热带所在三大重点领域劈浪前行
30.12.2014 13:30
本文来源: 气象局
作为天气预报重要的支撑部门，中国气象局广州热带海洋气象研究所（以下简称“热带所”）一直瞄准科技前沿，专注数值预报、大气成分、海洋气象这三大重点研究领域，不断创新。
数值预报研究：更快更准更精细
2014年，广东在应对超强台风“威马逊”过程中，取得了“零死亡”的战果。“准确预报、反复预警、提前预防”成为广东抗击“威马逊”的不二法门。广东区域数值预报重点实验室的区域数值预报模式对“威马逊”的预报效果显著，对于路径、强度、登陆时间的预报达到了国际先进水平。
该实验室主任冯业荣介绍，今年以来，南海台风预报模式已经由原来36千米的水平分辨率升级到9千米。
钢铁非一日炼成。上世纪90年代，数值预报进入快速发展时期，各国你追我赶，发展神速。但遗憾的是，当时我国数值预报明显落后于国外，为了提高数值预报的水平，1998年，热带所引进了德国模式。该模式虽然缓解了部分业务压力，但不能进行台风预报，设计也不够灵活，要进行技术改进和模块更新都相当困难，预报初值也要依靠德国传输过来，常常因为网络问题，不能稳定保障业务预报。热带所率先意识到发展中国自己模式的紧迫性。新世纪伊始，热带所积极加入我国新一代数值预报模式（GRAPES）的研发工作。2012年12月，由中国气象局和广东省政府合作共建的广东区域数值预报重点实验室正式启动。
热带区域数值预报模式是热带所主要研究方向之一，但在早期也面临着诸多瓶颈：虽然科研人员对原有TL模式（热带所自主发展的区域模式）进行几次改进，但是提高有限；借助GRAPES模式框架，难度很大，问题很多。为了早日攻克难关，研究人员深入学习模式技术，同时借鉴国外先进的区域模式，进行多方比较，不断改进模式技术方案。得益于多年的坚持，区域数值预报模式取得了丰硕的研究成果，业务预报水平逐年提高。特别是近几年进步尤为显著，2011年热带区域业务模式正式获得国家业务准入，2013年台风24、48小时路径预报误差分别为73千米和130千米，在国内名列前茅，分别达到国际上70千米-80千米和120千米-150千米的先进水平，对台风预报预警工作起到了重要的支撑作用。目前，热带所每天两次发布五天热带天气预报和台风预报，提供五天大范围形势预报、热带天气预报、降水预报、台风路径、强度预报等。
在科研过程中，热带所建立了资料筛选和质量控制系统，保证了同化系统资料的质量。在雷达风场资料同化方面，热带所创新性地提出了利用“多普勒雷达径向风速和回波时空变化所包含的风场信息”作为两项独立的观测量共同加入三维变分同化系统，完成了多普勒雷达的风场探测信息直接变分同化方法的研发。针对模式地形和实际地形的差别，以及误差传播规律，更有效地同化出地面观测资料。热带所开发了卫星云导风和雷达资料等同化业务模块，根据热带地区的特点，开发了台风重定位和BOGUS同化技术，并且修改了同化系统的平衡方程，使之更适合低纬度地区。
大气成分研究：观云测天惠民生
从今年10月开始，广州、深圳、佛山三市环保部门与气象部门联合发布每日空气质量预报，让市民提前做好应对。
早在2003年，为了应对重污染天气问题，热带所在国内较早地开始珠三角大气成分观测，开展了环境气象领域的相关研究，并于2008年逐步建成了珠三角城市群大气成分观测站网。其中，广州番禺大气成分观测站被列入中国气象局的30个基本大气成分观测站之一。
2008年后，珠三角城市群大气成分观测站网逐步投入业务运行，推动了区域大气成分观测站的规划与建设，观测要素从气溶胶、反应性气体逐步拓展到对能见度、温室气体的观测，站网建设呈现出蓬勃发展的势头。在2010年“亚运”与2011年“大运”等环境气象服务的需求推动下，热带所建立完善了“珠三角大气成分观测站网数据平台”，并成功研发了“广州区域大气成分集成预报系统”。
最近十年，以新型城市群复合污染问题为科研突破口，在近30个国家级与省部级课题的支持下，热带所大气成分研究团队为区域大气污染联防联治提供了全方位的技术支撑。目前，全省所有市县已开展能见度、雾、灰霾的自动观测，为灰霾的及时预警预报发挥了重要作用。此外，依托现代化的气象观测站网以及先进的数值预报技术，珠三角地区实现了3千米分辨率的未来72小时灰霾、大气成分的数值预报，大华南区域实现了9千米分辨率未来96小时的数值预报。
海洋气象研究：深情守护美丽南海
南海海域自然灾害种类多、发生频率高，生态环境脆弱。而同时，南海资源十分丰富，南海海洋经济开发是华南各省区地方经济发展的重要组成部分。
2001年年底，根据中国气象局的规划，热带所重新进行了战略定位，围绕热带气象、海洋气象相关学科领域的国家目标开展科技研发工作。海洋气象成为该所的重要研究领域，建设一个海洋气象科学试验基地成为气象科学家为国家贡献智慧和力量的重要平台。
大量实地调研随即拉开序幕。2004年，热带所最终选定在茂名市博贺港附近建设海洋气象观测基地。“博贺海洋气象科学试验基地主要是由三部分构成，一是在大陆上的海岸陆地观测基地，二是在近海的海上气象观测平台，三是在海岛上的通量观测塔。”热带所所长万齐林说。该试验基地处于莲头岭半岛的中部，莲头岭半岛从大陆海岸线向西南方向凸出，海岸线非常平直，无地形阻挡，非常有利于对各种海洋气象要素进行观测。
2006年以来，热带所不断完善博贺海洋气象科学试验基地的基础设施和观测设备建设，建设了近海边界层垂直观测系统、近海海气通量观测系统、海洋气象和海洋环境要素观测系统。经过海洋气象团队和茂名市气象局7年多不懈努力，试验基地已发展成为华南南海海洋气象综合观测系统的重要组成部分和示范窗口，同时也是气象系统内规模最大、观测项目最齐全的海洋、大气科学研究基地。
研究团队上下一心，集中拿下了国家973计划课题“台风登陆过程外场科学试验”，气象行业专项“华南海岸带灾害性天气背景下的海气交换特征与参数化研究”等国家级项目；开展了登陆热带气旋观测试验、登陆热带气旋边界层结构等方面的观测与研究工作，对改善台风模式边界层参数化方案、海雾预报技术等都有很大的科学价值。目前，海气耦合模式预报产品、海雾预报产品都已准业务化运行，为海洋气象预报提供了科技支撑。
（该文为气象科技创新体系建设系列报道之六，来源：《中国气象报》2014年12月30日三版)
本文来源: 气象局
30.12.2014 13:30