气象科学论文范文

2023-09-16

气象科学论文范文第1篇

摘要:随着经济社会的发展,我国交通行业有了突飞猛进的变革,伴随而来的是人们对交通气象信息的需求也日益提高。为了能够提供道路交通所需的气象信息,交通气象监测系统的开发建设和应用刻不容缓。文章介绍了为此研究开发的交通自动气象站系统,详细介绍了交通气象监测系统的组成、特性和分类等,并对交通气象监测系统的应用进行了阐述和分析。

关键词:交通气象;检测系统;组成;应用

引言:气候变化带来了更加复杂的天气现象,这种状况也在较大程度上影响日常通行。遇到恶劣天气时,城市交通也很容易遭受阻碍,例如在寒冷冬季交通受到降雪和道路结冰造成的干扰。作为气象部门,有必要运用气象监测系统来收集实时性的交通气象信息,在此基础上传送信息并且提供交通决策参考[1]。由此可见,监测交通气象的系统在保障交通安全这方面具有重要意义。对于交通气象监测而言,有必要探析气象监测的具体系统组成;结合交通气象监测的真实状况,探求气象监测在现实中的运用思路。

一、交通气象监测系统组成

(一)气象观测。从分类来看,交通气象观测包含了短期和长期这两类的观测方式。在这其中,短期气象观测重视特定地点和时间段的交通气象状况,具体方式包含了自动式便携观测站、人工气象观测及应急车观测的三种类型。对于黄金周或春运等时段可以展开短期观测,此外在突发某种气候灾害时也需要运用短期观测[2]。

相比而言,长期性的气象观测关键点在于设置自动式的综合气象站,通过综合观测来判断路况与气象环境。对于交通观测而言,长期观测构成了其中的核心。从目前来看,各地陆续建成了长期观测交通气象的观测站,其中领先的观测站包括海南和北京的观测站。在长期观测气象的过程中,气象观测的要点集中于路况、风向风速、当地的温湿度、行车的能见度及路面温度等。自动式的观测站可以测量全面的交通路况,其中包括测定风向、观测气压和雨量等。

(二)数据采集处理系统。交通气象站在具体采集实时性的气象数据时,通常是借助中心站和存储数据系统来完成的。在气象观测中,气象监测中心设置了核心的单片机和工控机,在此基础上用于采集实时的气象数据。经过数据存储以及处理后,就能够据此判断实时性的路况和气候。中心站可以用来接收处理后的气象及路况数据,然后给出相应的气象监测指令。

在系统结构中,预处理和自动采集模块用来搜集并判断实时路况和其他数据,然后通过预处理来定位路况信息。观测站可以用于存储路况数据,至少应当保留最近一个月的气象和路况要素。对于存储管理而言,采集处理气象数据的系统保障了循环管理的实现,同时也可以自动清除过时的内存数据。依照中心站的判断结果,气象观测站就可以上传精确的气象数据。此外,系统还具备时钟校准的性能,能够校准观测时间和日期,在校准的基础上保证时钟的精确性[3]。

(三)数据处理及共享系统。观测站通过获得实时性数据,就可以进入后期的数据共享和生成过程中。对于搜集的气象资料,观测站可以自动予以处理并且分析,经过全方位的信息分析再去生成气象观测信息。在气象站的内部设置了采集器,采集系统可以借助有线网来传输实时的气象和交通信息,中心站负责接收气象情况。在接收信息后,中心站就进入了信息入库、信息分发和数据判断的过程中。经过全面的判断,就可以生成气象监测的曲线测图。从现状来看,气象监测与服务的系统可以分为多种;对于用户而言,可以结合需求选择最适合自身的一类气象监测软件。在获知气象信息后,交通部门也能迅速给出各路段的预警信息。

二、交通气象监测系统应用

(一)天气预报中的具体应用。很长时期以来,公众都是通过收听预报的方式来获知天气的,天气预报因此构成了气象预测的最重要形式。技术进步的状态下,各种类型的移动终端和网络电视都可以用来播放天气预报;与此同时,天气预报也可以为民众呈现不间断的天气预测信息。确保天气预报的精确性,有助于民众了解交通气象,在明确气候变化现状的基础上就增加了出行的便捷性。借助网络的渠道,民众也可以收听实时性的天气实况和交通路况,有助于保障最基本的通行安全[4]。

例如:在安卓系统的辅助下,网络可以发布零延迟的气象信息,确保身处任何地点的用户都可以予以收听。通过观测交通气象,系统还可以判断精确的周边路况,杜绝盲目出行的弊病。这样做,有助于提供查询天气的科学基础,同时也扩展了发布天气预报的途径。

(二)气象灾害预警和交通管制中的应用。路面交通与气候变化具有紧密的联系,二者是不可分割的。做好灾害预警,有利于在根本上杜绝灾害天气带来的交通安全威胁,同时也保障了民众出行时的安全。作为气象部门,通常需要借助监测系统搜集得到的精确资料来发布预报,从而为交通管制提供根据。完善对于灾害性气候的精确预警,有利于做出交通管制的科学决策。例如2013年四川雅安遭受泥石流的特大灾害,如果能够借助气象预警的方式,那么就可以减少泥石流的损失。结论:经济进步的趨势下,生活水准正在迅速改善,与之相应的出行和交通需求也变得更多。由此可见,交通监测的精确性直接关系着日常出行,关系到出行安全和行车顺利。做好交通气象监测,这样做有助于在根本上保障安全通行,杜绝恶劣气候造成的交通阻塞等不良现象[5]。在构建交通气象的监测系统时,相关人员还需要更加重视气象数据监测和气象资料运用等关键点,密切结合各个环节的监测应用。完善监测系统内部的构成,有利于借助更多渠道来发布精确的气象信息,从而服务于交通气象监测的整体水平提高。

参考文献

[1]田艳,张志强,张景涵等. 高速公路交通气象监测系统的研究与应用[J]. 气象水文海洋仪器,2011(02):86-89+95.

[2]刘晓磊,胡斌,余世同. 交通气象监测系统组成与应用[J]. 气象水文海洋仪器,2015(01):89-91.

[3]唐延婧,宋丹,柳艳香等. 贵州高速公路交通气象监测系统的初步应用研究[J]. 交通运输工程与信息学报,2015(03):39-47.

[4]高锐锋,包志华,周晖等. 基于3G网络的交通气象信息自动监测系统[J]. 测控技术,2014(02):11-15.

[5]王晓,狄远. 酒泉市公路交通气象服务系统的组成和应用[J].农业与技术,2016(09):164-165.

气象科学论文范文第2篇

【摘    要】随着社交媒体时代的到来,微博已成为突发性公共事件新闻报道的重要平台。本文以2021年“7·20”河南暴雨灾害为例,选取传统主流媒体“人民日报”、市场化媒体“澎湃新闻”以及气象领域的自媒体“中国气象爱好者”三种不同类型的媒体在“7·20”河南特大暴雨期间的微博报道为样本,结合框架理论,采用内容分析法,从报道信息来源、报道方式以及新闻议题框架这三个方面进行分析,探究微博在气象灾害新闻报道中的特征及其报道框架的差异性。研究发现,不同媒体对于突发气象灾害的微博报道框架呈现显著性差异,形成了联动互补的传播新格局。

【关键词】微博;突发气象灾害;框架理论;比较研究

【基金项目】本文为四川省教育厅人文社科重点研究基地——气象灾害预测预警与应急管理研究中心2021年一般项目“后疫情时代突发气象灾害的媒体应急传播机制研究”(项目编号:ZHYJ21-YB05)。

一、研究背景与理论基础

受地理位置和气候特征等因素影响,我国是世界上气象灾害最为严重的国家之一。据统计数据显示,我国自本世纪以来平均每年因气象灾害造成直接经济损失高达2900亿元,[1]严重危害并影响了人民的生命财产安全。尤其是随着全球气候和环境的不断恶化,近年来我国的气象灾害事件频繁发生且强度不断加大,突发性、极端性恶劣天气轮番上演。微博作为兼具媒体属性与社交属性的大型互联网平台,在传播灾害预警、受灾情况和救灾互助等信息方面都显示出了很强的优越性,不同类型的媒体共同参与突发气象灾害事件的建构与传播,也使得新闻报道以及网络舆论的形成路径更为复杂多变。因此,新的时期把握灾害性事件中的微博报道特征及其互动规律显得尤为重要。[2]

“框架”意为事物的组织或结构,它作为考察人类传播活动的概念最早出现于美国人类学家贝森特所撰写的《一个关于戏剧与幻想的理论》一文中。后来美国社会学家欧文·戈夫曼在其著作《框架分析》一书中将“框架”一词引入到了文化社会学当中,他指出框架是人们用来认识外部世界的认知结构,人们对于现实生活经验的归纳、结构与阐释都依赖一定的框架,框架使得人们能够定位、感知、理解、归纳众多具体信息。[3]中国学者陈阳在他的《框架分析:一个亟待澄清的理论概念》一文中总结了框架分析三大研究领域:新闻生产研究、媒体内容研究和效果研究。[4]分别对应新闻生产活动中的“媒介框架”、媒体内容呈现的“新闻框架”以及从传播效果角度分析受众信息接受行为的“受众框架”。[5]

