中國氣象報記者 劉釗
山環水繞，沃野千裡，江河縱橫，城市密集。東北地區有一望無際的田野，也有廠房林立的工業區。這裡是我國最重要的糧食生產基地，也是我國氣候最為寒冷的地區之一，近些年還飽受空氣汙染的困擾。正是在這樣的氣候條件與經濟社會發展需求之下，中國氣象局瀋陽大氣環境研究所（以下簡稱大氣環境所）將自身的研究方向確定為生態與農業氣象、大氣環境以及數值預報模式研究，力求用先進的科研成果，為東北地區再次騰飛提供氣象科技支撐。
數值預報：立足東北天氣特點發展精細化預報
東北地區的寒冷給很多人留下深刻的印象。緯度較低的瀋陽，最冷月的平均氣溫也低於莫斯科和聖彼得堡，而緯度較高的哈爾濱，最冷月平均氣溫-19℃，在全球範圍內都「難逢敵手」。這種特殊的氣候條件，對東北地區的氣象工作帶來了挑戰。如何將數值模式與東北地區的獨特氣候結合在一起，並充分考慮天氣與人類活動的相互影響，是大氣環境所數值預報團隊一直在探究的問題。
「我們有什麼需求，大氣環境所都能很快、很好地滿足。」遼寧省氣象災害監測預警中心首席預報員陳傳雷說。作為大氣環境所數值預報產品的「首席用戶」，他對這些年雙方的密切合作很滿意。
陳傳雷用得最順手的是降水相態預報產品。東北地區雨雪天氣多，對交通影響大。秋、冬、春三季都有可能出現複雜的雨夾雪或凍雨天氣，這其中尤以判斷降水形態為難點。下的究竟是雨、是雪，抑或兩者兼有，是否會出現凍雨，這些天氣對交通的影響各不相同，因此需要氣象部門給出準確的判斷。利用大氣環境所研發的降水相態預報產品，瀋陽中心氣象臺基本做到了對降水相態的準確把握。
通過互動產出研究成果，已經成為一種常規模式。瀋陽中心氣象臺、遼寧省氣象災害監測預警中心和大氣環境所數值預報室研究人員會經常交流，研究人員介紹產品特點，預報員則定期反饋應用結果。
數值預報室的周曉珊最近正忙於改進積雪深度預報產品。這一產品主要為冬季掃雪指揮決策提供服務。「冬天下雪多，東北地區各地各級政府都設有掃雪指揮部，下雪後會緊急出動人馬清理積雪。但出動多大的規模、動用什麼設備，這就需要氣象部門提供的預報作為參考。」周曉珊說，此前的經驗是用降水量來計算積雪深度，但實踐證明，雪花形態、當天的氣溫、地表溫度等多種要素都會對雪深產生影響，按照降水量計算過於籠統，缺乏指導意義。因此，就有了綜合考慮各種要素積雪深度的數值預報產品。「雪花並不是毫無變化地一路下墜，根據下落過程中經歷逆溫過程的次數，它的大小、形態會發生多次變化，且變化區間很大。雪深數值預報就是要把這些影響因素都考慮進去。」周曉珊坦言，這個產品目前還不完美，仍在不斷改進中，但已經具有一定的參考意義。
目前，大氣環境所高分辨區域模式為東北地區精細化天氣預報業務提供了支撐，其產品在東北三省各級氣象部門得到應用。在多源資料同化方面，大氣環境所持續改進東北區域水平解析度3公裡數值預報系統，針對業務需求開發了豐富的預報產品；建立了短時臨近預報系統，同化東北和華北地區都卜勒雷達資料，並實現每小時啟動一次，每天業務運行24次，預報時效達到12小時。此外，大氣環境所還根據遼寧省氣象業務服務需求，建立了遼寧沿海海浪、風暴潮數值預報業務系統，製作發布遼寧省沿岸海區、航線、港口碼頭的精細化海浪和風暴潮預報產品。
環境氣象：深入鑽研城市群複合大氣汙染機理
每到秋冬季節，霧-霾總是繞不開的話題。雖然空氣汙染不止這兩個季節有，也並非只有霾一種。但這一話題的盛行，也為公眾普及了許多關於空氣汙染的知識。
如今，不少公眾已逐漸開始嘗試自己監測空氣品質。部分空氣淨化器帶有監測功能，還有人購買手持的檢測設備，實時查看身邊的空氣品質。
大氣環境所研究員洪也表示，儘管這些監測設備能夠測出空氣汙染的大致狀況，但用於研究是遠遠不夠的。大氣環境所的實驗室設有各類監測大氣成分的專業設備，它們實時監控著空氣的變化。
有機碳元素監測儀、光化學煙霧及PM2.5檢測儀、在線氣體及氣溶膠成分監測系統、濁度儀、細粒子垂直監測雷射雷達……在遼寧省氣象局頂樓，大氣環境所建有一間小小的實驗室，匯集著眾多專業儀器。據洪也介紹，這些儀器可以監測大氣成分的各個方面，將其結果綜合在一起，可以實現關鍵大氣成分高時間解析度監測，為探究霧-霾形成原因提供第一手資料。
