深化產(chǎn)學(xué)研用融合 推動氣象高質(zhì)量發(fā)展

◎ 中國工程院院士 丁一匯

氣候是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)條件，也是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要資源，氣象工作和各行各業(yè)密切相關(guān)。氣象科技的進(jìn)步得益于也是建立在各領(lǐng)域科技成果在氣象領(lǐng)域充分應(yīng)用的基礎(chǔ)上。在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命推動下，持續(xù)深化產(chǎn)學(xué)研用的深度融合來進(jìn)一步推動氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，是新時(shí)代氣象工作的重要任務(wù)。

一、產(chǎn)學(xué)研用推動了現(xiàn)代氣象科技的快速發(fā)展

在古代，人類生產(chǎn)生活高度依賴氣候條件，古人一直就在探索天氣氣候的演變規(guī)律，主要是通過肉眼觀測記錄天氣現(xiàn)象及日月星辰的變化，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，再與當(dāng)前觀測結(jié)合起來，做出天氣預(yù)報(bào)。這些探索和研究都是定性的、主觀的。

隨著科技進(jìn)步，早期氣象儀器的陸續(xù)出現(xiàn)，開啟了科學(xué)技術(shù)在氣象領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研用，奠定了現(xiàn)代氣象觀測基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對氣象要素的定量化觀測，在此基礎(chǔ)上催生了現(xiàn)代氣象學(xué)科的誕生。

1593年伽利略發(fā)明了空氣溫度計(jì)，1643年托里拆利發(fā)明氣壓計(jì)，隨后又陸續(xù)發(fā)明了雨量計(jì)、風(fēng)速器、濕度計(jì)。隨著這些氣象觀測儀器的應(yīng)用，出現(xiàn)了現(xiàn)代意義的綜合氣象觀測，使溫、壓、濕、風(fēng)等多種氣象要素實(shí)現(xiàn)了定時(shí)、定點(diǎn)、定量觀測。為人類真正認(rèn)識大氣演變規(guī)律提供了科學(xué)的基礎(chǔ)。在早期，由于沒有通訊手段，這種單點(diǎn)觀測是孤立與局地的，因而無法了解到其他大范圍地區(qū)的大氣狀況。這是早期氣象的一維觀測。

1844年塞繆爾·莫爾斯發(fā)明了電報(bào)機(jī)，具有了現(xiàn)代意義上的通訊手段。隨著通訊的發(fā)展，不同地區(qū)的地面氣象觀測信息可以快速交換和傳送，利用不同地點(diǎn)在同一時(shí)刻觀測的氣象信息就能夠繪制出氣象要素的平面分布圖來，據(jù)此，大氣狀況的水平分布圖就可以得到描述，實(shí)現(xiàn)了氣象的二維觀測，這誕生了一直沿用至今的天氣圖，由此科學(xué)家可以在二維平面上，分析天氣系統(tǒng)的演變。1854年，英國最早成立氣象部門，進(jìn)行系統(tǒng)的氣象資料收集和天氣繪圖，開始了現(xiàn)代意義的天氣預(yù)報(bào)。

進(jìn)入到20世紀(jì)后，隨著無線電探空、遙感技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用，不僅可以獲取地面的氣象信息，進(jìn)一步可以獲取高空的氣象信息，實(shí)現(xiàn)了氣象的三維立體觀測，科學(xué)家可以在三維空間上，分析天氣系統(tǒng)的高低空配置，研究天氣系統(tǒng)的演變機(jī)理，判斷天氣系統(tǒng)的演變。

隨著電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，科學(xué)家可以利用計(jì)算機(jī)對天氣系統(tǒng)的演變進(jìn)行定量計(jì)算和模擬，實(shí)現(xiàn)了對天氣預(yù)報(bào)的定性到定量制作，并進(jìn)一步拉開了數(shù)值預(yù)報(bào)的先河。之后氣象衛(wèi)星的出現(xiàn)，繼續(xù)推動氣象觀測的三維獲取能力，同時(shí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算和處理能力也與日劇增。數(shù)值預(yù)報(bào)隨著觀測能力的提高和計(jì)算條件的改進(jìn)，不斷提高天氣預(yù)報(bào)的定量化和客觀化水平與能力。世界氣象組織曾評價(jià)“數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是20世紀(jì)最偉大的科技發(fā)展之一”，頂級期刊《自然》則盛贊“數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展是一場靜靜的革命”。

