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黄河流域气象服务保障路径

2021-04-02王胜杰赵国强王晓煜范学峰

中国水利 2021年23期
关键词:黄河流域气象流域

王胜杰,赵国强,王晓煜,范学峰,

(1.中国气象局气象发展与规划院,100081,北京;2.河南省气象局,450003,郑州)

黄河流域生态保护和高质量发展与天气气候条件密切相关,一直以来黄河流域各级气象部门始终将服务保障黄河安澜、经济社会和谐发展、科学应对气候变化、生态环境保护等作为工作的重中之重抓紧抓实,探索提出做好黄河流域生态保护和高质量发展气象服务保障工作的实现路径。

一、黄河流域气象服务保障现状

1.流域气象监测站网初步建成

沿黄9省(自治区)气象部门建成新一代天气雷达65部、风廓线雷达24部、高空气象观测站47个、国家级地面气象观测站3 359个、省级气象观测站1.6万个、卫星遥感校验站5个,气象监测精密度逐步提升。

2.流域气象预报水平稳步提升

发展了有效覆盖上下游、干支流、左右岸的智能网格气象预报。建立了短时强降水、雷雨大风、冰雹等灾害性天气分类预警和精细化落区预报业务。短时、短期预报精细到乡镇,中期预报精细到县域。气候监测预测业务快速发展。流域面雨量、洪水预报有效开展,流域影响预报预测业务深入推进。

3.流域气象防灾减灾能力显著提升

建成传统媒体和新媒体融合发布体系,实现气象灾害预警信号“全网发布”,预警信息覆盖率达95%。气象防灾灾害防御法律法规和避险常识得到广泛宣传和普及。

4.流域气象服务进一步精细

初步建立了宽领域、广覆盖、智慧化的气象服务体系,气象服务精细度逐步提升,为黄河水资源调度和分配、防汛抗旱提供了科学决策依据。服务领域进一步拓展,上游宁夏枸杞、中游陕西苹果等特色农业气象服务,下游山东海洋气象服务和上游河套灌区、中游汾渭平原、下游黄淮海平原粮食生产气象服务,以及中下游综合立体交通枢纽经济气象服务体系等逐步完善。

5.流域生态气象服务能力不断提升

流域生态气象业务体系逐步建立。黄河流域生态气象要素监测预报预测业务、生态质量气象监测及评价业务、生态系统气象影响预评估和风险预警、生态系统气候承载力监测评估业务逐步开展。气象服务上游水源涵养能力稳定提升,中游黄土高原蓄水保土能力显著增强,气象保障下游河口湿地面积逐年回升和生物多样性明显增加能力逐渐增强。

6.流域气象中心作用有效发挥

黄河流域气象中心(河南省气象局)充分发挥牵头作用,不断深化内外合作,形成“内联动、外融入”“小实体、大网络”运行机制。流域气象中心纳入治黄组织领导机构,全面参与黄河重大调度决策、工作检查、调研督导、应急演练,全面融入黄河治理日常工作。流域气象中心与黄委水文局、防办、水调局,以及流域8省(自治区)气象局形成的部门间联合会商、数据共享、联防服务、科研攻关、工作交流五大机制进一步完善,内外合作联防服务更加高效。

二、问题与短板

1.气象保障能力与流域战略发展需求不相适应

流域气象供给侧结构性矛盾较为突出,气象服务体系有待健全,服务产品相对单一。其中,上游表现为观测站点稀疏、卫星遥感应用能力不足,中游表现为山洪地质灾害、水土流失气象服务能力不强和汾渭平原大气污染防治服务能力不足,下游表现为大城市、城市群气象服务能力不强、赋能经济高质量发展能力不足。

2.保障黄河安澜第一道防线作用发挥不够

突出表现为暴雨预报精准度与水文预报需求不相适应,气候预测及气候变化在农业、水利、生态等领域的风险预警能力不足。基于影响的流域气象服务精细化程度和准确性有待进一步提高,缺乏基于防御设施、水利调度等行业影响的服务产品,城市防洪排涝预报业务技术水平不高。