以雷射雷達為例，它用於獲取垂直高度5公裡以內的細粒子狀況。此前，類似監測是通過建在鐵塔上的觀測站或施放氣球來完成的。觀測站監測時間上連續，空間上做不到連續；施放氣球觀測則相反。兩者各有缺陷，且探測範圍有限。雷射雷達不但探測範圍可達5公裡高度，且得到的資料在時間、空間上都是連續的。
像這樣的實驗室，在瀋陽、鞍山、撫順、本溪各建有一個，它們是探究霧-霾形成機理的第一手數據來源，為找回那片蔚藍的天空提供科學依據。
目前，大氣環境所開展了東北地區大氣邊界層結構及汙染擴散方面的研究工作，為全國多省建設項目大氣汙染評價、地區霧-霾天氣研究提供了基礎監測數據及分析研究。
研究員王揚鋒表示，基於大氣成分監測網絡，他們已經弄清了遼寧中部城市群大氣汙染的原因。過去很長一段時間內，這裡的空氣汙染是煤煙型汙染，如今已經轉變為煤煙與汽車尾氣並存、以大氣細粒子為主的複合型大氣汙染。在此基礎上，大氣環境所開展了遼寧中部城市群大氣灰霾汙染本質及其影響機制研究，為遼寧乃至東北區域大氣灰霾的治理提供決策依據。
環境氣象研究團隊圍繞大氣成分監測評價、霧-霾成因分析、環境氣象數值模式研發改進等領域開展科研業務工作，先後承擔了國家自然科學基金項目「遼寧中部城市群大氣汙染傳輸與市際相互影響」「典型溼地邊界層特徵及其對區域霧-霾天氣形成及影響的觀測研究」「不同成冰機制對大氣冰核觀測影響的對比研究」以及國家公益氣象行業專項「城市環境氣象監測評價預警業務系統研發」等國家級項目，同時編寫了大氣成分監測評估報告40餘期，這些都為東北區域大氣環境汙染治理決策以及經濟可持續發展提供了有力的理論和技術支撐。
近年來，大氣環境所引進建立了環境氣象數值預報系統「CUACE/haze-fog」，並進行模式本地化應用；同時，與中國氣象科學研究院開展合作，進行模式排放源清單更新優化。在模式解析度方面，大氣環境所的研究彌補了國家級指導產品的不足，為環境氣象預報產品製作發布提供了有力的技術支撐。
生態農業：助力「黑土地」農業現代化 推動生態文明建設
「一兩土二兩油。」人們常常這樣形容黑土地的珍貴與肥沃。作為全世界僅有的四大黑土分布區之一，東北平原因其得天獨厚的條件，成為我國最重要的商品糧基地，而農業氣象也理所當然地成為了大氣環境所的工作重點之一。
大氣環境所副所長張玉書從事農業服務工作已經超過30年，在取得眾多成績的同時，也積累了豐富的經驗。談起她近年來在農業氣象領域的研究進展，最為矚目的當屬結合精細化預報開展的農業氣象風險評估研究。
美麗而富饒的東北大地
在農業保險理賠工作中，保險公司和投保農戶往往無法就災害定損達成共識，因而造成賠償難以達到滿意等問題。因此，科學定損成為大氣環境所的研究內容之一。研究人員利用衛星遙感和作物生長模型研製了精細化的農業乾旱實時災損定量評估技術，成為破解農業保險賠付難題的關鍵。2014年和2015年，遼寧省連續兩年發生夏旱，張玉書和同事利用該技術完成了受旱地區各個行政村的精細化乾旱損失評估，解析度達到16米。評估結果贏得了政府、保險公司和投保農戶等利益相關方的認可，為農業政策性保險定損賠付提供了科技支撐。
「我們根據地面觀測設備及高解析度衛星遙感監測到的各類數據，結合精細化預報結論製作作物生長模型。評估結論精細到某個村的某塊田地。這就為保險公司精確定損提供了依據。」張玉書說。在東北地區農作物所遭受的氣象災害中，旱災的影響佔據絕大部分，其次是低溫冷害。目前，這一技術仍在不斷改進中，針對低溫冷害進行監測評估的方法也在研究中。
為了了解不同作物的特點，大氣環境所與東北各地氣象部門合作，致力於構建東北區域生態農業氣象試驗站網。大氣環境所在黑龍江佳木斯、吉林榆樹以及遼寧錦州、鐵嶺、營口建設了農田生態站，並在遼寧盤錦建立溼地生態站。這些遍布東北三省的生態農業氣象站均採取合作模式，數據與當地氣象部門共享，一方面為大氣環境所開展生態農業氣象研究提供了試驗基地與高質量的數據，另一方面也彌補了地方觀測站網的不足。