二、报道框架设计

(一)案例与研究对象选取

2021年7-8月期间,受台风“烟花”和地势影响,我国河南省出现了历史罕见的持续性极端强降雨天气,全省各地市均出现暴雨,北中部出现大暴雨特大暴雨,导致了严重的洪涝灾害。据河南省人民政府统计数据显示,截至8月9日7时,本次洪涝灾害共造成全省150个县(市、区)1664个乡镇1481.4万人受灾,302人遇难,50人失踪,造成直接经济损失1337.15亿元。[6]因此,此次研究选取“7·20”河南特大暴雨期间的微博报道为主要研究案例,依据媒体类型、权威度和活跃度等因素,以传统主流媒体“人民日报”、市场化媒体“澎湃新闻”以及自媒体“中国气象爱好者”三者作为主要研究对象。其中,“人民日报”作为中央级党报在突发性气象灾害中具有绝对的信息权威度和可信度;“澎湃新闻”作为互联网时代推出的全媒体新闻资讯平台,拥有很强的公信力和传播力;而“中国气象爱好者”作为气象领域的自媒体,具有专业性的知识和较强的影响力。

(二)数据采集与编码

针对调研时间的选择,考虑到突发性气象灾害的前期预警和后期灾后重建,本文以2021年7月18日台风“烟花”形成和2021年8月20日国务院调查组进驻郑州调查“7·20”特大暴雨灾害这两大事件作为此次研究的起点和终点,对“人民日报”、“澎湃新闻”和“中国气象爱好者”在这34天之内的微博报道进行数据采集和编码。在对所采集数据进行分析和核对之后,最终得到“人民日报”微博报道数量48条,“澎湃新闻”微博报道数量75条,“中国气象爱好者”微博报道数量59条。

为便于研究,本文将报道框架分为了信息来源、报道方式以及新闻框架,并对每个类目进行了数据化处理。其中根据谢起慧和褚建勋进行危机传播研究时所归纳并采用的危机议题框架,将此次研究中媒体报道的新闻框架分为信息框架、行动框架、观点框架以及其他框架,[7]具体编码总表如表 1 所示。

三、研究發现

在上述工作的基础上,对三种媒体关于河南暴雨的信息来源、报道方式和新闻框架进行相关类目的频数统计,通过SPSS统计分析软件分别进行卡方检验,发现河南暴雨期间的微博报道框架存在显著性差异。

(一)信息来源分析

通过对三种媒体微博报道的信息来源进行统计数据分析和卡方检验,得到结果如表2所示(X2=16.494,df=6,p=0.011<0.05),可知不同媒体关于河南暴雨的信息来源存在显著性差异。

在突发性气象灾害事件中,不同媒体因各自属性和定位,其微博信息来源存在差异。进一步分析各媒体信息来源的细分类目如表3所示,可以看出“人民日报”、“澎湃新闻”和“中国气象爱好者”三者的大部分信息都属于自身媒体原创,还有部分来自于政府、消防等部门,可见在重大突发性公共事件当中,媒体都倾向于报道具有权威性或经自身证实的信息,并不存在显著性差异。而对于信源是公众的信息,“人民日报”占比仅有4.2%,而“澎湃新闻”和“中国气象爱好者”占比则达22.7%与25.4%,这与媒体的定位和属性相关,“人民日报”作为引导舆论的主流媒体要有权威的信息来源,而“澎湃新闻”和“中国气象爱好者”作为市场化媒体和自媒体,在信息来源要求上则相对宽松和自由。

(二)报道方式分析

不同的报道体裁和报道形式所产生的信息传播效果不同,通过对三种媒体的微博报道方式进行统计数据分析和卡方检验,得到结果如表4所示(X2=74.479,df=8,p=0.000<0.05),可知不同媒体对于河南暴雨所采取的报道方式存在显著性差异。

在微博报道中,主流媒体更注重通过传统的消息报道新闻,市场化媒体多发布通讯和视频新闻,而自媒体更多采用图片的形式传递信息。由报道方式与媒体的交叉制表(详见表5)可知,“人民日报”在此次灾害中多采用消息、图片和视频报道,只有少量通讯和评论。总体来说,“人民日报”的报道体裁和方式更为多元,展示了其作为中央媒体进行信息传播和舆论引导的责任和职能;“澎湃新闻”多采用通讯、图片和视频报道,并没有发表相关评论,而通讯占比超过消息,在此次灾害中提供了更为详尽的信息;“中国气象爱好者”多采用图片和视频报道,没有通讯和评论,展示了新媒体环境下自媒体用户的报道方式更倾向于互联网时代的惯用表达。

(三)新闻框架分析

通过对三种媒体微博报道的新闻框架进行统计数据分析和卡方检验,得到结果如表6所示(X2=81.413,df=16,p=0.000<0.05),可知不同媒体微博对于河南暴雨报道所采取的新闻框架存在显著性差异。

在微博报道中,不同媒体承担的角色不同,新闻框架各有侧重。进一步分析各媒体新闻框架的细分类目如表7所示,交叉表中展示了不同媒体不同新闻框架所占比重。由表7可知,“人民日报”对于此次灾害的报道集中于“灾情报道”、“情感宣传”、“灾害预警”、“救灾互助”和“救灾进展”;“澎湃新闻”对于此次灾害的报道集中于“救助信息”、“灾情报道”、“情感宣传”、“救灾互助”和“救灾进展”;而“中国气象爱好者”对于此次灾害的报道则集中于“灾情报道”、“灾害预警”、“科普信息”、“救助信息”和“情感宣传”。可以看出不同媒体的新闻框架存在差异性,“人民日报”作为传统主流媒体,肩负着舆论引导和正面宣传的重任,因此更侧重对于灾情的报道和正面情感的宣传;“澎湃新闻”作为市场化媒体,在社交平台中扮演着重要的中间人角色,更侧重救助信息的传播,以及作为媒体进行信息提供和正面宣传的责任;“中国气象爱好者”作为气象领域的意见领袖,则侧重从专业的角度进行相关灾情的报道和气象灾害的预警。

总体而言,三种类型媒体的新闻框架存在显著性差异,这与媒体的自身立场和编辑方针密切相关。比如主流媒体作为党和政府的喉舌,特殊的政治属性要求其承担更多的社会责任,做好新闻信息的传递和舆论的监督、引导工作。

四、研究结论

突发的河南暴雨展示了后疫情时代特殊的中国式网络社交救援,微博等社交媒体为各种突发性事件提供了紧急求助的平台,而后凭借其社交属性实现了信息的广泛传播。在微博报道中,不同媒体对于同一气象灾害事件的报道框架存在显著性差异,但同时呈现出一种优势互补的传播局势。

(一)汇聚多方信源,完善应急信息

突发气象灾害的发生往往会导致信息的闭塞,产生一定的信息差,而这种信息差会导致受众产生认知偏差,认为作为信息富裕者的大众媒介掌握着大量信息,继而要求其在短时间内进行新闻事实核查并传播实时、动态的灾害信息。然而在突发灾害面前,大众媒介有时同样鞭长莫及。如分析本研究的微博原始数据可知,在“7·20”河南特大暴雨期间,受地域和天气影响,“人民日报”等中央媒体在灾害初始时期的第一手信息获取不全,大部分都是基于官方数据的解读,反而是市场化媒体“澎湃新闻”和气象类自媒体“中国气象爱好者”依靠自身用户渠道获取了大量实时实地灾害信息,很大程度上促进了救灾活动的高效开展。不同媒体基于多方信源的信息搜集和报道,在微博上形成了独特的传播链条,各链条不断交织共同完善了突发灾害的应急信息构建。

(二)创新表达方式,丰富报道框架

在社交媒体时代,尤其是突发性灾害事件当中,人们更倾向于通过囊括了图片、文字和声音等文本的视频获取最直接、直观的信息。在此次“7·20”河南暴雨的微博报道中,“人民日报”、“澎湃新闻”和“中国气象爱好者”都注重视频新闻的表达,让用户更加直观、生动和全面地了解灾情的进展,及时、有效地传递各类与灾害相关的救灾和科普信息,更有利于救灾进程的推进。除此之外,“人民日报”从宏观的角度进行正面信息的传播和舆论的引导,“澎湃新闻”则从微观的角度出发进行救助信息的搜寻和灾害事件的详细叙述,二者都在恪守新闻专业主义的前提下进行新闻信息的传递,而“中国气象爱好者”从气象知识角度出发进行了灾害预警、灾害成因、救灾等科普知识的传播。各类媒体在互联网时代下的创新表达和不同报道体裁的運用共同作用,形成了社交媒体时代突发气象灾害的整体报道框架。

(三)媒体联动互补,共建微博矩阵

在传统媒体时代,新闻的生产和传播只能由特定的主流媒体完成,自上而下地进行信息的传递。不同于传统媒体时代用户的单向信息接受,新媒体时代的用户可以与传播主体进行双向沟通,甚至可以通过社交媒体平台进行创作,成为新闻信息的生产主体。在河南暴雨灾害事件中,除了主流媒体和市场化媒体进行应急信息的生产和报道之外,新媒体时代的用户也积极参与了救灾互助信息的搜集和传播。如“中国气象爱好者”等自媒体账号,一方面以更贴合用户接收习惯的方式进行信息的生产和传播,使救灾、科普等内容更易被理解并接受;另一方面,其所生产的信息基于受众视角,与主流媒体之间实现了内容的互补,形成了多方协同联动的信息传播矩阵。

注释:

[1]国家气象科学数据中心.气象灾害是全面建成社会主义现代化强国征程中的重大风险挑战之一[EB/OL].http://data.cma.cn/site/article/id/41131.html,2021-

7-24.

