編者按 從2011年我國中東部大範圍霧、霾天氣開始被外界關注,4年過去,圍繞霧-霾的「段子」可謂層出不窮。然而,自嘲與抱怨並無法減輕大氣汙染,只有踏實做好每一件事,我們距離「常態化」的藍天才會更近,為此,中國氣象局不斷提升業務能力,積極服務大氣環境治理。
環境氣象中心:創新技術 豐富產品 提升能力
中國氣象報記者段昊書
開啟全國站點未來10天能見度客觀預報,霧-霾客觀預報
環境氣象模式訂正後的空氣品質預報絕對平均誤差減少20%
實現了天津鐵塔數據的實時推送、存儲及圖形化輸出
「真的需要三十年?」
12月21日的北京,窗外一片灰濛。這天,空氣重汙染紅色預警依舊掛起。面對記者的提問,張恆德語氣沉穩地說:「我相信,解決大氣環境汙染問題,應該用不了這麼長時間。」
身為中國氣象局環境氣象中心(以下簡稱「環境氣象中心」)副主任,張恆德的回答一半來自科學——以珠三角治理灰霾的經驗為實例;一半源自對工作的使命感。2015年是環境氣象中心自2014年3月成立後,經歷的第一個「整年」。這一年,環境氣象中心攻克技術難關,改進業務流程,豐富預報產品,在我國環境氣象預報服務體系中進一步發揮領軍作用。
「2015年,通過改進靜穩指數應用、研發光化學指數、改進客觀預報技術、促進多環境模式應用,環境氣象中心重點推進四項工作,即加強邊界層資源應用、強化霾中長期預報、改進空氣品質預報、推動環境氣象影響評估工作發展。」張恆德說。這些工作,有些是此前的薄弱環節,有些則是需要持續加強的核心業務。
強化氣象觀測資料應用能力,是提高預報能力的基礎。2015年,環境氣象中心加強對邊界層風廓線雷達數據應用能力——邊界層與霧-霾的出現、加重關係密切。邊界層過低,就會像罩子一樣將汙染物扣在近地面,無法擴散。同時,環境氣象中心還實現了秒探空和天津鐵塔數據的實時推送、存儲及圖形化輸出。
2015年,環境氣象中心還對自己與大氣環境汙染作戰的「武器」——數值預報模式應用技術進行了優化升級。為了改進高解析度環境氣象模式的應用,預報員在汙染物濃度客觀預報訂正方法中加入了氣象要素。經過偏差訂正後空氣品質(AQI)預報,絕對平均誤差較原模式減少了20%。
以服務「9·3」閱兵紀念活動為契機,環境氣象中心加強霧-霾中期預報技術研發,開發中期霧-霾日數客觀預報產品。在2015年,環境氣象中心開啟全國各站點未來10天的能見度客觀預報、霧和霾的客觀預報——對於環境氣象預報業務來說,這是極具開創價值的「一步」。
在業務方面,值得一提的還有環境氣象中心開展的大氣汙染氣象條件季度評估工作和不定期的環境氣象影響評估。這項工作直接服務決策,有助於決策者科學評估減排治汙措施的成效。
此外,環境氣象中心也著力加強包括基礎資料庫、監測與預報產品綜合顯示平臺、MICAPS環境氣象版在內的業務系統建設……
「儘管環境氣象業務在我國開展時間不長,基礎還比較薄弱,但業務能力和技術水平得到穩步提升。」張恆德說。
京津冀:用精細預報技術 支撐霧-霾防治工作
中國氣象報記者葉芳璐
霧-霾和重汙染天氣中期客觀預報產品「出爐」
9公裡和3公裡兩層嵌套的區域高解析度環境氣象數值預報系統升級
12月6日至10日,京津冀及周邊地區出現持續霧-霾和重汙染天氣過程。在此次霧-霾過程中,北京啟動首個空氣重汙染紅色預警。一系列應急工作需要強有力且高效運行的精細預報技術的支撐。
早在12月1日,中國氣象局京津冀環境氣象預報預警中心(以下簡稱「京津冀環境氣象中心」)利用客觀預報產品,就觀察到從6日開始大氣擴散條件逐漸轉差,PM2.5濃度升高,能見度降低,有持續汙染天氣出現。其後連續幾天的預報也均顯示出這段時間將出現持續性霧-霾和低能見度天氣。對這一切的精準預報得益於技術提升。
