冰雪“哨兵”

“荊門地區(qū)500千伏葛軍線目前覆冰災害風險較大，請電力部門盡快采取措施！”寒冬時節(jié)，湖北省氣象局向電力部門發(fā)布了積冰災害風險預報，電力部門立即行動，有效降低了電力災害風險。

凍雨冰雪，會在高架線上迅速凝結成冰，產(chǎn)生“積冰現(xiàn)象”，嚴重時會導致倒塔斷線，嚴重影響電力傳輸。及時找出隱藏在氣象“大數(shù)據(jù)”背后的積冰災害成因，是中國氣象局武漢暴雨研究所研究員周悅與團隊的工作內容。多年的深入研究，周悅和團隊通過大模型練就了“火眼金睛”，讓桿塔級積冰風險的準確預報和差異化風險防控成為可能。

直面雪與冰的考驗

2007年，周悅考上南京信息工程大學大氣物理學與大氣環(huán)境專業(yè)，開始攻讀博士學位。次年，我國南方大部分地區(qū)因冰凍雨雪天氣，造成了巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。新聞中歸鄉(xiāng)的人因雪災而被迫滯留他鄉(xiāng)、無法與家人團聚的情景，在周悅的心中打下了深深的烙印。

要戰(zhàn)勝冰雪，首先要了解冰雪、走近冰雪。周悅在導師的帶領下，頻繁地跑外場、做試驗，為研究冰凍雨雪天氣收集寶貴的一手數(shù)據(jù)。

2010年1月，位于鄂西北的恩施還處于大雪封山中。為了觀測電線積冰的過程和特征，周悅與同門一行4人登上了海拔1780米的恩施石板嶺雷達站，將觀測用的積冰架布置在風雪冰天的山巔。

“當時設備比較簡陋，沒有自動測量設備，也沒有高清攝像頭，只能靠人來觀察測量?！敝軔偦貞?，為了在最短的時間內獲得最多、最全面的數(shù)據(jù)，他們兩人一組，24小時不間斷進行積冰特征觀測。

電線上的積冰有多厚、形狀如何，對電線造成了多少形變……要觀察和測量這些數(shù)據(jù)，周悅每小時要在氣溫接近零下6攝氏度的過冷霧和凍毛毛雨中待上至少20分鐘。他的頭發(fā)總是被凍得豎起，流出的鼻涕也凍成了冰塊。每次回到雷達站附近的屋里，周悅都會將身體盡可能貼近火爐，抓緊時間讓身體回暖，以迎接下一輪的觀測。

條件艱苦，收獲卻很大，周悅成功拿到了凍雨和過冷霧影響下電線積冰特征的觀測數(shù)據(jù)，為電線積冰致災的研究提供了強有力的實踐依據(jù)。這也讓周悅體會到，大氣物理的科研工作不僅僅有星辰大海的壯麗，更有風霜雪雨的艱辛。2010年7月，周悅在學校光榮加入中國共產(chǎn)黨。

足跡遍布湖北深山

每一項科研成果的取得，都需要長時間的積累，考驗著科研人員的耐力與堅持。博士畢業(yè)后，周悅進入湖北省氣象局，開展電力氣象災害評估和預報預警工作。

要實現(xiàn)對電力氣象災害的評估和預報預警，就要對不同氣候下的電線積冰現(xiàn)象進行長時間觀測，以獲得龐大而復雜的數(shù)據(jù)支撐。為此，周悅每年都要多次進行外場觀測，收集試驗數(shù)據(jù)。

2013年10月，周悅與同事們登上海拔3000米的神農(nóng)頂，開展多線徑導線積冰觀測。

20多斤一個的積冰架架體構件，不同粗細的線纜，再加上感應器、紅外線、高清攝像頭等精密儀器，周悅與同事們要靠人力將這些零件像搭積木一樣拼接起來?！胺e冰架往往要在零攝氏度以下工作，還要能耐得住冰凍雨雪天氣和大風的考驗，因此拼接的每個步驟都要認真細致，不能出一點差錯，這樣才能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定?！敝軔傉f。