在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和推動下，特別是對云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用，推動了氣象科學(xué)業(yè)務(wù)與理論和整個(gè)行業(yè)的相對超前發(fā)展。氣象預(yù)報(bào)能力的大幅度改進(jìn)、氣象與各行各業(yè)相結(jié)合，推動了氣象在各領(lǐng)域的應(yīng)用，極大地促進(jìn)了氣象服務(wù)能力的提升，在防災(zāi)減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。氣象及相關(guān)領(lǐng)域的深度融合，推動了近現(xiàn)代氣象科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和變革。

二、新時(shí)代氣象高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)學(xué)研用面臨的形勢

隨著全球氣候變暖的加劇，極端天氣氣候事件多發(fā)強(qiáng)發(fā)廣發(fā)并發(fā)，統(tǒng)籌發(fā)展和安全對防范氣象災(zāi)害重大風(fēng)險(xiǎn)的要求越來越高，以碳達(dá)峰碳中和愿景為目標(biāo)的、廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革對氣象支撐保障的要求越來越迫切，人民群眾美好生活的向往對氣象精細(xì)服務(wù)的需求越來越多樣。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，氣象及相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研用深入發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了新裝備新技術(shù)新方法在氣象業(yè)務(wù)服務(wù)上的應(yīng)用，進(jìn)一步推動我國氣象事業(yè)發(fā)展取得顯著成就。當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的深入發(fā)展，新一代信息技術(shù)加速突破應(yīng)用，推動著各行各業(yè)發(fā)生巨大變化，氣象領(lǐng)域迫切需要抓住機(jī)會，用新的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革為氣象高質(zhì)量發(fā)展注入創(chuàng)新源泉。

深化氣象觀測領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用，首先需要提升精密監(jiān)測能力。氣象科學(xué)的發(fā)展始于氣象觀測，觀測是氣象工作的基礎(chǔ)性工作。我國氣象觀測技術(shù)水平雖然取得了巨大的成就，但是氣象觀測的支撐能力、覆蓋能力和創(chuàng)新能力還面臨一些瓶頸。需打通氣象觀測領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用各環(huán)節(jié)，推動從氣象觀測設(shè)備裝備研發(fā)、資料處理到業(yè)務(wù)應(yīng)用，建立從部門和行業(yè)氣象觀測設(shè)施共建共享共用，建設(shè)綜合立體、協(xié)同高效的精密氣象監(jiān)測系統(tǒng)，提升氣象設(shè)施裝備的自主研發(fā)能力和智能化水平。

深化氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用，提升精準(zhǔn)預(yù)報(bào)能力。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等信息科技快速發(fā)展，推動新一輪信息技術(shù)發(fā)生了革命性變化，這為氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域從資料處理、到數(shù)值模擬、再到解釋應(yīng)用等環(huán)節(jié)，展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景。需圍繞氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域新技術(shù)新方法的產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，圍繞天氣氣候演變規(guī)律與機(jī)理分析、模式發(fā)展和氣象信息支撐，發(fā)展無縫隙、全覆蓋、智能化、數(shù)字化的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，有效提升氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率和提前量。

深化氣象服務(wù)領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用，提升精細(xì)服務(wù)能力。氣象是科技型、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性公益事業(yè)，這一戰(zhàn)略定位要求氣象必須為中國式現(xiàn)代化做好全方位服務(wù)保障。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展體量越來越大，各行各業(yè)對氣象服務(wù)的需求越來越大，特別是氣象高敏感行業(yè)對氣象服務(wù)的需求越來越多樣化、專業(yè)化和精細(xì)化。需圍繞氣象的行業(yè)應(yīng)用，聯(lián)合相關(guān)行業(yè)開展跨學(xué)科的產(chǎn)學(xué)研用，發(fā)展能夠基于用戶需求的智能研判、精準(zhǔn)推送的精細(xì)氣象服務(wù)，推動“氣象+”賦能經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。

深化氣候適應(yīng)領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用，提升適應(yīng)氣候變化服務(wù)能力。氣候變暖對人類當(dāng)代及未來生存與發(fā)展造成了嚴(yán)重威脅和挑戰(zhàn)，采取積極措施應(yīng)對氣候變化已成為全球共識：切實(shí)有效的適應(yīng)行動能夠降低氣候風(fēng)險(xiǎn)。氣候變化影響和風(fēng)險(xiǎn)具有顯著的區(qū)域性，不同區(qū)域不同行業(yè)需加強(qiáng)氣候適應(yīng)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研用，需提高氣候變化影響和風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識，完善適應(yīng)氣候變化治理體系，提升重點(diǎn)領(lǐng)域和區(qū)域適應(yīng)氣候變化能力。