[2]王晗啸,王姗姗,李凤春.灾害性事件中政务微博与媒体议程互动关系研究[J].情报科学,2020(07):140-146.

[3]郭庆光.传播学教程[M].北京:中国人民大学出版社,2011:117.

[4]陈阳.框架分析:一个亟待澄清的理论概念[J].国际新闻界,2007(04):19-23.

[5]沈雨柔.官方与非官方媒体疫情报道框架的对比研究——以新华社和三联生活周刊为例[J].新闻论坛,2020(04):83-86.

[6]大河网.本次洪涝灾害共造成河南1481.4万人受灾,直接经济损失1337.15亿[EB/OL].https:// baijiahao.baidu.com/s?id=1707605998505009293&wfr=spider&for

=pc,2021-8-9.

[7]谢起慧,褚建勋.基于社交媒体的公众参与政府危机传播研究——中美案例比较视角[J].中国软科学,2016(03):130-140.

(作者:成都理工大学传播科学与艺术学院传播学硕士研究生)

责编:项贤勇

气象科学论文范文第3篇

【关键词】地面观测业务改革调整;气象观测工作;重要变化

为大力发展我国气象观测业务现代化,缩小与国际先进水平之间的差距,中国气象局在继《综合气象观测系统发展规划(2010-2015年)》(气发[2009]463号)的基础上,进一步提出了在未来2014年至2020年期间我国发展综合气象观测系统的总体目标和战略部署。“一网、二链、三星”业务格局的构建、“四化”“五高”目标的实现离不开气象工作基础业务水平的提升,发展规划中再一次明确地面观测业务改革调整是综合气象观测系统实现实质性飞越的基础,加强贯彻落实《2012年地面气象观测业务改革调整和试点工作方案》(气发[2012]15号)文件精神仍是目前我国实现现代气象业务体系的工作重心和基本要求。自2012年3月31日起实施的全国地面观测业务改革调整工作以来近两年半时间里,我国的气象观测工作发生了一系列重要变化,下面将结合工作中的实际情况作重点介绍。

一、地面观测新型自动站ISOS软件系统运行情况

相比地面气象测报业务系统软件OSSMO 2004来说,地面观测新型自动站ISOS软件系统在地面监控模块和通讯组网接口模块等方面都有了进一步的升级,大大降低了故障率,提高了观测数据的质量,更加适应地面观测业务改革调整的需求。下面对ISOS软件系统进行简要介绍:

1、SOS系统架构

平台具有以下特点:

(1)开发人员、气象业务流程设计人员、气象业务操作人员、其他用户职责分明,工作流程清晰,使平台实现了数据的实时采集,具有业务数据处理层级清晰的显著特点。

(2)平台中配置有调度控制器,通过一系列计划消息和时间消息的相互传递,可实现自动化调度。

(3)通过文件存储系统,分类形成“每日逐分数据文件”、“每月逐时数据文件”、“每日逐分状态文件”,并且文件的存储格式灵活可配。

(4)设备的接入可采用COM方式、以太网方式或其他方式进行接入,接口集约化,接入方式灵活可配。

(5)具有非常系统清晰的分层架构体系和业务流程体系设计。

(6)采用SQLite关系数据库作为基础数据库,易于管理和操作,并方便日常的维护和配置及多应用需求端口的接入。

2、SMO模块

在成功安装台站地面综合观测业务软件ISOS-SS 之后,系统要求对台站参数、分钟极值参数、小时极值参数、通信参数等进行正确设置,在软件进入正常运行状态之后,台站就可以进行实时观测、数据处理、数据查询、设备管理、工作管理等一系列操作。这些操作实现了自动报测、故障预警、人工订正、历史数据下载、数据自动归档、各类型要素数据查询、数据导出、综合查询等功能,大大降低了故障率,提高了观测数据的质量,减少了人为干预的因素。

3、MOI模块

MOI(地面气象业务观测平台)模块的主要功能是它可以实现人工交互数据的实时处理、对观测数据进行质量控制并对运行监控过程中出现的异常进行自动报警、输出气象资料和电报文件、对观测数据自析并自动形成各类气象报表、对数据进行实时快速的传输、进行系统维护和业务管理。MOI模块由MOI软件和MOIFtp软件构成,其中MOI软件可实现自动录入、正点观测、形成重要的天气报、进行日维护和辐射日维护。MOIFtp软件主要是用于形成长Z文件和报文传输。

二、地面观测业务改革调整后台站对质量控制的着力点

地面观测业务改革调整涉及范围广,涉及所有国家级气象台站的气象观测基础性工作(观测、发报、信息传输、报表编制),改革后对于数据资料的处理,在方法和程序上与以往相比有很大不同,同时,在运行期间也发现一些新的问题,比如个别类型台站个别时段数据资料的处理、文件的上传及维护等因没有详细的技术指标规定,因此缺乏统一规范和可操作性。根据工作实际,在地面观测业务改革调整后台站对质量控制的着力点表现在以下几个方面:

1、调整前后基础业务的转换

这次改革的重点主要集中在以下几个方面:(1)取消包括虹吸雨量计在内的自记仪器的使用。自动台站进行降雨量监测时,如果出现缺测现象,自记仪器的使用是一个很好的替代方式,因此,自记仪器的取消对于自动台站这方面的影响较大。(2)气象观测方式与守班时段的调整。对于基准站和基本站气象守班时段调整为08-20时连续观测,但4次定时观测时段守班;20-08时夜间不守班,仅在观测时的部分时段守班。一般站仍按原规定对天气现象进行观测和记录,夜间不再守班。(3)发报任务的增加与变化。对于基准站和基本站,改革之后要将以前的8次定时天气报发报任务改用新长Z文件上传,其中增加了质量控制信息、加密报等重要的信息,极大丰富了数据内容,同时20-08时的重要报的发报有特别的规定。

2、按照改革调整的规定,对夜间降水记录的处理方式较以前有较大变化。

夜间降水记录的处理包括夜间滞后降水量的处理、夜间固态降水数据的处理、夜间雨量计故障的降水处理。对于夜间滞后降水量的处理,应按照夜间不守班台站的相关要求及规定执行,分清“夜间”栏和“白天”栏的记录内容,“夜间”栏不记录起止时间和方位,只标记符号即可。固态降水的处理不同于夜间滞后降水量的处理,它主要表现为特定时段内的记录。如果能够确定固态降水的降水起止时间的,要以时加盖时段内降水量作缺测处理。对于夜间雨量计故障的降水处理,按原规定,可以使用自记仪器作为替代方法,而调整后,不再使用包括虹吸雨量计在内的自记仪器,那么在这种情况下,如果因故障无法获取相关数据时,应按缺测处理。

3、地面天气报(加密报)、降雪加密报的取消对上传资料的处理方式上有较大影响。

原规定中要求上报地面天气报(加密报)和降雪加密报,而调整改革后取消了这项规定,转而由编发新长Z文件的方式替代,因为规定细则不同,故而在上传资料的具体处理过程中容易造成误操作。这也是在地面观测业务改革调整后台站对质量控制的着力点之一。

三、地面观测业务改革后出现的地面测报异常数据类型及处理措施

在地面气象测报业务系统软件(OSSMO)改革升级后,大大降低了人工观测和编发报的工作量,使收集到的地面观测资料的传输及相关流程得到优化,提高了数据上传的质量、时效、频次和总量,上传数据的时间改革前为10min,改革后为5min。在观测数据得到精细化和时效化的同时,我们发现一些台站出现了一些新发生的错情率,这对于业务人员的技术水平和业务素质提出了更进一步的要求。出现的地面测报异常数据类型及相应对策大致包括以下几个方面:

1、因自动站监控软件判断出分钟降水量累积与小时降水量不一致时质控程序无法正常运行。

台站在软件的“自记降水设置”参数中设为“有:人工”,如果自动站监控软件在进行正点地面观测数据维护时观测到的分钟降水量显示为“-”,而小时降水量为空,那么就会判定分钟降水量累积与小时降水量不一致而使质控程序无法正常运行。