2015年7月,京津冀環境氣象中心擴展研發了京津冀重點城市PM2.5濃度、能見度和霧-霾動態統計預報模型,利用EC細網格數值預報結果,滾動製作未來10天逐3小時到6小時的PM2.5濃度和能見度中期客觀預報產品。據該中心主任張小玲介紹,通過客觀預報產品,能夠提前了解到10天內的能見度、PM2.5濃度以及氣象要素等變化規律,同時依託基於數值模式的環境氣象中期數值預報系統,更好地為京津冀及周邊地區環境氣象預報服務提供第一手資料。
12月4日,京津冀環境氣象中心啟動區域重汙染天氣和霧-霾天氣應急聯動會商,和中央氣象臺、河北省氣象臺、天津市氣象臺、北京市氣象臺進行視頻會商。專家通過聯合會商後得出「6日至10日京津冀地區將有霧-霾天氣,8日至9日霧-霾加重」的預測結論。京津冀相關部門據此開展多項應急工作。張小玲說,此次應急響應預案的機制和流程更加細緻、到位,京津冀環境氣象中心內部各環節配合井然有序,使環境氣象服務保障工作更科學、更嚴謹。
在霧、霾、重汙染天氣中期客觀預報產品「新鮮出爐」後,9公裡和3公裡兩層嵌套的區域高解析度環境氣象數值預報系統「升級版」也正式應用到環境氣象預報服務業務中。該系統更新了華北地區主要城市陸面信息和排放源數據,垂直分層更密,預報更加精細。
在6日至10日的霧-霾過程中,預報員通過該系統查看到北京汙染物的峰值濃度出現在8日夜間到9日,河北中南部、天津地區的峰值濃度可能出現在9日白天到夜間。「利用高解析度環境氣象數值預報系統獲取更精細的汙染物峰值濃度、分布空間和演變過程,結合相對溼度等氣象要素的預報,對持續的低能見度和霧-霾天氣給出了較準確的預報,這為我們判斷汙染的程度、持續時間提供了支撐。」張小玲說。
此外,京津冀環境氣象中心還開發了模式結果綜合處理及顯示系統,可提供京津冀地區96小時預報時效內逐小時、3公裡解析度的汙染物濃度、輸送通量、氣象要素和氣流後向軌跡等綜合預報產品,並採用交互式產品製作方式,使預報員可以自行定製產品,為重大活動和重大天氣過程服務保障提供多時空尺度、內容形式豐富的環境氣象數值預報產品。
長三角:環境氣象走好科技創新「先手棋」
中國氣象報記者 王瑾
初步建成智能化的長三角環境氣象預報服務平臺
嘗試開展健康風險評估,拓展環境氣象服務領域
最近,長三角迎來多個「重量級」活動,「中國-中東歐16+1合作機制國際會議」在江蘇蘇州召開發,第二屆世界網際網路大會在浙江烏鎮召開,長三角空氣品質備受關注。長三角環境氣象預報預警中心(以下簡稱長三角環境氣象中心)憑藉技術優勢,主動發布中長期空氣品質預報,積極為江蘇、浙江兩省氣象、環保部門提供精細化預報技術和產品支持。
據長三角環境氣象中心副主任許建明介紹,該中心致力於環境氣象數值預報核心技術研發,並在此基礎上開發出以WRF-CHEM為核心的區域大氣環境模式、以MOZART為核心的中期預報模式、以氣候動力模式CFS/DERF-天氣模式WRF-大氣化學模式CMAQ為核心的動力化學降尺度系統,初步建立了0-30天無縫隙的環境氣象預報業務,推動環境天氣預報向中期延伸期時效延展。與此同時,按照中國氣象局集約化、標準化、信息化的要求,初步建成智能化的長三角環境氣象預報服務平臺。該平臺兼顧區域內各省(市)的共性和個性需求,具有資源技術共享、產品逐級指導、模塊集約開發等功能,目前已為安徽、江西、江蘇、浙江、江西、福建等省級環境氣象業務單位提供使用,在區域環境氣象預報服務中發揮作用。