每年春播季節，大氣環境所的研究人員會前往試驗站參加播種，開展研究。錦州農田生態站建有玉米農田土壤水分控制試驗場。在這裡，研究人員通過控制試驗以及分期播種試驗等，建立了玉米芽期、苗期、穗期、花期和粒期等各個生育期的氣溫、水分等農業氣象指標。此外，研究人員在盤錦、營口等地的水稻和設施農業試驗站開展研究，建立了水稻、設施農業的農業氣象指標體系。
大氣環境所的生態研究也常常藉助於這些試驗站。在盤錦，基於蘆葦溼地生態站得出的研究結論成為該市乃至遼寧省生態決策的重要參考。在2012年《遼寧近6年植被覆蓋區增加近萬平方公裡》和2014年《近年來遼西北生態環境明顯改善》兩份決策報告中，時任省長均作了批示。決策報告推動地方政府採取措施，最終促進了盤錦溼地面積的增加，以及扎龍、向海、臥龍湖等溼地生態環境的恢復。
「盤錦這片蘆葦溼地雖然面積不算大，但固碳能力是普通溼地的三倍以上，僅次於紅樹林。在氣候變化背景下，不僅蘆葦固碳的速率變化不大，固碳量還有所增加，且溼地負氧離子水平高出城市20多倍。」生態氣象室副主任賈慶宇格外看重對蘆葦溼地的研究工作，對這些研究結論如數家珍。每年夏天，到了蘆葦生長繁盛的時節，他都會帶領團隊來到盤錦，走進炎熱泥濘的蘆葦蕩中，獲取第一手研究資料。每一年的遼寧省溼地評估報告，也正是這樣誕生的。
如今，藉助以衛星遙感為主、地面監測為輔的生態系統綜合監測體系，大氣環境所建立了東北溼地環境背景數據集，確定了完整的溼地遙感實時監測評價指標體系；利用高解析度衛星資料，動態客觀地監測評價了遼河保護區生態治理和生態恢復效果；利用地面監測數據，開展了遼寧森林整體固碳能力、地下水位變化、農田土壤養分虧缺狀況、植被物候期變化、遼寧沿海海平面變化等評估；利用衛星數據，分別建立了森林、草地、沙化、水體等環境變化監測評估指標和技術方法，實現生態質量綜合評價。
《氣象與環境學報》：闖出氣象學術期刊新路子
如今，呈現在人們眼前的《氣象與環境學報》主題明確，學術質量較高，按核心影響因子在2383種中國科技核心期刊中列第175位。而十年前，它才剛剛從一本綜合性期刊轉為學術性期刊。
《氣象與環境學報》原名《遼寧氣象》，創刊於1984年。2006年，為突出特色、轉變思路，期刊更名為《氣象與環境學報》，主要報導氣象、大氣環境與生態環境基礎研究和應用方面的創新性研究成果，以及有新觀點的綜述性文章。
這樣的整體改革，在國內氣象期刊領域是一項獨創。在那之後，許多省份氣象期刊也進行了類似改革，突出自身的主題以謀求出路。
期刊更名，發展思路也為之一新。編輯人員狠抓期刊學術質量，不斷調研和學習先進辦刊經驗。編輯部提出了四個體系建設，即質量體系、網絡體系、外審專家體系和人才體系。這四個體系建設，保證了期刊稿源數量不斷增加、審稿速度快速提升、編校質量不斷提高，同時也為作者、審核者、編輯建立了良好的溝通平臺。2010年10月，經過多項學術指標綜合評定及專家評議，《氣象與環境學報》成為核心期刊，稿源隨之迅速增加，每期頁碼也從72頁，增加到96頁，最終到112頁。
2014年和2015年，《氣象與環境學報》連續兩年獲得非教育部主管「中國科技論文在線優秀期刊」二等獎。2015年，該期刊被國家新聞出版廣電總局認定為A類學術期刊。
這一期刊的改革之所以能取得成功，與編輯部對科研領域的深入了解密不可分，他們始終秉持「編輯一定要從事科學研究」的理念。目前，期刊所有編輯都參與到科研項目中。近年來，該期刊的編輯共主持課題10餘項，參加課題20餘項，發表論文20多篇。編輯的素質過硬，稿件編校也就有了基本保證。
此外，對於一本學術期刊而言，審稿專家有著舉足輕重的地位。《氣象與環境學報》建立了一個包含300餘位專家的專家庫。這個專家庫並不是靜止的，而是採用動態流動的管理模式。每年都有新的專家被納入庫中，而審稿不用心或過於緩慢的專家也會被淘汰，這也保證了期刊的審稿效率與質量。
（來源：《中國氣象報》5月16日二版 責任編輯：趙天宇）