对策:自动站的运行灯显示为黄灯和绿灯两种,在显示为黄灯时表示自动监控软件正在进行观测或是进行数据的卸载,此时无法进行人工干预,当恢复至绿灯时,业务人员可以进行人工干预,此时,可以将小时降水量的值由空白填为“-”,使之与分钟降水量的累积值显示一致,那么质控程序就可以重新进行正常运行状态。

2、确保设备的正常运行,那么得到的监测数据一般来说是客观的、连续的,不存在人为因素,但在某些特殊情况下也可能发生缺测现象。

对策:在发现有缺测现象时,应想到的就是软件中存储的RTD文件、Z文件和J文件,在从RTD文件中选取数据进行补救的同时,应查看Z文件和J文件,确定缺测事件的真实存在性,如果确定就应从人工定时观测记录和自动观测记录两个方面选取日极值加以弥补。

3、因某一时段的时极值监测出现异常影响到当日日极值的挑取

对策:如果确定当日的日极值出现在某时内,而该时的时极值又出现了异常,那么可以将该时的时极值先做缺测处理,然后从人工记录的数值中选取日极值进行分析。

四、自动化程度的提升减少了人工观测和编发报的工作量

改革调整中陆续取消了一些需要人工观测记录的仪器设备的使用,比如虹吸雨量器、温湿度计、气压计等,相应的对于一些基本气象要素的记录也由人工记录转变为自动观测,同时,也省去了对以前因手工记录产生的自记纸等资料的整理。这样,大量的人力资源从繁琐的基础性工作中解放出来,可以专心地做一些业务研究工作,有利于促进气象工作的发展。另一方面,现代化设备的高效利用确保了数据质量和上传时效,同时也减少了办公物资的浪费。

五、因地面观测业务改革调整政策的全面实施,促使相关部门和业务人员加强业务学习,加强网络运行管控

为保证地面气象测报业务软件的正常升级运行,提升气象观测和服务质量,稳步推进地面观测业务自动化,相关部门和业务人员认真组织学习相关文件和软件使用操作细则,细化部门、人员和业务流程,对相关技术要求、规章制度、改革调整技术规定进行了熟练的掌握和考核,确保了改革前后业务的衔接。

六、改革调整后数据质量更加准确、科学、客观

在人工观测的条件下,因每个业务员都有自已的观测方式和习惯,因此,数据资料往往存有很大的主观性,一旦发生误差,事后就必须使用一些数学方法进行矫正补救,这大大影响了数据的准确性、科学性和客观性。改革调整后,由设备自动观测收集数据资料,只要确保设备的正常运行,那么得到的数据就是客观的、连续的,不存在人为因素,并且数据的处理、计算、传输、发报都是由程序自动完成,这样在确保数据质量的同时,也为气象预警提供了及时、精细、可靠的信息支持。

七、结语

进一步贯彻落实《2012年地面气象观测业务改革调整和试点工作方案》(气发[2012]15号)文件精神是目前我国实现现代气象业务体系的工作重心和基本要求。自改革调整实施近两年半时间里,我们的气象观测工作发生了一系列重要变化,也出现了许多新的问题,同时,也促使相关部门和业务人员加强业务学习,加强网络运行管控,为加快实现我国的气象业务现代化做好准备。

参考文献:

[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003.9

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[4]魏凤英.现代气候统计诊断分析预测技术[M].北京:气象出版社.2009:69-77

气象科学论文范文第4篇

关键词:气象科技史;学科建设历程;学科发展;科学技术史;气象史

作者简介:陈俊,博士,南京信息工程大学法政学院教授。

气象科技史主要研究气象科学和技术的起源、演变及发展规律,总结历史时期气象科技发展成就,探讨影响气象科学技术发展的各种历史因素,探索气象科学技术对人类文明进程所产生的影响。我国拥有五千多年的悠久历史,中华文明辉煌夺目,其中气象科技及其思想发展源远流长,大量气象科技史遗珍散落在历史长河中,亟需当今气象科技工作者发掘研究。新中国成立以来,学界对气象科技及其思想研究有了更多的新认识,开展气象科技史研究的必要性和紧迫性日益凸显。近十年来,在继承气象科技史研究传统的基础上,南京信息工程大学依托大气科学国家“双一流”学科,不仅完善了气象科技史学科建设,还建立起科学技术史一级学科硕士点和博士点,以此为基础打造具有特色的研究团队,建设人才培养基地。本文在广泛搜集相关史料和档案的基础上,回顾了南京信息工程大学气象科技史的研究情况和学科建设历程,提出了未来的发展方向和加强气象科技史研究的若干设想,以期更好地促进人才培养、教学科研和社会服务工作。

一、南京信息工程大学气象科技史研究的历史传承

气象科技史是大气科学和科学技术史两个一级学科的交叉学科,在研究气象科技产生、发展历程及其规律的同时,也探讨气象科技发展与社会其他因素间的相互关系。同时,与其他学科史不同,气象科技史的研究对象不仅包含一般的气候、气象知识和原理,还包括气象观测数据、气象气候物质遗存等能够直接反映与人类社会发展密切相关的地球自然环境变化等非知识性的成分,因此气象科技史研究也涉及環境考古、历史气候变化研究的部分内容,显示出科学技术史与大气科学等地球科学交叉融合的特征。

中国气象科技史研究奠基于竺可桢先生。竺可桢在哈佛大学求学时,科学技术史是该校必修的通识课程,受此影响,他一生都非常重视科学技术史的教学和研究。回国后,他在开展地理学、气象学等学科的科学研究的同时,有意识地收集和整理了大量中国古代气象观测和气候、物候资料,完成了《论祈雨禁屠与旱灾》(《东方杂志》1926年第13期)、《中国过去在气象上的成就》(《科学通报》1951年第6期)、《中国近五千年来气候变迁的初步研究》(《考古学报》1972年第1期)等重要论文。他还特别重视对中国古代科技成就的总结和宣传,是中国古代科学技术史早期研究的引领者之一。在他担任浙江大学校长期间,浙江大学聚集了钱宝琮(数学史)、王琎(冶金和化学史)等一批中国古代科学技术史研究者。1957年,他倡议成立了中国科学院自然科学史研究室(现中国科学院自然科学史研究所),这是中国第一个专门的综合性科技史研究机构,极大地推动了中国科学技术史的发展和学科的建制化。此外,他还帮助李约瑟博士在中国搜集古籍文献,用于撰写鸿篇巨制《中国科学技术史》(Science and Civilisation in China)。该书第三卷《数学、天学和地学》单独辟出一章《气象学》,系统介绍中国古代对气候、温度、降水、虹、幻日、幻象、风、大气、雷电、北极光、潮汐等天气现象和气候要素的认识。《中国科学技术史》对中国古代气象科技的发展给予高度评价,是国外系统介绍中国古代气象科技成就的重要文献。

自竺可桢、李约瑟开始,中国气象科技史研究在气象学界和科学技术史学界均颇受关注。在气象学界,先后有陶诗言、王鹏飞、陈学溶、吕东明、张德二、温克刚、陈文言、洪世年等学者出于自觉意识,开展中国气象科技史研究。特别是1983年,王鹏飞、谢义炳等倡议创建了中国气象学会气象史志专业委员会,标志着气象学界关于自身学科历史的研究从兴趣走向专门化,产生了一批关注近现代气象科技发展的历史著作,南京信息工程大学、中国气象局气象干部培训学院逐渐成为行业内重要的气象科技史研究中心。

在科学技术史学界,气象科技史多依附于天文学史,在中国科学院自然科学史研究所、上海交通大学、内蒙古师范大学等高校院所都有专人开展研究,并呈现出一定的学术传承性。除此之外,中国台湾学者刘昭民先生长期关注中国古代气象科技史,撰写了《中华气象学史》等一系列重要论著。2017年,中国科学技术史学会气象科技史专业委员会成立,标志着气象科技史研究开始走向建制化。南京信息工程大学的气象科技史研究及学科建设,正是在老一辈气象科技史专家前期耕耘的基础上逐渐发展起来的。

二、南京气象学院时期(1960—2004年)的气象科技史研究

1960年1月12日,教育部正式批准以南京大学气象系为基础成立南京大学气象学院,并明确将来独立建院。经过3年的艰苦奋斗,在专业与系科设置、师资队伍建设、课程设置、基础设施等方面达到独立建校条件后,教育部、中央气象局正式批准南京大学气象学院独立建院,并更名为南京气象学院,直属中央气象局。建校初期,中央气象局从直属单位调拨名家、名师汇集学校,朱和周、王鹏飞、冯秀藻等是其中的佼佼者。其中,王鹏飞先生是南京气象学院气象科技史研究的开拓者之一。

王鹏飞于1943年就读于中央大学,1944年中央大学气象系成立,他成为该系的第一届学生和毕业生,黄厦千、涂长望、陶诗言等均是其授业恩师,正是在这个时期,他接触到了竺可桢关于气象史和董作宾关于殷墟甲骨气象卜辞的文章,受到很大启发,埋下了从事气象科技史研究的种子。1978年,他在《南京气象学院学报》创刊号上发表了《中国古代气象上的主要成就》,这成为他从大气物理学研究拓展至气象科技史研究的标志,之后,他在中国古代气象科技文献和仪器考证、近现代气象事业发展史等方面著作颇丰。《王鹏飞气象史文选》《王鹏飞气象文选Ⅱ》收录了他主要的气象史作品,部分重要论文见表1。

