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我国梅雨天气气候业务发展:从无序到统一国家标准

来源:中国气象报   发布时间:2018-09-2215:05
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孙进透露,今年雨中可能会增加5-10名化学学科特长生名额。

  1978年12月,党的十一届三中全会确立了对内改革、对外开放的英明决策。来自江南梅雨之乡的我,是改革开放后的上世纪80年代新一代大学生,在南京大学气象系开启了天气动力学专业的学习历程。自从1980年在中文期刊《气象》上“认识”了长江中下游的梅雨,从此,我与天气气候业务“相依为命”,在研究季风与降水问题中逐渐成长。作为梅雨研究和业务的参与者,我见证了改革开放伟大时期我国“梅雨事业”发展的历程。从此,与梅雨结下不解之缘。

  周兵

  从各自为政到步调一致

  梅雨是东亚夏季风向北推进的阶段性产物,具有复杂性、多样性、非对称性和重要性等四大主要特征,受东亚夏季风强度、大气外强迫因素(ENSO、积雪、下垫面过程)与大气内动力过程的综合影响。同时,梅雨时间尺度横跨周到次季节,成为天气学与气候学交界面的重要天气气候现象,因此,围绕梅雨业务的归属、梅雨与季风的关系、梅雨时间尺度、梅雨监测指标的统一等科学问题与业务规范经历了曲折又漫长的岁月。可以说,我国梅雨业务的研究发展与中国气候与气候变化的历程一样富有传奇色彩,且随着气象事业改革开放的深入逐步走向辉煌。

  梅雨科研业务工作与季风问题一样源远流长,在不同的年代、不同的时代表现出不同的活力,也经历着变化和各种冲突与争论。2018-09-22,国务院批准组建国家气候中心,但在此之前,梅雨预报业务隶属国家气象中心(中央气象台)长期科,依据长江中下游5站(上海、南京、芜湖、九江和汉口)的逐日降水量资料来开展监测预报。

  国家气候中心建设初期,其气候(监测)诊断室负责长江中下游5站梅雨量的记录,梅雨预报服务工作仍由国家气象中心完成,此时,该业务仍属于天气预报的范畴。随着气候预测事业的发展,梅雨预报转向预测范畴,在国家气候中心内部兴起,各相关省(市)也承担着梅雨监测预测的任务,梅雨的概念转向为天气气候现象,并为人们所接受。

  但在进入新世纪以后,长江中下游梅雨呈现得不清晰了,主雨带集中在淮河流域,以至于有专家提出“非典型梅雨”的理念,将梅雨的预报倾向为降水集中期预报。而此时,国家气候中心的梅雨监测预测在监测站代表性、梅雨区域的确定、要素与环流的统一等问题上也遭遇重大挑战。随着2012年国家气候中心领衔制作的梅雨新标准进入业务试运行,梅雨逐渐成为国家气候中心的一项核心科研业务。

  由于梅雨的四大特征,关于梅雨的讨论一直就没有停止过,各地都有自己的指标和关注点,以致于在梅雨的会商中很难形成一致的意见和结论。改革开放初期,《气象》杂志曾用两年的时间开辟专栏,对梅雨问题展开讨论。一时间,关于梅雨的研究观点百家争鸣,以各地气候中心为代表的“要素派”和以各地气象台站为主的“环流派”及以科研院校为主的“自由创新派”之间未能达成共识。

  国家标准的确定,翻开了梅雨研究的新篇章

  梅雨区域在哪里?梅雨是沿着长江中下游河流展开的吗?江南的梅雨季节总是令人神往,撑一把油纸伞走在古街小巷,连溅起的水花都富有艺术感,就像跳动的音符。2008年10月《中国国家地理》推出了“何处是江南”的讨论。江南这片地域之所以特殊,就是因为它没有清晰的边界。气象学者说,江南是梅雨;地理学者说,江南是丘陵;历史学者说,江南是沿革;经济学者说,江南是财富;中文学者说,江南是江南;语言学者说,江南是方言……台湾地区学者陈泰然指出,梅雨为东亚地区的独特天气与气候现象,是世界其他地区没有的,只发生在东亚地区,主因是季风显著。

  梅雨何时开始何时结束?中国科学院大气物理研究所陶诗言先生认为:从我国长江流域一直到日本的南部,每年从六月初到七月初, 这常常是降水量比较多的一个时期,这个时期一般称作“ 梅雨季节”。这个时期长江流域在气候上有着雨量大、日照时数少、高湿多云以及风力较小等特点。南京信息工程大学教授何金海在梅雨研究中发现其时空的多尺度特征与非对称性特点。对国家级气候业务而言,主要考虑梅雨季节问题;对梅雨省(市)来说,需要关注梅雨期的入(出)梅及区域梅雨强度;对气象台天气预报而言,则需要针对梅雨预报降水天气过程。三者的时间尺度是不同的,梅雨季节反映了季风强度,梅雨期可以包含多次暴雨强降水天气过程。

  江苏省气象科学研究所研究员徐群于1965年将梅雨分为早梅雨和典型梅雨两种,划分出1885年至1963 年长江中下游逐年梅雨的入梅日期、出梅日期、梅雨期长度和梅雨期的降水量,在2001年对原划分标准的缺陷进行了修订。国家气候中心和中央气象台在2012年前一直沿用着长江中下游5个梅雨代表站的数据作为业务参考。

  2011年,在强烈的兴趣爱好和执着的心态驱使下,我正式接受了梅雨监测指标国家标准的制订任务。经过一年的研发,我在中国气象学会报告了研究成果,核心的观点和思路是不拘泥于沿江的观测站资料,用动态的观点来区分不同区域梅雨的演变,把气象要素与大气环流指标有机结合在一起。发表之初,受到了来自管理者、一线预报员和教育科研人员的质疑和不理解。不同的声音导致研究成果的实际推进阻力很大,但也得到陶诗言院士和丁一汇院士等专家的支持。