3.流域气象科技创新能力亟待增强

突出表现为流域气象科技创新整体实力不强,流域区域数值预报模式发展相对滞后。高能级创新平台缺乏,尤其是河南、山东两地气象科技创新能力与贡献跟GDP占比不相称。

4.气象信息化程度有待提升

突出表现为流域气象部门与外部门联动融合发展缺乏有效机制,共商、共建、共享不够,云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联网等新一代信息技术在气象领域的融合应用不够。

5.流域气象发展不平衡不充分

流域9省(自治区)中,1个位于东部,2个位于中部,6个位于西部,气象业务服务缺乏一体化规划设计、统筹建设和管理,流域业务服务管理体制机制不完善,气象发展不平衡不充分矛盾较为突出。

三、水利上对气象服务保障的新需求

通过对水利部黄河水利委员会以及河南、山东、宁夏等地三级水利部门调研,梳理出水利上对流域气象服务保障的新需求。

1.破藩篱,完善信息共享机制

面对目前信息共享不全面不完善的问题,需要进一步完善流域水文、气象观测体系和信息共享方式,加大降水量、蒸发量、土壤墒情等水文气象监测要素、气象卫星数据产品、中短期降水和环流形势等预报预测成果的共享力度,建设水文、气象资料和预报产品交互共享业务平台。面向流域雨情、水情、汛情、旱情、灾情预报预测的需求,水旱灾害防御、水资源管理对气象信息的现代化应用需求,推动流域和地方层面常态化信息交流和定期通报,实现气象和水文信息高度融合。

2.夯基础,提升气象监测精度

流域气象观测站网密度不能满足水文预报需求,需要利用多源降水资料同化技术实现降水在时间和空间上的精细监测。获取实时雷达降水云图、雷达降雨图及其变化过程跟踪图,对可能的洪灾量级和过程进行分析预估,为防汛指挥调度部门提供信息支撑。需要开展及时的台风云系、流域级降雨过程遥感跟踪监测,获取相关卫星影像以开展解释分析工作。

3.重协作,强化水文气象业务融合

需要联合建立流域汛期旱涝趋势定期实时会商制度,对暴雨等重大灾害性天气过程和干旱、流域洪涝、山洪灾害等重大水旱灾害进行会商,共同做好天气气候形势和汛情、旱情、灾情的分析研判。需要上游宽河道的暴雨天气预报资料,做好下游窄河道水位流量预报,延长径流预报期。上游宁蒙河段淤积形成的新悬河对洪水风险应对保障提出了新需求,黄河中游小浪底至花园口区间1.8万km2无工程控制区对黄河下游防洪安全威胁大,需要加强中尺度数值降水预报模式和洪水预报模型的耦合研究,通过预报预测协作延长预见期。

4.抓核心,提升流域气象预报精准度

急需开展干支流精细化、格点化气象预报,提高黄河流域气象服务的针对性和专业性;需要提高流域整个降水过程的持续时间、过程降雨量逐日预报的准确率,为进一步延长易灾区预见期提供预报产品。凌汛期需要黄河重点区域长期气温预测和寒流过程预报产品,提升凌汛气温预报能力,为防凌工作提供技术支持。汛期河源、刘兰区间、河龙区间需要格点化精准降水预报,与水文资料结合开展降雨、径流一体模型研究,为黄河水库群联合调度和水资源高效利用提供可靠技术支撑。需要气象部门提供准确的土壤墒情短期预报,为区域精准调水提供决策服务。

5.强支撑,加强气候变化影响评估

需要结合黄河上、中、下游情况进行气候变化影响评估研究,为上游水源涵养、中游水土保持及下游防洪提供更有力的支撑。

四、有关对策建议

1.切实加强顶层设计

深入分析气象部门面对国家实施黄河流域生态保护和高质量发展战略的挑战和机遇,从服务国家战略角度谋划气象保障服务工作,围绕服务保障黄河流域生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好的要求,建立“泛黄河流域”服务理念,充分考虑黄河上、中、下游及受水区服务需求,科学制定黄河流域生态保护和高质量发展气象保障规划,制定好未来5~10年黄河流域气象服务保障工作的时间表和路线图。

