创新为术 观风测雨

吴应清

气象灾害是自然灾害中最为频繁而又严重的灾害，它直接影响着社会和经济的发展。广东省处于气象灾害多发地区，台风和暴雨等灾害性天气经常给该省和粤港澳大湾区造成巨大损失。如何通过气象研究来对气象灾害进行预防、应对是广东省气象探测数据中心主任敖振浪及其团队的不懈追求。

自1996年起，敖振浪率领团队开始研究和建设广东省地面气象观测系统。在20多年的攻关历程中，该系统边建设边应用边发挥效益，不断实现从人工到自动再到智能的技术迭代创新，并于2017年实现全面应用，产生了巨大的经济效益、社会效益和气象科技效益。2019年12月5日，在2019年广东省气象学会学术年会的“广东省气象科技奖”颁奖仪式上，“智慧型地面气象观测系统关键技术创新及应用”项目成果获2019年度广东省气象技术进步奖特等奖。

先行先试，智能气象

1996年之前，中国地面气象观测项目全部是人工操作，而广东省仅有86个依靠人工观测的气象观测站，其观测间隔较长，站点空间和时间密度非常稀疏，纸质记录数据不方便，质量不稳定，难以满足日益增长的精细化气象预警预报的要求。

借着广东省是改革开放前沿阵地的优势，广东省气象探测数据中心（前身为广东省气象技术装备中心）主任敖振浪率领团队敢为人先，先行先试，于1996年起开始自主研制全国第一代自动气象站，实现了零的突破。2002年，项目团队研制的第二代自动站设备通过中国气象局考核，获得《气象专用技术装备使用许可证》，并进行了大面积组网建设，拉开了自动化观测的序幕。项目团队再接再厉，通过不断创新和优化，于2013年研制成功了具有智能观测性能的第三代自动气象站系统，并于2017年全面取代了旧型号设备。

敖振浪团队研制的智慧型地面气象观测系统是目前我国最先进的地面气象观测系统之一，是气象观测最基础、最前端的技术，在现代气象预报预警业务和数值预报中起到了不可替代的作用。在20多年的攻关岁月里，项目团队按照气象现代化建设的需求，在中国气象局和各级政府部门的大力支持下，逐年投资建设和系统升级，最终以物联网技术建成了由3200多个站点组成的广东省智慧型地面气象探测网，持续强有力地支撑着广东气象预报业务和数值预报技术的发展。

从人工观测到智能观测，项目团队在摸索中发明创造了多项新的观测技术和装置，变革了多项观测业务模式。团队发明了世界气象组织（WMO）观测名录中还没有的“回南天”监测仪、生物舒适度测量仪、高温模拟观测装置等特种探测仪器，成为地面观测技术的重要补充，率先开展相关专项气象服务，填补了世界气象监测预警领域的空白。团队在国际上率先运用VR技术研发了气象装备3D虚拟化运行监控系统，实施智慧保障；提出四大防雷策略，有效地保护仪器设备不受雷击损坏，被国家标准采纳并推广。

这些变革和发展，引领着气象行业观测技术的发展方向，推动现代气象观测技术不断向前。以云计算大数据技术构建而成的海量观测数据集，源源不断提供给各行各业共享使用，为防灾减灾救灾以及国家国防战略提供了有力支撑，成为真正的核心数据业务和重要气象工程。可以说，广东预报水平和气象灾害防御能力不断提高，离不开该项目的支撑，如果没有高时空分辨率的地面气象观测数据就没有精细化气象预报，更不会有准确的数值预报。

成果落地，造福社会

气象与人民的生活生产有着密切关系，如何让气象真正走进社会生产和百姓生活，也是项目研究的重要目标。所以，在项目实施过程中，智慧型地面气象观测系统的相关成果以及衍生的相关产品也相继投入应用，为广东省多个方面提供了高效专项的服务。