  丁一汇院士在2012年梅雨讨论会上强调:5个站的指标已经有一定的历史,有一定的作用,也存在各个省的不一致,因此需要在现在基础上重新制订梅雨指标,国家气候中心的梅雨思想基本都同意,以四个型为基础,对原来的方法有改进。第一个型为全区域型、偶极型、纵向的经向型等,四个型最关键是都离不开长江以南和两湖地区。原来5站仅考虑降水量不够,梅雨季节可以考虑主要参考指标。中央气象台在2015年全盘接受了国家气候中心的指标,但建议能否将四型简化成三型。2015年,我和其他研究人员提出将长江中游型和下游型合并,提出了三型梅雨,把要素与环流有机融合考虑在一起,用277个代表站来监测。随着2018-09-22正式发布《梅雨监测指标》国家标准,在中国气象局内部以及水利部、总参、大气物理研究所、南京大学等得到推广应用,由此梅雨研究事业翻开了新的篇章。

梅雨监测区域(江南区、长江中下游区、江淮区)及277个观测站分布 图/周兵

梅雨监测区域逐年年平均梅雨量距平及其低频变化特征 图/周兵

  新梅雨时代三个转折点

  最近十年,梅雨业务的发展进程中有三次重要的会议。一是2008年由国家气象中心和中国气象局预测减灾司联合主办的“中国梅雨划分标准研讨会”,就制定梅雨划分标准必要性、标准统筹兼顾原则、求同存异分级制定方法、复杂问题简单化思路及科学问题与实际服务各司其职等取得一致意见。减灾司提出长江中下游地区各地要有相对统一的标准,综合考虑预报和服务意义,明确建议由国家气象中心牵头制定梅雨划分标准。

  我当时还在中央气象台工作,作为与会专家,提出由于梅雨监测指标各省(市)之间与国家级业务中心各不相同,导致会商有形无核,各地入(出)梅的差异致使舆论矛盾常现;同时,5站梅雨监测不能代表江淮流域梅雨的区域性差异,长江中下游与中游也常常不同,有意识将湖南和江西的部分区域划为梅雨区;另外,可以参考日本梅雨监测的思路,需要用动态的观点来处理传统静态的理念。会后,国家气候中心于2008年底在中国气象局政策法规司督导下将梅雨监测指标建设列入国家标准制定规划。

  二是新梅雨指标论证会。在丁一汇院士和中国气象局预报与网路司的大力支持和积极推动下,先后召开了3次梅雨指标专家评审会。考虑到新梅雨监测指标的影响性和重要性,中国气象局副局长矫梅燕在2018-09-22明确指示预报司:关于梅雨的标准,既是一个业务性技术标准,也是对气象服务具有指示意义的标准,相关省(市)非常重视,入梅问题经常会引发复杂的讨论和争议。因此,建议此标准目前在内部试用,在试用的基础上,再进行系统总结和评估。

  2018-09-22,预报司发出《关于开展梅雨监测指标研制工作的通知》,成立梅雨监测指标研制技术组。我作为国家标准制订的负责人和指标研制技术组专家,积极与专家组成员交换意见,与各位研发人员落实方案和解决问题。成立技术组这一行动是一项强有力的措施,使得指标研制工作快速推进,在2018-09-22专家评审会上,专家组一致同意通过评审,认为该业务规定已达到业务应用的要求,可以在实际梅雨监测预测服务中推广应用,在实践中进一步丰富、完善和提高。2013年与2014年的业务运行为国家标准的制定和完善奠定了基础,并得到中央气象台和地方气象台的认同,我国梅雨省份由原来的4省1市扩展到6省1市,江西和湖南正式成为梅雨省份,需要关注梅汛期。

  三是大城堡梅雨勘定会。2013年北京延庆大城堡梅雨勘定会不仅对三型梅雨的历史序列进行了勘定,而且对6省1市的梅雨序列也逐个、逐年进行了审定,提出了一系列有针对性的建议和修改意见。此次会议务实又高效,现场办公、现场调数据、现场讨论敲定结果。以致于中央气象台王秀文首席感慨:这是一辈子开得最认真、最好的会议。从2013年开始,每年对当年的梅雨监测预测进行总结与勘定,逐渐成为梅雨研究的品牌。会议结束后,我向职能司领导、国家气候中心领导和技术组专家进行了重点汇报,分享会议取得的成果,由此确立了中国梅雨、区域梅雨的历史序列。

  近三年的新梅雨指标统一了人们的认识,使得梅雨会商更加高效,也经受了实践的检验。梅雨指标的改革成功了,其中凝聚了三代梅雨科研工作者的心血和智慧;一项35年前曾经在梅雨大讨论后难以统一的指标在改革开放40年前夕以国家标准的形式完成了。

  (作者系国家气候中心首席专家、正研级高工)

  后记:

  改革开放40年,中国梅雨业务的发展是显著的,取得的成就是巨大的。新梅雨指标是5站梅雨指标的继承和发展,为国家级梅雨和地方区域性梅雨科研性业务的可持续发展发挥了积极的作用。面对未来,梅雨工作将进一步加强科学问题的研究,将台湾地区梅雨问题等一并纳入大梅雨业务框架,为提高汛期我国降水预报准确率多作贡献。同时,将视野拓展到整个东亚,期待东亚梅雨监测指标国际标准的新时代早日到来。

   (来源:《中国气象报》2018-09-22四版 责任编辑:李慧) 

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