胸怀天地惠民生——记中国气象局兰州干旱气象研究所

特约通讯员 张 凯 本刊记者 胡 敬

风云激荡的人类历史，是将天气气候拢于指掌、造福万物的创造史，也是在气象灾害中砥砺求索的斗争史。地球气候的复杂多变，台风、暴雨、高温、海啸等极端现象的频繁发生，对人类生命和社会财富构成了巨大威胁，而人与干旱的对峙，更是触痛到了地球那根最敏锐的神经。据悉，当今世界，每年约有2000多万人因缺水而背井离乡。预计到2025年，水危机将蔓延到48个国家和地区，约有35亿人将为干旱所困。

那么，在气象变化日趋反常的今天，中国能否从水困中顺利突围？如何才能摸准干旱气候的“命门”开展防灾减灾工作？这一系列让国人焦灼的难题，将中国气象局兰州干旱气象研究所推向了时代攻坚的最前沿。

发轫：踌躇满志不等闲，愿乘长风破万浪

中国气象局兰州干旱气象研究所（以下简称“干旱所”）的前身，是成立于1974年的甘肃省气象科学研究所。作为中国气象局“一院八所”之一，2001年开始进行科研体制改革，实行理事会领导下的所长负责制，自此革故鼎新，建立起了“开放、流动、竞争、协作”的新型管理模式和运行机制。2004年，通过了国家科技部首批改革试点单位的改革目标验收。2008年以来，更是通过不断深化改革，逐步提升了对我国干旱监测预警业务技术和国家抗旱减灾提供科学决策服务的科技支撑能力。

多年薪火相传，研究所的工作目标始终清晰地镌刻在科研路上——作为面向基本气象系统和社会服务的国家级公益类专业气象科学研究所，要全力构筑国家气象科技创新体系的组成部分，成为现代气象业务体系的科技支撑砥柱，紧紧围绕国家、地方社会经济发展和现代气象业务体系建设的需求，开展干旱防灾减灾和干旱气候变化的应用研究、应用基础研究和技术开发，重点解决我国干旱气象业务发展中急需的科技前沿和重大关键科技问题，为国家社会经济发展保驾护航。

明确的目标催生了昂扬的斗志。自建立以来，干旱所立足西北、面向全国、放眼世界，坚持用野外观测试验、卫星遥感和数值模拟等国际先端方法，积极投身专业攻关。仅在2008到2011年四年间，干旱所就主持承担了41项科研项目，其中“973”前期预研项目课题1项，国家科技支撑项目课题2项，国家自然科学基金重点项目1项、面上项目8项，行业专项3项，中国气象局项目5项，省自然基金项目9项，参与合作科研项目20项。可以说，在中国，几乎任何一个与干旱气象研究相关的课题，都在兰州干旱所的关注范畴之内。

攻关：长风破浪会有时，直挂云帆济沧海

焦渴的西北平原，荒沙如坪、沙漠如海，因周边有高山、远离海洋，所以降水稀少，沙漠、戈壁、草原和贫瘠低产的农田几乎侵袭了我国的半壁江山。背倚这样的西北大地，干旱所的每一个成员都能深深体味“任重道远”的含义。在现实动力之下，多年来，干旱所紧紧围绕干旱监测预警预测研究、干旱气候变化及其影响研究、干旱气象灾害研究和干旱陆面过程研究等优势研究领域开展了科技创新及业务技术研发工作，并取得了世人瞩目的进展。

首先是在干旱监测预警预测研究领域，干旱所依托行业专项“多时间尺度干旱监测与预警、评估技术研究”和中国气象局项目“西北极端干旱事件个例库及干旱监测指标数据集”等的实施，揭示了西北干旱形成机理和演变规律，提出了西北干旱形成的物理模型，揭示了我国其它区域性重大干旱成因机理，提高了对区域重大干旱事件发生发展的认识水平，建立了完备的西北旱涝集成信息。同时，干旱所还开展了我国区域性干旱客观识别方法研究，发展了K干旱监测指数和适用于内陆河灌溉区的Z干旱指数，改进了Palmer干旱指数，建立了适用于西北地区的干旱监测指标体系，并进行了CI、SPI、K、PDSI等多种干旱指数在我国不同区域的适应性和适用性研究，利用陆面过程模式监测干旱综合效应的试验研究、干旱监测的遥感技术研究，以及全国干旱监测预警业务试验，先后提上日程。这些研究，对大幅度提升我国干旱监测预警预测研究和业务技术水平具有不可磨灭的意义。