山上沒有電力供應，觀測儀器運行必須連接太陽能板和蓄電池。為了防止蓄電池在低溫下“罷工”，要將其埋入深度超過1米的地下。神農(nóng)頂?shù)闹脖环浅Ｃ?，根系往往扎得很深。周悅和同事們只能用鋤頭一點點挖出1米深的土坑，再合力將100來斤的蓄電池搬進坑里，連接好線路檢測無誤后，再重新填土壓實。

10月份的神農(nóng)架，白天陽光明媚，晚上溫度則會驟降到零下4攝氏度。本來因體力勞動而滿頭大汗的周悅，漸漸被凜冽的寒風包裹。直到凌晨1點，神農(nóng)頂?shù)姆e冰架才搭建完畢……

這些年，為了拿到扎實的數(shù)據(jù)，周悅的足跡遍布湖北的深山。在荊門風電場，他抱著不同粗細的線纜走在山中斑駁的階梯上；在恩施石板嶺雷達站，他從早到晚扛著水泥，持續(xù)挖坑固定積冰架；在凌晨的神農(nóng)架，他駕車在伸手不見五指的濃霧中穿行，宛如穿越迷宮……深山中的暴風雪、迷霧中的心驚膽戰(zhàn)，每當面臨種種生理和心理上的極限挑戰(zhàn)，支撐周悅的只有一個信念：科研的意義遠遠大于困難本身，作為黨員，降低冰凍災害對社會的影響更是義不容辭的責任。

恩施、荊門、神農(nóng)架等地的觀測設備，在周悅和同事們起早貪黑地架設、調試、校準、維護中，記錄下珍貴的電線積冰觀測數(shù)據(jù)，為湖北冬季致災性降水的研究奠定了堅實的基礎。

“小問題”建出“大模型”

在科研過程中，周悅是一個喜歡跟“小問題”較勁的人，但正是這些“小問題”的解決，讓周悅與團隊研發(fā)的電線積冰模型評估和預報更嚴謹、更精準。

在大量觀測數(shù)據(jù)的支撐下，周悅研發(fā)的積冰模型進入試用階段，但他也發(fā)現(xiàn)許多桿塔積冰現(xiàn)象與模型評估和預報的結果并不相符。周悅當即決定與電力部門聯(lián)系進行實地勘探，以找出原因所在。在連續(xù)40多天的實地勘探和對大量個例的模擬和分析中，周悅發(fā)現(xiàn)，局地復雜地形會對積冰現(xiàn)象產(chǎn)生很大的影響。

“在同一個網(wǎng)格區(qū)域內，有海拔高低的差異，也有向陽面和背陰面的差異，這些都會導致氣溫、降水和風速等因素的不同，繼而影響塔桿電線積冰現(xiàn)象的不同?！卑l(fā)現(xiàn)這一原因后，周悅與團隊立即開展對微地形積冰影響的數(shù)據(jù)觀測和收集，并對現(xiàn)有模型進行補充完善。經(jīng)過近1年的努力，周悅將典型微地形特征與風險預報模型有機結合，實現(xiàn)了對桿塔級積冰風險的準確預報。

小到不同時刻氣溫和導線溫度的差異性關系，大到過冷霧和凍雨對積冰演變的多重作用，周悅在力爭通過外場觀測試驗得到科學解釋的同時，將這些成果應用在電線積冰災害風險評估預報業(yè)務模型中。其團隊自主研發(fā)的電線覆冰風險預報平臺，有效指導了湖北省冰凍雨雪天氣下輸電線路的運維安全。該項成果在湖北省電力科學研究院實現(xiàn)業(yè)務應用，并獲中國氣象服務協(xié)會科學技術獎二等獎、湖北省氣象科技進步獎一等獎。

“只有用起來的科研成果才更有生命力。”周悅堅信，只有將科研成果轉化為對社會、對群眾有益的實用性技術，才是對科研工作者辛勤付出的最好嘉獎，也才對得起胸前那枚閃亮的黨徽。