深化碳達(dá)峰碳中和領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用，提升生態(tài)文明建設(shè)氣象保障能力。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革，在這場變革中，需圍繞資源和能源的轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)氣候資源合理開發(fā)利用能力建設(shè)，提高氣候資源開發(fā)和利用水平，立足碳達(dá)峰碳中和領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研用，完善氣候與氣候變化觀測體系，強(qiáng)化應(yīng)對氣候變化科技支撐。

三、加快新時(shí)代氣象領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用融合發(fā)展

黨中央、國務(wù)院高度重視氣象工作，在新中國氣象事業(yè)70周年之際，習(xí)近平總書記專門作出重要指示，指出氣象工作關(guān)系生命安全、生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好，并要求廣大氣象工作者發(fā)揚(yáng)優(yōu)良傳統(tǒng)，加快科技創(chuàng)新，做到監(jiān)測精密、預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)，推動氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，提高氣象服務(wù)保障能力，發(fā)揮氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線作用，努力為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢作出新的更大的貢獻(xiàn)。2022年4月，國務(wù)院印發(fā)《氣象高質(zhì)量發(fā)展綱要（2022—2035年）》，將國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，特別是相關(guān)重大戰(zhàn)略部署對氣象工作的要求落實(shí)到新階段氣象事業(yè)發(fā)展中，明確要求推進(jìn)開放合作，深化氣象領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用融合發(fā)展。深入學(xué)習(xí)貫徹黨的二十大精神，加快氣象科技創(chuàng)新，加強(qiáng)多學(xué)科多行業(yè)交叉融合，進(jìn)一步深化新時(shí)代氣象領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用融合發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)氣象事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要保障。為此：

一是要強(qiáng)化氣象領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用融合發(fā)展的組織引導(dǎo)。要立足氣象科技自立自強(qiáng)，圍繞氣象領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)，通過重大科技創(chuàng)新任務(wù)引領(lǐng)，組織引導(dǎo)氣象行業(yè)力量和相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)、高?？蒲性核葍?yōu)勢力量，形成跨學(xué)科的優(yōu)勢團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)天氣機(jī)理、氣候規(guī)律、氣候變化、氣象災(zāi)害和氣候系統(tǒng)多圈層相互作用等方面的聯(lián)合攻關(guān)，促進(jìn)氣象與相關(guān)學(xué)科的融合發(fā)展。

二是要搭建跨學(xué)科產(chǎn)學(xué)研用科技創(chuàng)新平臺，融合提升氣象科技創(chuàng)新水平。利用部門重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、野外科學(xué)試驗(yàn)基地、建立新型研發(fā)機(jī)構(gòu)、建設(shè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟等方式，為產(chǎn)學(xué)研用各環(huán)節(jié)主體搭建科技創(chuàng)新平臺。采取積極措施，激發(fā)各方活力，形成科學(xué)技術(shù)發(fā)展支撐業(yè)務(wù)發(fā)展的良性互動。

三是要推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域和區(qū)域的高水平產(chǎn)學(xué)研用融合示范。利用部委合作、省部合作、局校合作、局企合作等方式，強(qiáng)化需求牽引和供給適配，推動“氣象+”發(fā)展模式，在重點(diǎn)領(lǐng)域和區(qū)域，圍繞農(nóng)業(yè)、水資源、生態(tài)、海洋、能源、交通、保險(xiǎn)等重點(diǎn)領(lǐng)域，以及京津冀、粵港澳大灣區(qū)、長三角、長江經(jīng)濟(jì)帶、黃河流域等重點(diǎn)區(qū)域，通過多種合作方式，提高氣象產(chǎn)學(xué)研用水平和效益，形成產(chǎn)學(xué)研用示范效應(yīng)。

四是要?jiǎng)?chuàng)新國際合作機(jī)制，提升全球氣候治理能力和水平。通過承擔(dān)相關(guān)國際組織的部門牽頭作用，加強(qiáng)與相關(guān)部門的合作對接，加強(qiáng)與產(chǎn)學(xué)研用等相關(guān)環(huán)節(jié)專家和力量的統(tǒng)籌合作，形成合力提高相關(guān)領(lǐng)域的國際影響力，積極參與全球氣候治理，推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。