在众多工作中,王鹏飞通过对《增补文献备考》《国朝宝鉴》《朝鲜李朝实录中的中国史料》等史料进行考证,指出朝鲜所发现之测雨器系1441年自行發明,并非由中国传入,解决了这一历史谜案。此外,他还考证出我国古代重要的农业气象著作《田家五行》应当是由娄元礼和陆泳共同完成的。这些研究成果获得了气象学界、科学技术史学界的广泛认同。王鹏飞先生不仅是南京气象学院气象科技史研究的开拓者、践行者,也为气象科技史研究的发展作出了极大贡献。在他的推动下,1983年气象史志专业委员会成立,挂靠于南京气象学院。他不仅担任数届气象史志研究会主任委员,晚年更是以极大的热忱与努力积极推动气象科技史的研究、传承和发展,贡献了毕生心血。

陈学溶先生是南京气象学院另一位重要的气象科技史研究践行者。陈学溶得罗漠院长赏识,于1972年调入南京气象学院。20世纪80年代,他从撰写竺可桢先生纪念稿开始着手气象科技史研究。他是中国近现代气象事业发展的见证者之一,与众多气象科技人物均有较深的渊源,所以他对气象科技史的研究主要集中在近现代气象科技人物领域(表2)。他的研究涉及竺可桢、蒋丙然、黄厦千、石延汉等的活动与贡献,其中关于竺可桢的文章就超过十篇,内容主要集中于竺可桢与中央研究院气象研究所、中国气象学会、中国近现代气象事业发展的关系,在国内竺可桢研究领域产生了重要影响,因此他负责单独撰写《竺可桢传》第三章《为中国近代气象事业奠基》。此后,他还受邀校审了《竺可桢全集》,这项工作历时14年,近1600万字。《竺可桢全集》出版后,他又对竺可桢日记部分的400多万字进行了校对,为这部宏伟著作的诞生作出了突出贡献。此外,陈学溶关于气象科技人物的文章填补了诸多近现代气象科技史研究领域的空白,修正了一些错漏。他还与《中华气象学史》作者刘昭民先生坚持互通信件26年,共同推动了海峡两岸气象科技史研究的发展,至今仍传为佳话。

此外,南京气象学院农业气象研究创始人冯秀藻先生曾撰写《竺可桢与农业气象学和物候学的研究》(《竺可桢逝世10周年纪念文集》,1984年)与《竺可桢与农业气象》(《南京气象学院学报》1986年第4期)等文章,共同推动并掀起了20世纪80年代的气象科技人物研究热潮。同一时期,气候专家柳又春在研究历史气候变迁之余,对古人关于气候变迁的认识、气候变迁对人类历史的影响等进行了考察,撰写了《人类改造气候的伟大设想》(《大众气象》1981年)、《风能利用古今谈》(《大众气象》1982年)、《人类改造自然的伟大设想》(《科学实验》1982年)、《简话古代气候变迁》(《气象纵横谈》1981年)等文章,是南京气象学院在气候学领域开展气象科技史研究的重要人物。

总体而言,这一时期的气象科技史研究在王鹏飞、陈学溶、冯秀藻等老一辈学者的不断探索和大力推动下,从无到有,从单一到多元,从分散到系统,无论史料的搜集与整理,史实的考订与分析,还是研究内容的拓展与深化,皆取得了显著成果。尤其是1983年气象史志专业委员会成立并挂靠在南京气象学院,进一步奠定了我校气象科技史在全国的领先地位。与此同时,王鹏飞、陈学溶等学者关于气象科技史的研究受到了学院的高度重视,学院非常支持气象史志委员会的挂靠工作。《南京气象学院学报》(后改名为《大气科学学报》)成为当时刊发气象科技史论文的重要阵地(1996年起开设了《气象史》专栏,共发表23篇气象科技史论文)。王鹏飞、陈学溶、冯秀藻、柳又春等学者的不懈努力为南京气象学院打下了较好的气象科技史研究基石,为南京信息工程大学气象科技史研究的兴盛、学科的发展壮大以及科学技术史一级学科的建立奠定了良好基础。

三、南京信息工程大学时期(2004至今)的气象科技史研究与学科建设

2004年,南京气象学院更名为南京信息工程大学,先后实现了江苏省人民政府、中国气象局、教育部、国家海洋局多方共建,在大气科学国家“双一流”学科的带动下,呈现出地球科学、计算机科学与技术、环境科学与生态学、海洋科学等多学科蓬勃发展的新局面,气象科技史研究迎来了新的发展契机。2011年,获准成立科学技术史一级学科硕士点,为气象科技史研究提供了稳定的学科支撑,改变了以往仅由气象学家依据个人兴趣研究气象史的局面,专业性的气象科技史研究团队逐步建立起来,研究领域极大拓展。2016年,我校组建科学技术史研究院;2018年,科学技术史一级学科博士点成功申报并获批,进一步推动了气象科技史研究的跨越式发展,师资队伍日益充实,人才培养体系逐步完善,研究领域和研究成果在国内外独树一帜。

(一)学校更名以来的学科建设

2004年5月,经教育部批准,南京气象学院更名为南京信息工程大学。在江苏省人民政府、中国气象局、教育部、国家海洋局等的大力支持下,学校多学科发展的步伐不断加快,新专业陆续增设。在此背景下,气象科技史研究从以往的单兵作战逐步向学科团队建设的方向发展,越来越多的青年教师投入气象科技史研究中,相关研究成果不断涌现。

气象科技史被纳入新专业增设和学科建设的整体规划,主要有两方面原因。一方面,我校拥有悠久的气象科技史研究传统。20世纪60年代初,王鹏飞、陈学溶、冯秀藻等气象学家已经开启了气象史研究事业,1983年中国气象学会气象史志专业委员会成立并挂靠我校,该机构的设置奠定了我校在气象科技史领域的领先地位。另一方面,气象科技史研究契合了大气科学学科长远发展的需求。大气科学学科是我校立校之本,不仅要详细追溯其发展历程,而且要探索古今中外的气象历史与气象文化,增强学校的历史底蕴,夯实大气科学学科发展的根基,丰富大气科学研究的内涵,推动大气科学研究更稳更快地发展。此外,我校大气科学学科长期以来的良好发展为气象科技史研究提供了重要依托。

自2004年学校更名至2011年获批科学技术史一级学科硕士点,学校先后涌现出一批具有代表性的气象科技史成果。王鹏飞、陈学溶等老一辈气象学家继续在气象史研究的道路上开拓前行。王鹏飞先生主要从事中国古代气象史研究,尤其着力于气象仪器、气象观测等相关史料的挖掘与分析。2005年,他在《自然科学史研究》发表了《张衡候风地动仪功能测试和感震原理的探讨》,对张衡地动仪的设计思路和感震原理进行了深入研究,引起学术界广泛关注。《南朝观象台在今南京大行宫考》(《东南文化》2007年第5期)和《评唐代李淳风“占风情”方法》(《自然科学史研究》2010年第4期)对中国古代气象观测问题的研究进行了有益补充。此外,出版于2010年的《王鹏飞气象文选Ⅱ》对中国古代文献中记录的雷雨、霞光、云雾、蜃景等自然现象进行了科学分析。陈学溶先生则主要关注中国近现代气象史研究,在相关档案资料的基础上,从亲历者的视角对近代诸多气象人物和中国气象学会的筹建与发展历程进行记录、勘误与分析。作为竺可桢先生的学生,陈学溶不仅参与了《竺可桢全集》的审校工作,而且充分利用该资料,相继在《中国科技史杂志》和《大气科学学报》上发表了一系列成果。

在老一辈气象学家的引领下,原本从事文学研究的部分教师将研究旨趣转向气象史,萌生了以气象科技史作为特色方向,申报科学技术史一级学科硕士点的想法。他们将文学与气象相结合,充分挖掘中国古代文学作品中的气象元素,以全新的视角探讨文学,研究气象科技史。2009年,我校文科学报《阅江学刊》开设《气象与人类社会》栏目,相继发表了《气候灾异与吴嘉纪诗歌风格的形成》《夔州气象与杜甫诗歌创作》《重返自然——中国“气象文学”的“知识场”建构》《诗意地栖居——生态文明与全球气候变化》《海潮灾害与范公堤的修筑——兼论范仲淹“先天下之忧而忧”思想形成的自然环境基础》等多篇气象科技史论文。2011年,《南京师大学报(社会科学版)》第1期开设《气象与文学研究》专栏,刊发了我校教师撰写的《“气象文学”刍议》《有我之境与无我之境——新时期以来小说中的气象灾害书写》《“片云头上黑,应是雨催诗”——论自然气象兴感与诗歌审美意境营造》等论文。这些论文将气象与文学有机结合,从气象的角度探讨文学,利用文学作品研究气象,为气象科技史研究提供了新材料、新方法和新视角。