与此同时，干旱所在干旱气候变化及其影响研究方面也说的上建功赫赫。通过行业专项“西北地区旱作农业对气候变暖的响应特征及其预警应对技术研究”、“农田水分利用效率对气候变化的响应与适应技术”、国家自然基金面上项目“亚洲中部干旱区对变暖响应存在空间差异的机理研究”和甘肃省自然基金项目“西北干旱半干旱区气候变化对农作物影响的区域差异及机理探讨”等的实施，干旱所开展了西北旱作农业对气候变暖的响应规律和适应特征、农田水分利用效率对气候变化的响应特征、干旱形成机理及其对气候变暖响应差异性等方面的研究工作。揭示了包括中亚地区的干旱半干旱区干旱形成机理及其近100年来气候变化变化规律，指出近100年来，亚洲中部干旱区整体上以暖干化趋势为主，其中南疆盆地和蒙古中部呈现出显著变干趋势；近50年来，西北地区总体仍以暖干化趋势为主。通过这些研究，干旱所取得了气候变暖对干旱半干旱区作物生长影响变化特征和机理的认识，建立了西北干旱半干旱区农作物对气候变化响应的评价指标和方法，使干旱气候变化及其影响研究工作取得了明显进展。

为了能有的放矢地针对极端天气进行防灾减灾工作，干旱所还派出了精兵强将，进军干旱气象灾害研究领域，开展干旱的主要衍生灾害——沙尘暴起沙、扩散等机理研究。经过废寝忘食的潜心钻研，最终建立了沙尘数值模式系统GRAPES_SDM，从五方面进行了适合西北干旱半干旱地表特征的改进发展，并建立了遥感定量监测沙尘暴范围和强度的沙尘指数以及沙尘潜势预报和影响评估业务系统，大大提升了区域沙尘天气预报能力。

除此之外，干旱所还将目光投向了干旱陆面过程研究领域。依托国家自然科学基金重点项目“黄土高原陆面过程观测试验研究”的实施，干旱所开展了黄土高原陆面过程观测试验研究，研究了典型半干旱雨养区能量不平衡问题，发现垂直感热平流对其地表能量不闭合具有突出影响。继而分析了深厚边界层发展机制，发现深厚边界层的发展与地表浮力通量密切关联，表明陆面干旱程度与大气边界层厚度密切相关……在黄土高原陆面过程特征和边界层发展机制、地表能量和水分不平衡问题、黄土高原露水变化特征及形成机制等方面取得了多项创新成果。

突破：大鹏一日同风起，扶摇直上九万里

随着研究的深入，干旱所加强了对科研成果转化和业务科技支撑能力的提升的重视程度，紧紧围绕气象业务发展的需求，凝炼科学问题，积极开展科学研究和技术开发工作，加强科研业务结合机制的建设，努力推进科研成果的转化应用，提升干旱所对我国干旱气象及相关业务发展的科技支撑能力。

为了达成这一目标，干旱所率先建成了面向全国的干旱监测预警业务技术中试平台。中试平台将不同干旱指数进行了系统集成，开发了几种干旱指数资料的自动化查询、指数自动计算和结果输出功能，实现了数据、指数结果等基于二维曲线、SURF图形的产品展示，以及干旱评估报告的生成，大幅度提升了干旱监测预警业务服务的准确性。同时，干旱所还以中试平台为孵化器，与业务单位联合攻关，将低频天气图预报等方法应用于干旱预测业务，提升了干旱预测水平，为农业适应气候变化决策气象服务工作提供了技术保障；改进了沙尘模式，发展了沙尘暴遥感监测预报业务技术，建立了西北沙尘暴精细化预报预警技术流程，有效提升了沙尘暴精细化预报水平。以甘肃省沙尘暴卫星遥感监测与预报预警和影响评估业务服务系统为例，这个系统是一个集沙尘暴信息收集、分发、存档及查询，沙尘暴监测、预报、预警，沙尘暴影响评估以及沙尘暴服务为一体的综合平台，应用到西北区域气候中心业务平台中后，预报服务效果良好，有效提高了沙尘暴遥感监测预警准确度和灾害评估与服务能力，发布的“沙尘暴灾情调查与遥感监测评估报告”为地方政府抗灾减灾提供了有益参考。