2.扎实做好前期研究

围绕黄河流域生态保护和高质量发展的迫切需求,从气候变化对黄河流域生态环境的影响及适应对策、黄河长治久安防灾减灾气象保障体系、黄河流域空天地一体化生态气象监测评价体系、黄河流域空中云水资源开发利用能力、黄河流域粮食安全气象保障服务能力,以及助力保护、传承、弘扬黄河文化的气象服务能力和黄河流域业务服务体制机制等方面开展专题研究,为编制黄河流域生态保护和高质量发展气象保障规划奠定基础。

3.推动建立协同机制

建立黄河流域气象服务保障协同机制,强化部门协同、国省协同、省际协同。以实施黄河流域国家战略为契机,从顶层设计着手,打破部门藩篱,做到统一规划、统一标准、统一数据,有效深化气象与水利、河务、自然资源、生态环境、应急管理等部门的合作,实现决策沟通、平台联通、共享畅通、业务相通、科研融通,合力打造黄河流域气象服务保障共同体。

4.不断强化两个实体

一是做大做强黄河流域气象中心,建成创新型实体单位,扩充职责覆盖至黄河流域水旱灾害防御、生态环境保护、云水资源开发利用、乡村振兴、重大水利枢纽工程等气象保障服务领域,增强人才配备,凝练流域气象中心业务服务运行新机制。二是做专做优流域各省生态气象遥感中心,加强对黄河流域重点生态功能区气象保障服务,以及对流域生态环境承载力、生态系统动态变化、生态资源与生态气象灾害、环境气象的监测预报预警和评价决策咨询服务。

5.着力突破三项技术

一是发展覆盖黄河流域的高分辨率多尺度数值预报系统,实现天气、水文、环境模式的一体化高质量发展,模式水平分辨率达到1 km,提高中短期(1~7 d)降水预测精度,有效延长洪水、径流预见期等。二是完善黄河流域天气雷达组网,有效降低观测盲区,实现雷达协同组合观测及快速拼图,提升强对流天气监测预警能力,实现对低空和中小尺度灾害性天气的快速精细化探测。三是建立全流域一体化智能预报业务平台,联合9省(自治区)预报技术力量,深入研发模式释用和人工智能预报技术,形成高分辨率的黄河流域智能网格预报,实现全时空、全流域、全要素服务。

6.凝练提出四大工程

一是推动流域生态文明气象保障工程。重点提升流域生态气象监测预警能力、影响评估能力、人工干预能力、生态气候服务能力。二是推动流域气象安全保障工程。重点加强流域防洪安全、防凌安全、生产安全、能源安全气象保障能力。三是推动流域乡村振兴气象保障工程。重点提高流域高标准粮田建设、流域特色农牧业发展等气象服务保障能力。四是推动流域气象文化发展工程。重点增强气象服务中华文明传承、黄河流域文化保护、全域旅游等方面的能力。

7.深入谋划五大布局

一是聚焦流域干旱、暴雨洪涝、山洪地质灾害、大风、高温热害等,筑牢流域气象防灾减灾第一道防线。二是聚焦流域水源涵养区、荒漠化防治区、水土保持区、河湖水污染防治区、河口生态保护区生态环境治理保护,服务保障生态廊道保护修复;聚焦流域交通网、能源网、信息网等,服务保障流域经济走廊互联互通。三是聚焦流域气候变化及其影响,打造流域科学应对气候变化试验区;聚焦流域水资源短缺,打造气象助力流域水资源短缺纾困示范区;聚焦流域粮食生产、能源开发利用和大城市城市群发展等,打造气象赋能流域高质量发展实验区。四是聚焦流域气象大数据应用,建立黄河气象大数据应用中心;聚焦流域气象关键核心技术破解,建立黄河气象科技创新中心。五是聚焦提升流域一体化保障效能,探索大江大河流域气象事业发展新模式。整体上,形成黄河流域生态保护和高质量发展战略实施“一线、两廊、三区、两心、一模”的气象服务保障布局。

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