随着研究队伍的不断壮大,研究资料的不断发掘,历史气候变化、气象文化建设、气象服务等研究领域逐渐形成。韩颖、蒲希撰写《中国的气象服务及其效益评估》(《气象科学》2010年第3期),吴效刚发表《气象文化建设:理论创新与实践变革》(《阅江学刊》2010年第6期),李忠明、张昳丽发表《论明清易代与气候变化之关系》(《学海》2011年第5期),这些论文从宏观角度进行了方向性的探讨,带动了后续研究的进一步深入。

在科研项目方面,2009年我校承担了国家重大文化工程《中华大典·地学典·气象分典》的编纂工作,该项目有力推动了我校气象科技史学科的跨越式发展。一方面,为了编纂分典,我校教师全面搜集了中国古代文献中与气象相关的记录,不仅为气象科技史研究奠定了重要的史料基础,并且催生出气象社会史、气象台站史、气象仪器史等新的研究增长点。另一方面,该项目将一批文献学和语言学功底深厚而研究方向不明确的文学专业教师凝聚起来,为学校以气象科技史为核心支撑申报科学技术史一级学科硕士点打下良好基础。2011年,学校承担了中国科协发起的老科学家学术成长资料采集工程项目中的“王鹏飞学术成长历程资料采集工程”。此外,还承担了17项中国气象局气象软科学项目,如“先进气象文化建设”“中国气象人精神境界探析”“《气象文献学》编纂研究”“高校防灾减灾通识教育研究”“中国古代应对气候变化研究”“中国气象科技词典史研究”“气象文化普及与传播策略研究”等。

总体上看,2004—2011年,我校气象科技史研究取得了较大进展。老一辈气象学家研究气象科技史的传统得以传承、发扬,不少青年教师以自身专业为基础,逐渐将研究旨趣转向气象科技史,从诗歌、小说、文集等中国古代文学作品中挖掘气象信息,重探中国古代历史。同时,大量气象史料被收集、整编,历史气候变化、气象灾害史、气象科普成为新的研究增长点。科研项目立项数量不断增加,尤其是在2009—2011年呈现大幅增长。研究队伍不断壮大,研究领域不断拓展,研究成果不断丰富,气象科技史研究开始受到学术界越来越多的关注,为科学技术史一级学科硕士点的成功申报提供了有力支撑。

(二)科学技术史一级学科硕士点设立以来的发展

2011年3月,经教育部授权,我校增设科学技术史一级学科硕士点。从此,我校气象科技史研究有了稳定的学科支撑和专门的师资队伍,迎来大跨步发展。课程设置、人才培养日益规范化,师资团队逐步专业化,研究领域日趋多元化,服务对象日渐社会化,研究特色在国内独树一帜。

2012年9月,科学技术史专业招收首批硕士研究生,共24名,其中10名同学选择气象科技史作为研究方向。为保证研究生培养质量,学科点积极吸纳、借鉴国内其他高校的经验,不断优化课程设置方案,共开设气象科学概论、气象科技史、历史气候变化、气象灾害史、气象文化概论5门课程供研究生选择修读;在研究生指导方面,采取以导师负责制为主,学科点共同培养相结合的方式。同时,注重教学、科研、实践的融合,以讲授、讨论和高水平讲座为基础设计了开放的课程体系,以扩大研究生的视野,并依托校内外科研平台和实践基地,以项目为抓手,重点培养学生的科研创新和实践能力。2015年6月,首批招收的24名硕士研究生均顺利毕业,并且高质量就业。2013—2017年,在招收的科学技术史专业研究生中,近半数同学选择气象科技史作为研究方向,并逐步形成了气象台站、近代气象人物、气象典籍、历史气候变化、气象灾害史等研究体系,发表相关学术论文52篇,承担省部级课题3项。

随着科学技术史一级学科硕士点的设立,气象科技史的人才队伍建设逐渐专业化。原本已将研究旨趣转向气象科技史的部分教师在该领域继续发力,不断探索,研究成果频出。同时,人才引进为该方向的建设注入了新的活力,2012—2017年,气象科技史方向先后引进毕业于北京师范大学、中国科学技术大学、上海交通大学、清华大学等国内知名高校的青年教师6人。师资力量不断壯大,科研团队建设不断加强,逐步形成了气象科技起源、演变与发展规律,历史时期气候变化与气象灾害,气候与人类社会互动,气象科普体系建构四大研究领域,采用长时段、多维度的研究范式,围绕气候演变、生态治理等热点开展现实性、应用性和前瞻性研究,研究成果在国内处于领先地位。

在平台建设方面,2012—2017年,我校共建成历代典籍气象记录知识库、气象词汇数据库、气象科普资源数据库、中国气象台站史资料总库四大数据库,建立了中国气象典籍数字工程实验室和气象历史文献信息平台,并与英国剑桥大学李约瑟研究所、德国马克斯·普朗克科学促进学会建立了科研合作关系。2013—2016年,科学技术史(气象科技史)学科先后获批江苏省重点(培育)学科、中国气象局重点学科,成为全国气象科普教育基地、中国科协人才培养基地。四大数据库、两大数字平台的建成,两个重点学科、两大科普基地的获批,不仅为气象科技史研究的进一步深入开展提供了基础性支撑,而且为学科点人才培养、师资团队建设提供了重要依托。

在科研成果方面,自科学技术史硕士点设立以来,气象科技史领域的论文、著作呈现迅速增长态势。2012—2017年,我校在《自然科学史研究》《地理科学进展》和Journal of Climate、Regional Environmental Change等国内外重要期刊上发表学术论文83篇,涉及历史气候变化、气象灾害史、中国古代水环境治理、气象文化建设、气象科学传播等重要领域,引起学术界广泛关注。出版专著12部,其中,具代表性的有史军的《自然与道德:气候变化的伦理追问》(科学出版社,2014年),张静的《气象科技史》(科学出版社,2015年),王东的《气象科技与社会文化发展》(科学出版社,2015年),李平、何三宁的《历史与人物——中外气象科技与文化交流》(科学出版社,2015年),李忠明的《中国气象科普体系构建研究》(气象出版社,2016年),曾维和的《气象灾害群体脆弱性研究》(科学出版社,2016年),等等。

在科研项目方面,科学技术史研究团队在2012—2017年共获批省部级以上课题20项。其中包括国家公益性行业(气象)科研专项“气象科普体系建构研究”,国家自然科学基金面上项目“中国明清时期气候灾害时空演变特征挖掘研究”“中小学校园气象灾害恢复力多维评估体系与综合减灾模式”,国家自然科学基金青年项目“全新世中期以来长江下游平原地区泥炭形成时代和环境控制因素”“气候变化和放牧对中亚草地生态系统碳源/汇的影响研究”,国家社会科学基金“气候变化的伦理与政治研究”“中国参与国际气候合作的价值立场与政策选择研究”,中国科协老科学家学术成长资料采集工程项目“陈学溶学术成长历程资料采集工程”,中国气象局气象软科学项目“气象科技史视角下的我国气象文化内涵提升策略研究”“欧美汉学界对于中国古代气象的人文研究”“大数据驱动下气象灾害史料库构建与应用研究”,等等。获批横向课题8项,主要是中国气象局的委托项目,如“中国气象台站史研究”“中国气象教育史研究”“中国气象事业近现代化研究”等。

在教研评价方面,短短六年间,气象科技史学科无论在教学还是在科研领域,皆取得了令人瞩目的成果,在国内同领域中处于绝对领先地位。李忠明教授面向全校本科生开设的气象史话、气象与生活等课程入选国家精品视频公开课,气候变化与人类社会的课程入选江苏省“十三五”重点在线课程,配套教材被评为重点规划教材。李廉水教授先后获第十三届江苏省哲学社会科学优秀成果奖、第七届高等学校科学研究优秀成果奖(人文社会科学)二等奖。史军教授获江苏省第十四届哲学社会科学优秀成果奖三等奖。曾维和教授获2015年度江苏省社科应用研究精品工程奖。郭刚教授获2016年度江苏省教育科学研究成果奖(高校哲学社会科学研究类)。

在社会服务方面,气象科技史学科成果显著。第一,积极参與政府智库建设。依托江苏省重点培育智库气候与环境治理研究院,气象科技史团队参与制定了全国“十三五”气象科普规划方案,出版了一批优秀智库成果。例如,施威教授和李忠明教授撰写的《推进我国气象科普体系建设的对策建议》,被中国气象局各办公室和宣传科普中心学习和采纳。第二,充分发挥气象科普基地和科普人才培训基地作用。2016年起,我校连续承担三次中国科协科普干部培训工作,对来自全国31个省(自治区、直辖市)基层科协、科技场馆的600余名学员开展培训。第三,深入中小学开展气象科普宣传活动。我校在南京市中华中学、南京市浦口小学等学校建立了气象科普站,丰富青少年的气象科学知识,使他们能够更加科学地了解天气现象和气候变化规律。同时,将“公共气象、安全气象、资源气象”的理念引入气象科普,积极策划各类气象科普活动,借助新技术、新媒介和新平台,提升公众的气象科学素养,多途径服务气象科普事业。