此外，干旱所还建成了干旱监测预测业务数据库系统，实现了全国720个国家级站点历史资料数据录入和自动站实时资料的解析入库工作，开发了日降水量、日平均温度、日照时数、日最高温度等要素的统计计算功能，完成了实时资料向历史资料的自动转换和存储，基本解决了在开展全国干旱监测预警和预测技术研发过程中的资料瓶颈问题。

蜕变：我劝天公重抖擞，不拘一格降人才

人才培养是科技发展的永续动力。为了吸引和加快培养更多优秀人才，干旱所搭建了“博士后站”、“研究生联合培养示范基地”、“干旱气象与灾害硕士点”等人才培养平台，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。现在全所人员中的80%为大气科学相关专业，有硕博士学位的占总人员的73%，有高级职称的占总人员的45%，一个年龄、学历、职称、专业结构合理的人才队伍已基本成形，能支撑未来可持续发展的人才储备格局已经奠定。

在此基础上，干旱所实行开放合作的办所方针，大力构建科研合作平台，拓展研究领域，不断加强对外学术交流和科技合作，广泛吸纳国内外最新研究成果，提升科技竞争力和创新力。干旱所以甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室为跨部门和跨行业开放合作平台，以中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室为区域开放合作平台，以兰州国际环境蠕变研究中心为国际开放合作平台，以国家级博士后科研工作站和干旱气象灾害硕士点为人才培养合作平台，并设立干旱气象科学研究基金，面向国内外相关科研机构进行开放合作研究，积极举办和参加各类高水平的国际国内学术会议。国外邀请澳大利亚气象局研究中心、美国国家干旱减灾中心等机构的专家学者来所开展学术交流和访问；国内与国家气候中心等国家业务单位、中国气象科学研究院、北京大学、中科院大气物理研究所等高等院校及科研单位建立了良好的合作关系，在科研业务交流、科研项目合作、共建试验基地和研究生联合培养等方面开展了实质性合作。

再出发：海到无边天做岸,山登绝顶我为峰

多年的潜心研究，结出了丰硕的果实。2002年至今，干旱所共发表论文一千二百余篇,其中在SCI、SCIE、EI类收录刊物上发表99篇，在核心刊物上发表论文804篇；出版专著12部；获各种科技奖84项，其中省部级奖15项。

在这个时间节点上，干旱所并没有满足于现有成绩，而是朝向更高远的目标斗志昂扬地拟定了新一轮科研建设的目标——将坚持“需求牵引、瞄准前沿，以用为本、效益为先”的原则，建立起政策措施保障得力的科研成果转化应用的有效机制，充分发挥科技成果的应用效益，切实推动我国干旱气象相关业务的发展，为国家抗旱减灾科学决策提供有力支撑。以《中国干旱气象科学试验计划》为框架，加强干旱形成机理和干旱监测、预测、预警及评估技术研究，重点在干旱监测预警预测、干旱气候变化及其影响和对策以及干旱气象灾害等领域的研究取得明显进展，在我国重大干旱形成机理及其监测预测关键技术研究方面取得重要突破，产生一批在国内外有重要影响的科技成果，明显缩小我国与国际领先水平的差距。以“固本强基、适度外延，定位明确、共建共享”为原则，到2016年末，基本完成设备先进、功能完善的干旱半干旱区不同下垫面综合观测试验基地建设任务；在干旱半干旱以外区域，建成以大气—土壤—植被之间水分循环为核心的干旱气象联合观测试验基地。加强干旱气候变化与减灾重点实验室建设，充分发挥实验室开放合作平台作用。以“国际视野、创新思维、团队意识、敬业精神”为原则，建成由“双百”计划人选等高层次人才为团队领军，着力打造以干旱监测预测预警技术和干旱气候变化影响研究为重点方向的两个中国气象局科研创新团队。

如果在太空中俯瞰地球，可以清晰地看到中国区域上一片赤裸的黄色。作为天气、气候灾害严重和水资源贫乏的国家，我们的未来，危机与机遇并存。在这样的时代背景下，中国气象局兰州干旱气象研究所以子孙万代的安全和福祉为己任，正迅速成长为一个专业特色突出、科研水平一流、支撑业务有力的干旱气象科技研发中心和人才培养基地。一个以干旱气象研究服务社会的先锋团队已经成形，它的功绩，必将荫庇天下、福泽民生。