2014年01月17日 星期五
科技创新再创西北干旱气象灾害预警减灾新辉煌
——记中国气象局兰州干旱气象研究所获2013年度国家科学技术进步奖二等奖

    由中国气象局兰州干旱气象研究所主持完成的“中国西北干旱气象灾害监测预警及减灾技术”项目,荣获2013年度国家科学技术进步奖二等奖。这在我国省级气象部门少见,同时也是国内干旱气象灾害研究领域首次获得的国家科学技术进步奖。该荣誉奠定了中国气象局兰州干旱气象研究所在国内干旱气象研究领域的地位,也彰显了干旱气象研究领域的国际影响力和科研实力,极大地提升了科研竞争力。

    需求牵引是科技创新的切入点

    干旱是所有自然灾害中影响因素最为复杂、监测和预警预测最为困难的自然灾害之一。造成干旱的根本原因是降水缺乏,而降水不足与气候和地理条件、生态系统类型以及社会与经济活动等因素相关,却又涉及气象、农业、水文、生态和社会经济等多个领域。我国西北地区位于北半球中纬度地带,地处欧亚大陆腹地,属于不受亚洲夏季风影响区或亚洲夏季风边缘影响区,海洋上空水汽达到的很少,是最容易发生干旱灾害的区域,还是全球生态环境脆弱区和气候变化敏感区,每年干旱造成的经济损失高达GDP的4%—6%左右,远远高于其他地区。因此,中国西北地区干旱灾害的形成机理,干旱灾害的准确监测、预测预警以及有效应对等,是目前国际气象科学和技术研究的难题。

    中国气象局兰州干旱气象研究所立足国际科学的前沿,20多年来始终围绕西北干旱气象灾害形成机理、监测预警方法、对农业生产的影响特征及干旱防灾减灾技术等研究方向,理清研究思路,科学设计技术路线。通过几代西北气象科技人的艰苦努力,先后组织实施了国家“九五”重中之重科技项目、国家科技攻关计划项目、科技部科研院所社会公益研究项目、国家自然科学基金项目等18项重大科研项目,如:西北地区干旱预测系统研究、西北干旱成因及其应用研究、甘肃干旱生态环境对全球气候变暖响应及减灾技术研究、祁连山空中云水资源开发利用研究、西北区域干旱监测预警评估业务系统、中国干旱气象灾害监测预警方法研究、西北农作物对气候变化的响应及其评价方法、干旱半干旱地区气候资源开发利用研究、LG-1型大型称重式蒸渗计的改进及推广应用等项目。

    构筑平台是科技创新的源动力

    中国气象局兰州干旱气象研究所是立足甘肃,面向国内、国际开展干旱气候变化与减灾研究为重点的跨部门、跨行业和跨区域的开放合作平台,还是国家级博士后科研工作站、研究生联合培养示范基地和干旱气象灾害硕士点。这里虽处在经济落后的西北地区,缺乏跨学科综合人才和高层次专业人才,也没有引进专业人才的区域优势,却有勤劳和智慧的品格。

    勤奋和合作精神是他们最大的资源和优势。通过项目的实施,培养出国家级、省部级优秀人才12人,晋升高级职称303人,培养研究生248名。组建了干旱监测预警预测研究、干旱气候变化及其影响研究和干旱气象灾害研究三支科研创新群体,逐步形成了一支有影响力的国家级干旱气象科研团队。

    通过该项目的研究,对西北干旱形成机理及重大干旱事件发生、发展的规律取得了新认识,尤其是发现了形成西北干旱环流模态的四种主要物理途径;研制出了西北干旱预测的新指标、干旱监测的新指数及监测农田蒸散的新设备,提高了干旱监测准确性和针对性;提出了山地云物理气象学新理论,开发了水源涵养型国家重点生态功能区—祁连山的空中云水资源开发利用技术;发现了干旱半干旱区陆面水分输送和循环的新规律,揭示了绿洲自我维持的物理机制;认识了干旱气候变化对农业生态系统影响的新特征,建立了旱作农业对干旱灾害的响应关系;开发了旱区覆膜保墒、集雨补灌、垄沟栽培、适宜播期等应对气候变化的减灾技术,为西北实施种植制度、农业布局及结构调整和农业气候资源高效利用提供了科学方案,等六项开创性成果。

    目前,研究取得软件著作权2项,核心期刊发表论文1238篇,他引7422次;出版《中国西北干旱气候动力学引论》、《干旱气象学》等专著及研究生、本科生教材20部。主办或参与国际会议多次,充分展示科研成果,在国际上产生重要影响。

    应用转化是科技创新的再创新

    该研究成果及应用在科技进步、防灾减灾、经济发展、生态文明建设中发挥了重要作用,显著提升了气象干旱及其衍生灾害的监测、预警水平和服务效益,使西北重大气象干旱事件预测准确率提高10%左右,准确预测了1997年、1999年、2000年、2007年和2010年西北东部严重干旱,为各级政府及有关部门提供了及时有效的气象服务。

    开发的人工增雨抗旱决策指挥系统,每年科学指挥人工增雨作业面积达24万km2,覆盖甘、宁和蒙部分地区,根据模型计算每年增加降水15亿m3左右,直接经济效益15亿元左右;在祁连山区对空中云水资源的开发利用,2010—2012年降水量比历年同期偏多25%—52%,使石羊河下游流量由以前不足0.8亿m3,在2010、2011和2012年分别达到2.62亿m3、2.79亿m3和2.9亿m3,提前8年完成了国务院重点生态治理工程约束性指标。干涸51年的民勤青土湖,自2010年首次出现季节性水面后,连续三年不干涸,全流域生态环境得到有效改善。

    大型称重式蒸渗计和人工增雨抗旱决策指挥系统分别推广应用到蒙、陕等7省(区)及新、滇等4省(区)为干旱监测以及抗旱减灾提供了重要技术手段。旱作农业减灾技术在西北旱区推广应用,在减少干旱灾害损失、增加水资源利用、提高粮食产量等方面间接经济效益约180亿元,为保障区域粮食安全发挥了重要作用,也促进了民众干旱防灾减灾认识水平的提高。 (倾继祖)  

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