总体而言,自2011年3月科学技术史一级学科硕士点获批以来,我校的气象科技史学科发展迈上了新台阶。在科学技术史硕士点的支撑下,逐步探索出“导师负责制为主,学科点共同培养相结合”的研究生培养模式。师资团队建设新老搭配,多学科融合,研究领域独具特色。平台建设稳步推进,得到了江苏省、中国气象局、中国科协等多方支持。研究成果呈直线式增长,科研和教研齐头并进,科学研究步伐紧跟国际前沿,成果丰硕。教学研究立足本校,面向全国。社会服务以“助力国家气象事业发展,提升公众气象科学素养”为宗旨,积极建言献策,线下集中讲授,线上多元宣传。在学校的大力支持和研究团队的共同努力下,气象科技史已成为我校的特色研究方向,在国内独树一帜,不仅是我校科学技术史一级学科博士点成功申报的强有力支撑,而且成为历史学、大气科学、地理学等多学科交叉融合的典范,契合了当前社会对复合型人才的需求。

(三)科学技术史博士点设立以来的发展

2018年1月,我校科学技术史学科获批一级学科博士点,气象科技史研究平台再度提升,学科发展再上新台阶。人才培养模式渐趋成熟,师资团队不断整合优化,科学研究不仅注重量的发展,更加注重质的提高,咨政建言方面成绩凸显。同时,我校积极加强国内国际合作,努力打造高端学术交流平台,推动气象科技史研究迈向国际化和前沿化。

在人才培养方面,硕士生培养模式渐趋成熟,博士生培养逐步迈向正轨。经过六年多的不断探索,气象科技史学科确立了培养“厚基础、宽口径、高素质”的科研和应用复合型硕士研究生的目标,不仅强调严格规范的学术训练,而且尽可能为硕士生提供更多的学术交流和项目申报机会。目前,97%以上的学生发表了学术论文;90%以上的学生有过参加学术会议的经历,其中75%的学生在会议上提交了学术报告。2018—2020年,3位同学获得中国科协研究生科普能力提升项目。整体来看,我校气象科技史方向的研究生专业基础扎实,综合素质高,升学和就业前景良好。博士生的培养目前正处于探索和优化阶段。2018年9月至今,共招收两届博士生,因学生人数不多,导师有条件采取一对一的教学和指导模式,更有利于针对学生的知识基础和兴趣特点优化课程内容,提高学生的学习质量和科研能力。

科学技术史一级学科博士点获批之后,随着我校院系布局的重新规划,气象科技史师资团队建设进一步整合优化。在原有师资力量的基础上,管理学和地理学的部分教师加入气象科技史学科的导师队伍,师资结构进一步优化,高级职称比例进一步提高,中青年骨干力量不断注入,博士化率达到100%,国际化率达60%以上,形成了文理交叉、多学科融合的科研团队。在此基础上,研究方向进一步凝练,研究方法进一步革新,研究领域进一步拓展,气候文明史、气候治理、气象灾害数据重建等成为新的研究增长点。

在研究成果方面,高水平论文发表数量和著作出版数量不断增加,科研项目承担数量穩步提升。科学技术史博士点获批以来,短短两年,研究团队已在Climate Research、Holocene、《自然辩证法通讯》《自然辩证法研究》等知名刊物发表气象科技史论文27篇,出版专著6部。其中,陈俊教授出版专著《正义的排放:全球气候治理的道德基础研究》(社会科学文献出版社,2018年),李晓岑教授发表了《气候变化背景下的铜与氐羌民族》(《西北民族研究》2018年第2期)、《气候与“心脏地带”》(《自然辩证法研究》2019年第8期)、《从北极看世界:试论气候对人类精神和社会发展的影响》(《自然辩证法通讯》2019年第12期)、《气候与人类历史观》(《自然辩证法通讯》2020年第12期)等关于气候与人类文明的系列论文,李忠明教授发表《气候变化视野下的〈山海经〉神话研究》(《江苏第二师范学院学报》2018年第2期),杨凯博士发表了《日本古代气象占记录研究——以云象为例》(《自然科学史研究》2019年第3期)、《日本古代气象祭研究》(《自然辩证法研究》2020年第4期)、《科学争议之嬗变:中日“沙尘”历史纷争研究》(《自然辩证法通讯》2020年第7期)等关于中日气象科技史的系列论文,王挺博士发表《清钦天监气象工作的考察》(《中国科技史杂志》2018年第1期),这些著作和论文引起了学术界广泛关注。其中,李晓岑教授的相关成果因提出新的气候与文明理论而被《中国社会科学报》《中国气象报》等重要媒体报道,毕硕本教授和毛龙江教授也有很多关于气象史和环境考古的重要成果。科学技术史研究团队承担国家级课题4项,省部级课题9项,横向课题5项,其中包括国家自然科学基金项目“清至民国长江中下游地区重大水灾的社会影响传递过程”“近60年来人类活动和气候变化对长江入海水沙通量影响机制剖析”,国家社会科学基金“明以降关中—天水地区的城市水环境与城市水利(1368—1968)”,江苏省社会科学基金重点项目“气候怀疑论的科学批判研究”,中国气象局气象软科学项目“新时代气象教育培训发展路径研究”“生态文明视域下气象文化内涵建设与科普传播”“面向‘一带一路’国家的气象人才培养研究”,中国科协科普部委托项目“气象科普共建基地”,中国气象局委托项目“中国气象仪器史”“中国近代气象史”,等等。

在社会服务方面,我校在继续推进气象科普基地建设、科普人才培训、气象科普进校园等活动的同时,智库建设取得了突破性进展。两年间,共完成省新型智库理事会交办的年度课题3项,发表智库专报21篇。其中,王会军院士的《后AR5时代气候变化主要科学认知及若干建议》获国务院领导批示,李廉水教授的《基于大数据融合提升灾害应急管理能力的政策建议》被教育部采用上报,董勤教授的《江苏海岸带资源保护与利用存在的问题与建议》被《江苏省人民政府研究室调查研究报告》采用,李婷副教授的《强科技、重创新、亲民众——融媒体时代下对公共气象服务的几点思考》被安徽省气象局采用。智库成果重点围绕气候变化、雾霾治理、气候政策和生态文明等方向展开决策咨询和调研评估,为气候与环境治理领域的政策实践提供高水平智力支撑,为公共气象服务建言献策。

在科研合作领域,一方面,积极构建多机构、跨学科、多功能的科研合作机制。在进一步推动与英国剑桥大学李约瑟研究所和德国

马克斯·普朗克科学促进学会科研合作的同时,与中国科学院自然科学史研究所建立了新的科研合作关系,与南京博物院、苏州丝绸博物馆、南京市文物保护研究所等文博单位合作,建立了稳定的研究生实习基地。另一方面,广泛参与国内外学术交流活动。主办“大气环境治理助力江苏高质量发展”智库高端论坛,协办第四届全国气象科技史学术研讨会,主办第十三届中国少数民族科学技术史学术研讨会。气象科技史方向的师生累计参加大型学术会议30余次,多次举办相关学术讲座。

整体而言,自2018年1月获批科学技术史一级学科博士点以来,短短两年多时间,气象科技史学科无论在人才培养、师资建设方面,还是在科研成果、学术交流方面,皆取得了突破性进展,发展速度令人瞩目。在人才培养方面,从单一的硕士生培养模式起步,构建完整的硕博培养链;在师资力量方面,从文学专业色彩浓重转向文理交叉优化整合;在科研成果方面,从最初以研究领域新颖而在国内独树一帜,到目前以前沿性的研究方法和较高的研究水平被学术界所关注;在社会服务方面,从以传播气象科学知识为主,到科普宣传和智库建设并举;在国内外合作方面,从最初以科研合作为主,到当前科学研究、人才培养等全方位的深度交流。继续保持快速稳定的发展态势,迅速跻身国家“双一流”建设学科,科学技术史团队仍需砥砺奋进。

四、南京信息工程大学气象科技史学科发展展望

南京信息工程大学气象科技史学科始终秉承“立足学科交叉、追踪前沿研究”的理念,继承我校气象科技史研究传统,依托大气科学国家一流学科优势,整合科学技术史、科技考古、科学传播和教育、博物馆学等相关专业资源,并与大气科学、地理学、管理学、艺术学、哲学、文学等其他学科交叉融合,构建具有南京信息工程大学特色的气象科技史研究体系。经过几代人的努力,初步形成中国气象科技史、西方气象科技史、极端气候与气象灾害史、历史气候变迁与人类社会、气象科技考古、气象科技与气候治理、气象科技教育史、气象博物馆学和气象科学传播等研究方向。