長三角環境氣象中心還積極嘗試開展健康風險評估,拓展環境氣象服務領域。2015年建成了國內首個氣候模擬和大氣汙染物暴露為一體的人工氣候環境暴露倉,目前已獲取了主要大氣汙染物(NO2、O3、PM10、PM2.5等)對上海地區呼吸系統疾病的影響數據,並開展重汙染天氣過程的健康風險評價。目前該中心已通過學校、醫院、社區服務中心等向公眾和易感人群提供感冒、哮喘等氣象風險產品。
今年,長三角環境氣象中心建立了空氣汙染氣象條件、大氣汙染減排評估業務,為上海市政府和環保部門編制空氣汙染氣象條件評估分析報告及預測情況。從10月起,按照上海市委、市政府延長空氣品質預測時效的要求,該中心啟動「未來10天本市空氣品質預測業務」,每周一、周四製作專報,報送市政府,為上海採取臨時管控措施提供有力的科技支撐。
河北:創新體制機制 在治霾中找準位置
中國氣象報記者謝盼
主動作為 增強氣象話語權和影響力
依法履職 將環境氣象納入公共服務事權
秋冬季節,霧-霾頻頻籠罩燕趙大地。在京津冀協同發展的戰略布局下,「治霾」已成為河北省委、省政府工作的重中之重。河北省氣象局審時度勢,緊密圍繞地方需求,創新環境氣象體制機制,提升大氣汙染防治氣象保障服務能力,不斷增強在大氣汙染防治工作格局中的主動權和話語權。
河北省大氣汙染防治工作開展以來,省氣象局重點開展了大氣環境監測分析、大氣汙染預報預警、大氣汙染減排調控氣象評估、人工消減霧-霾科學試驗、突發環境事故應急氣象服務系統研發、大氣環境容量承載力評估研究、風能太陽能開發利用氣象服務系統建立以及防治環境汙染氣象科普宣傳等八項重點工作。
河北省氣象部門主動作為,今年全省「兩會」期間,省氣象局局長、政協委員宋善允提交的「政府社會聯動,科學精準治霾」提案作為省政協一號提案得到了省委、省政府的高度重視。「沒有氣象部門的參與,科學治霾就是一句空話。」河北省省長張慶偉對提案做出專門批示,要求將建議內容進行任務分解,並納入省政府年度重點督辦事項。
立足「科學治霾,精準治汙」對環境氣象業務的需求,河北省委、省政府在機構編制、項目支持、技術引進等方面給予充分支持。2014年4月23日,河北省編辦正式批覆成立河北省環境氣象中心。2015年,河北省氣象局被列為省委大氣汙染防治督導組帶隊單位,聯繫邢臺市大氣汙染防治督導檢查工作。此外,河北氣象部門作為省大氣汙染防治工作領導小組成員,更深入地參與了省委、省政府的各項重點工作,在全省歷次大氣汙染防治工作調度會上,氣象部門均作為主要發言單位發出聲音,提供決策支撐。
同時,河北環境氣象工作還被省政府納入年度大氣汙染防治重點工作和《河北省大氣汙染防治工作計劃》,相關職責寫入《大氣汙染防治條例》《大氣汙染防治責任追究辦法》等地方法規和規章。在全國範圍內率先將環境氣象業務發展上升到氣象部門依法履職、落實政府公共服務事權的高度,提升了氣象部門在大氣汙染防治工作中的影響力。
在大氣汙染防治工作中,環境氣象評估在省政府制定應急減排調控措施、科學研判減排調控效果時受到關注。河北氣象部門通過技術研發與系統引進,率先在省級氣象部門中開展重汙染天氣過程的預評估、過程評估和後評估,並針對重要活動的減排措施開展減排效果氣象評估,向省政府提供大氣汙染防治減排措施的科學依據。
當前,重汙染天氣預警和評估已成為各級政府啟動重汙染天氣應急響應、採取減排調控措施的主要決策依據。為此,省氣象局加快推進重汙染天氣過程影響與減排措施評估,特別是預評估的業務化。常態化的月、季、年重汙染天氣過程環境氣象評估及針對重大活動保障的減排效果評估,可以幫助政府科學精準地採取減排調控措施。