面向应用的气象观测要素组态技术，广东省在全国率先开展舒适度、环境生态、回南天、旅游、交通、城市、林业、农业等灵活可配置的特种气象观测产品应用研究，拓展了城市环境、海洋气象、农业气象、森林气象、交通气象、电力气象等相关领域，并在“一带一路”沿途的重要航道、港口、码头等地建设石油平台自动站、海岛自动站，以多元化一站式服务助力“一带一路”倡议建设。

項目研究在国内首次实现了高时空密度地面气象观测数据“一分钟到预报员桌面”的应用时效，通过气象公有云实现与部队、交通、水利等超过18个部门的实时信息交互共享，及时将气象灾害预警信息及12大类267小类实况资料及预报产品传递到决策部门和公众，有效提高了气象灾害应急响应能力以及发挥各部门的联动能力，切实提高了广东省气象防灾减灾救灾能力。

另外，项目创新性提出的多种观测要素关联推衍气象特征的新方法及服务新模式，高度融合了气象、环境、空气等众多气象参量并建立分析模型，推衍出反映旅游品质、环境质量、生活健康等服务产品，为出行、生活、医疗卫生、居住等提供了科学的指引。同时，项目团队还联合国土、环保、农业、住建等有关部门，开展跨行业综合服务产品的研发，助力城市及农村的生态文明建设，有力推进了美丽广东的建设进程。

从长远看，智慧型地面气象观测系统还大幅度提高了观测能力，构建精准详尽的长时间序列数据集并参与全球数据实时交换，有助于深化世界气象组织对气候变化事实和规律的科学认识，推进气候变化综合影响评估工作，增强对全球气候变化和极端气候事件的监测能力，提高对气候变化的定量描述和预估水平，制定适应和减缓气候变化的对策和措施，是应对全球气候变化的重要基石。

成果反哺，效益巨大

近些年，广东省无论面对怎样复杂多变的天气，都能及时应对、从容度过，这离不开智慧型地面气象观测的默默守望。智慧型地面气象观测系统在暴雨、台风、低温、干旱等灾害性天气的决策服务、防灾减灾、公众服务等方面提供了强有力的数据支撑，为人民群众在生产、生活、出行等方面提供更优气象服务中发挥了重要作用，产生了巨大的社会效益。

据不完全统计，项目建设共投入约4亿元。得益于项目成果的支撑，广东省气象预报质量不断提高，为政府决策指挥防灾减灾救灾提供了重要支撑，全省人民生命财产损失逐年减少。2003年到2018年期间，气象决策服务使气象灾害直接经济损失减少了1186亿元，地面气象观测资料在数值天气预报、短期、短时临近预报中发挥了极其重要的作用，经济效益巨大。

此外智慧型地面气象观测系统也有不可忽视的、难以量化的、潜在的科学技术效益。例如，广东省地面气象观测设备及组网应用使广东省对海洋气象的实况监测范围由原来离岸50公里延伸到200公里，气象观测系统完备程度提高30%，气象观测自动化程度达100%。项目还为数值预报、智能预报、网格预报的发展提供了可靠的基础数据，使广东省大范围灾害性天气监测率达到90%，中小尺度突发性灾害性天气监测率达到88%。

值得一提的是，依托广东省地面气象观测系统，广东省短期气候预测业务支撑系统（CAPS）、广东省暴雨灾害灾情评估系统、广东省山洪及中小河流洪水灾害风险预报系统等多个业务系统也先后建立，这不但促进了广东气象科技的快速发展，还使得广东省全省每年的灾害损失呈不断下降的态势，带来了显著的经济效益和社会效益。

多年来，敖振浪团队一直走在寻求为公众提供更加专业化的气象服务道路上，他们用20多年的辛勤探索和专业的业务能力服务着广东省1.13亿居民，努力践行着“人民对美好生活的向往就是我们的奋斗目标”的根本宗旨，用实际行动缓解了人民日益增长的美好生活需要和不平衡、不充分的发展之间的矛盾。“智慧型地面气象观测系统关键技术创新及应用”项目带来的影响是长远而深刻的，它开创了广东气象的新局面，也推动了智慧气象的新发展。