水旱災害是我國損失最大的自然災害之一,降水時空分布異常是造成水旱災害的主要原因。水文氣象研究範圍包括:所有影響地球水資源的大氣和水文過程。衛星遙感、天氣雷達、測雨、天氣和水文技術以及現代計算機技術和通信技術等都廣泛應用於水文氣象研究中。
根據防汛抗旱工作的實際需要,水利部水利信息中心1993年開始重點研究開發《防汛抗旱水文氣象綜合業務系統》,經過持續10年的改進和完善,取得了豐碩成果。
該系統提供的信息產品有雨情天氣監視、旱情監視、熱帶氣旋監視預警、致洪暴雨信息查詢和預警、降水天氣綜合分析5大類20多項,每項還有不同種類的產品,如雨情天氣監視的產品有衛星雲圖、雨量圖表、天氣雷達圖、氣象傳真圖和降水預報等,僅實時雨量圖表就有200種以上,產品總量為1000多種。
系統建立了由50多年日降水和100多年月降水長序列資料、熱帶氣旋資料、天氣資料、致洪暴雨資料和基礎地理信息資料組成的水文氣象資料庫,數據量達到10G以上,為系統的進一步開發應用提供了堅實的數據基礎。目前系統的基本用戶已超過350個。
該系統注重先進技術的應用。一是將氣象模型和水文模型融合,用氣象資料計算蒸發能力,再將蒸發能力、降水量和其他水文參數輸入水文模型,計算土壤缺水量,並根據土壤缺水程度確定乾旱等級。以逐日定時計算的方式自動獲得全國旱情分布圖,實現了大範圍旱情實時動態監視。二是採用水文資料、氣象資料和流域圖等多元信息融合的空間分析方法,在製作雨量分布圖的同時計算面平均雨量,替換了傳統的等值線圖分析,快速提供了定量、準確、直觀的雨量圖和雨情分析統計成果。三是將熱帶氣旋特徵進行結構化表述,根據不同的分析需要快速提取顯示相關熱帶氣旋的詳細資料和分析成果,從而發現熱帶氣旋特定的活動規律,實現熱帶氣旋預報預警。四是在致洪暴雨天氣分析中採用了空間數據時間演變分析方法,以簡單明確的信號場統計指標描述複雜的暴雨天氣形勢空間分布特徵,通過對指標數據的時間序列分析提取致洪暴雨天氣信號,達到預警的目的。五是建立了雲圖自動分類方法,針對降水雲建立一維雲模式降水估算模型,每小時自動估算降水率,提高了降水監測時效,也為面雨量空間插值提供了參考依據。
系統將水文學、氣象學和計算機科學的基礎理論和方法有機地結合,成功地集成應用了地理信息系統、遙感、空間數據處理統計、資料庫管理、網際網路應用及管理、病毒防護、遠程維護、系統集成等多學科的10多項先進技術,實現了多種技術的高度集成。1995年投入業務應用後,國家防汛抗旱總指揮部會商時,首先用該系統匯報演示衛星雲圖、降水量分布等,並用該系統填繪的全國日雨量圖報送黨和國家領導人及有關部委。各級用戶可分別通過客戶端或瀏覽器方式隨時查閱上述實時信息。1998年長江和嫩江大洪水期間,該系統除了及時準確地為各級領導提供實時雨情、天氣信息外,氣象科技人員還應用該系統製作兩個流域未來12小時至72小時各子流域面雨量定量預報,供洪水預測和防汛指揮決策參考應用,延長了洪水預見期,提高了洪水預測的可靠性,發揮了突出的作用。1999年、2000年、2001年我國北方地區出現了連續乾旱,系統加工生成的雨情天氣和旱情實況圖表以及降水量歷史對比分析產品為各級領導提供了有效的抗旱參考信息。
2002年,該系統獲得國家科技進步二等獎,這是繼2001年「全國水情信息及洪水預報預測業務系統」獲國家科技進步二等獎後,水文氣象工作者獲得的又一殊榮。 (來源於2006年5月18日《中國氣象報》作者:王琳)