「在大氣汙染防治保障中,環保、氣象共同會商、提前研判、聯合服務,合作效果十分明顯。」省環保廳廳長陳國鷹說。2015年是河北省氣象局與省環保廳籤署《環境保護合作框架協議》的第三年。目前,兩部門已實現6種汙染物監測數據實時資料與歷史資料的共享;聯合開展的重汙染天氣預警,在2014年APEC峰會、今年「9·3」閱兵等重大活動中,為省委、省政府提供了決策支撐。
未來,省氣象局將進一步明確定位,繼續加強部門合作,為精準治霾貢獻力量。
廣東:氣象環保兩相宜 部門合作見實效
中國氣象報記者 楊群娜 通訊員黃俊 陳靜
開放合作 部門攜手預報空氣品質
協同攻關 推動環境氣象模式精細化
「現在可上網查詢全省未來3天的空氣品質預報,實在是方便。」家住在廣州荔灣的劉麗帆說,2015年國慶前夕,她要張羅幾家親朋好友假日期間自駕遊,登錄廣東省氣象局公眾網便查閱到了全省各地空氣品質預報。
實際上,公眾在省氣象局和省環保廳的官網均可查閱相關信息。全省空氣品質預報分為珠三角、粵東、粵北、粵西四大片區,主要包括未來3天各片區空氣品質指數等級範圍及首要汙染物名稱,發布時間為每天上午11時。除了全省的分片區預報外,珠三角9市均已實現了以城市為範圍的空氣品質預報,市民可通過珠三角各市的氣象局或環保局官網查閱。
從2015年9月28日開始,廣東省生態氣象中心聯合省環境監測中心,將空氣品質預報發布範圍從珠三角區域擴大到全省。廣東生態氣象中心負責人譚浩波表示,近年來,廣東省氣象局與環保部門密切合作,加強環境氣象模式科研產品的解釋應用工作,攜手為廣東「綠色發展」提供服務保障。
自《大氣汙染防治行動計劃》和《廣東省大氣汙染防治行動方案》發布以來,廣東省氣象與環保部門共同推進空氣品質預報預警和大氣汙染防治工作,建立健全合作會商機制,發揮各自優勢,實現環境空氣品質和氣象數據的信息資源共享,提高空氣品質預報水平和應急響應能力,初步形成了「部門聯動、共享資料、協作攻關」的良好局面。
2014年12月,廣東省氣象局和廣東省環境保護廳正式達成共同推進空氣品質預報預警工作合作協議,隨後首次聯合發布珠三角區域空氣品質預報。2015年1月,廣東生態氣象中心(珠江三角洲環境氣象預報預警中心)成立。該中心承擔廣東省環境氣象監測預報預警服務等工作,積極推動氣象、環保部門合作落地生根。
同時,廣東氣象部門還「敞開大門」開展科研攻關。省氣象局首席專家鄧雪嬌研究員說,在省部共建中國氣象局廣東省區域數值天氣預報重點實驗室的支持下,廣州熱帶海洋氣象研究所大氣環境團隊開展了多項科研工作。譬如,建立了基於GRAPES的新一代環境氣象模式系統GRACES,實現了華南地區環境氣象模式系統應用的本地精細化升級。新版GRACES模式的空氣品質預報準確率有較大改進,各項評分都有顯著提高,為空氣品質預報預警提供有力技術支撐。
預報業務人員還開展了數值預報模式產品的解釋應用研究,開發完成逐時空氣品質預報系統,實現廣東省區域內逐小時滾動預報未來24小時的空氣品質。該系統於2015年7月開始自動化業務運行。廣東天氣微信可輕鬆利用其預報結果開展公眾服務。公眾關注廣東微信後,可查詢未來逐小時天氣和空氣品質預報情況。此外,廣東氣象部門升級完善的「華南區域環境氣象業務平臺(EMOS)」,為預報員開展環境氣象預報服務等業務提供強有力的業務平臺支撐。
「青山綠水、白雲悠悠、空氣清新」,不僅是劉麗帆在休閒生活時對環境的期盼,也是廣東百姓對美好生活的嚮往,更是廣東氣象科技工作者的心願和目標。
(來源:《中國氣象報》2015年12月25日7版 責任編輯:蘇玉君)