guó)率先建立包括流域水文氣象監(jiān)測(cè)、精細(xì)化面雨量預(yù)報(bào)、暴雨洪澇氣象預(yù)警服務(wù)、暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)等內(nèi)容較為完善的流域氣象服務(wù)技術(shù)體系，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。尤其綜合應(yīng)用這些成果建成的王家壩氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警中心，已于2020年6月投入使用，在應(yīng)對(duì)今年流域歷史罕見的洪澇災(zāi)害發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

2020年8月18日，習(xí)近平總書記視察被視為淮河防汛“風(fēng)向標(biāo)”的王家壩時(shí)指出“中華民族同自然災(zāi)害斗了幾千年，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，我們還要繼續(xù)斗下去。這個(gè)斗，要尊重自然，順應(yīng)自然規(guī)律，與自然和諧相處。全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家，我們要提高抗御災(zāi)害能力，在抗御自然災(zāi)害方面要達(dá)到現(xiàn)代化水平?！绷饔蚍姥淳葹?zāi)和抗御自然災(zāi)害工作的底氣和力量來(lái)源于精細(xì)準(zhǔn)確的水文氣象科技能力和綜合業(yè)務(wù)水平。面向淮河流域防災(zāi)減災(zāi)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶的需求，迫切需要深化氣象科技合作，激發(fā)科技創(chuàng)新活力，推動(dòng)新時(shí)期淮河試驗(yàn)研究的開展，加強(qiáng)流域氣候和生態(tài)系統(tǒng)綜合監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，不斷提升流域氣象服務(wù)供給的科技支撐能力。