甲子峥嵘华彩慕,六秩风正扬帆时。新时期,学校聚焦“一流特色高水平大学”战略目标,坚持“开放、协同、特色”发展理念。在这样的整体规划下,气象科技史学科迎来了新的发展契机,未来,将立足并进一步发挥学科特色优势,不断提升科学研究水平,提高人才培养质量,顺应国家战略需求,更好地服务国家气象事业发展。

(一)夯实学术研究基础,提升研究水平

目前,我校气象科技史研究在国内独树一帜,研究成果受到学术界广泛关注。作为中國唯一以气象科技史为主要研究特色的高校,在未来建设中,我们将进一步巩固在国内学术共同体中的引领地位,扩大在国际相关领域的影响力,把我校气象科技史学科建设为既独具研究特色,又代表国家水平的气象史协同研究平台。其一,深入挖掘气象史料,夯实研究基础。广泛收集整理气象文献与档案,加强气象文化典籍的整理和出版,推动气象典籍资源数字化,借助现代科技手段实现网络共享。其二,不断丰富研究方法,提升研究水平。在利用传统史料学分析方法的基础上,积极引入环境记录、考古发现以及同位素资料,采用现代科学分析手段和地理学数据处理方法,研究古气候变化序列及其与人类社会发展的互动关系,注重与大气科学、海洋科学、管理学和哲学等学科的融合,以全新的视角阐释气象科技史的相关问题。其三,增进国际交流与合作,扩大研究影响力。积极参与国际气象文化交流合作,组建气象科技史研究合作中心;继续推动南京信息工程大学与英国剑桥大学李约瑟研究所和德国马克斯·普朗克科学促进学会以及美国、日本、韩国等相关科研机构的学术交流与合作,互派访问学者和留学生,进一步提升和扩大本学科的学术研究能力与国际影响力。

(二)完善人才培养体系,提高培养质量

学科的传承和发展,关键在于人才的培养。当前,我校气象科技史学科是设置于科学技术史一级学科之下的主要研究方向之一,未来将以明确的人才培养目标构建完整的人才培养链条。一方面,学术型和应用型人才培养模式并举,以培养“厚基础、宽口径、高素质”的科研应用复合型硕士研究生,“跨学科、专业化、独创性”的学术型博士研究生为目标。另一方面,持续推进“导师负责制为主,学科点共同培养相结合”的人才培养方式,严把招生质量关,循序渐进扩大招生规模,积极推动硕博连读培养模式。同时,针对本科生开设气象科技史、气象文化史等通识课程,培养学生对气象历史的兴趣,提高气象文化素养,为构建完整的本、硕、博人才培养体系奠定基础。

(三)优化师资队伍结构,增强学科实力

在气象科技史学科的持续发展中,师资力量建设发挥核心作用。近年来,本学科积极实施人才引进战略,但尚未形成完整的人才梯队,仍需加大学科融合和人才引进力度。其一,注重知识结构搭配,形成横向、纵向结构合理的学术梯队,进一步加强与大气科学、地理学、哲学、管理学等学科的合作,形成多学科交叉融合的师资团队。其二,积极引进国内外高素质专业人才,尤其是在国内外学术界具有一定声望,科研能力卓越,具有较大研究牵引力的学术带头人。其三,加大青年教师的培养力度,鼓励并推荐青年教师到国外访学或深造,使他们拥有更加宽阔的学术视野,与世界一流接轨的意识和能力。努力构建一支结构合理、潜力深厚的学术队伍,为学科未来发展提供坚实支撑。

(四)加强气象文化建设,服务社会需求

我校气象科技史学科自成立以来,十分注重理论与实践的结合,以服务社会发展、满足社会需求为宗旨,积极开展政策咨询、科学普及等各项工作。在立足本学科特点和发展趋势的基础上,将从以下三方面着手,进一步拓展社会服务领域,加大社会服务力度。其一,打造高端智库平台,为气象事业建言献策。围绕气候变化、灾害预警、雾霾治理和生态文明建设,大力开展调研评估和咨政建言工作,积极参与国家气象文化规划方案制定,力争打造国家级气象文化类高端智库。其二,建立稳定的科普平台,加强气象科普宣传。多层次、多形式地开展气象科普进校园、入基层等工作,举办前沿科普系列报告、气象科普实物展等各类活动,充分发挥气象科普基地和科普人才培训基地的作用,不断改进基层科协、科技场馆人员的培训工作,多途径服务气象科普事业。其三,建立校内外联合基地,助力气象文化遗产保护与利用。联合博物馆、科技馆、考古所等校外力量,深入探讨气象文化遗产的保护对策和利用措施,积极参与台站遗址、馆藏气象科技文物的保护修复和展示,为气象文化遗产保护与利用提供理论支撑和技术支持。

(本文是集体创作的成果。南京信息工程大学科学技术史研究院的李蓓蓓副教授、刘海峰副教授、涂丹博士对本文的写作付出极大的辛劳,法政学院的惠富平教授、大气科学学院的何金海教授、海洋科学学院的王坚红教授亦对本文提出诸多指导意见,在此一并表示感谢!)

气象科学论文范文第5篇

*收稿日期:20191120修订日期:20200115责任编辑:叶海敏

基金项目:江西省省级地质灾害监测预警项目(2019年度)资助。

第一作者简介:刘云,1981年生,男,高级工程师,主要从事地质灾害气象预警及矿山地质环境调查工作。Email:69580747@qq.com。

通信作者简介: , 年生, ,,。

摘要: 江西省是我国地质灾害高发、频发的主要省区之一。2002年,原江西省国土资源厅与江西省气象局合作,首次在江西卫视天气预报节目中发布了全国第一个省级地质灾害气象预警产品。江西省省级地质灾害气象预警工作历经十余年的发展,预警等级划分主要采用图层叠加法,经历了无预警等级、五级预警等级、四级预警等级3个阶段,预警信息越来越精准。2002年至2019年年底,共发布预警信息298期,其中红色(五级)预警9期,橙色(四级)预警80期,黄色(三级)预警190期,蓝色预警15期,无等级预警4期;2002—2005年为预警发布尝试阶段,发布的预警信息较少; 2006年始,发布的预警信息有较大程度增长。2002年至2019年年底,成功预报地质灾害事件856起,避免可能的人员伤亡8 885人,预警成效显著。对2011年以来172期预警命中率和空报率的年均值进行统计,发现命中率尚可,但空报率较高。预警工作主要存在的问题为预警信息仍为手工制作、预案对预警等级划分已出现不适用情况、未制定预警校验要求等。后期预警工作将向自动化、精细化及短临预警方向发展。

关键词: 地质灾害;气象预警;江西省

文献标识码:A

江西省具备地质灾害发育的地质环境条件,是我国地质灾害高发、频发的主要省区之一。江西省也是我国江南丘陵的重要组成部分,地貌以山地丘陵为主,地形高差为地质灾害的形成提供了基础的能源来源;广泛的岩土风化为地质灾害提供了初始的物质来源;村镇大量的人工切坡建房或修路形成临空面为地质灾害体能量的释放提供了空间;集中的强降雨使岩土体饱和,重量增加,摩擦减小,触发了地质灾害体能量的释放[1]。

2003年5月29日,原国土资源部和中国气象局联合举行新闻发布会,宣布全国地质灾害气象预报预警于2003年6月1日起在中央电视台天气预报节目中正式发布[2]。2002年6月12日,原江西省国土资源厅与江西省气象局合作,首次在江西卫视天气预报节目中发布了地质灾害气象风险预报,这也是全国第一个省级地质灾害气象预警产品[3]。自2003年起,中国地质环境监测院逐步建立了地质灾害气象预警理论方法,指导全国的地质灾害气象预警工作[4],预警模型由最初的临界雨量判据法(隐式统计模型)修正、发展、完善为现在的多因素判据法(显式统计模型)[5]。各地根据局部气候和地质环境条件等,建立了诸多的区域预警模型[69]。但预警效果的评价标准和方法较少,近年来参照气象预报、地震预报评价方法[1012]探讨的地质灾害气象预警效果評价方法提出了命中率、漏报率、空报率、准确率等概念[1314]。但上述方法均是基于有较多地质灾害发生的条件,具有一定的统计学意义,却难以适用于地质灾害偶发的较小空间尺度或较低等级预警的效果评价。本文对江西省十余年省级地质灾害气象预警(以下简称“预警”)工作的技术方法、成效进行分析与展望。

1 江西省地质灾害概况

江西省地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷。其中崩塌、滑坡、泥石流与区域极端降雨天气呈显著的相关性。根据统计数据[1,15],截至2016年6月底,江西省共发生有具体记录可查的崩塌、滑坡、泥石流地质灾害事件25 587起,灾害类型以滑坡为主,崩塌次之,泥石流较少;规模和灾情等级以小型占绝对优势(99.67%),中型罕有发生(0.29%),大型以上则极少发生(仅11起)。江西省崩塌、滑坡、泥石流易发程度划分为高、中、低、不易发4个等级。其中,高易发区(约5.21万km2)主要分布省界附近的武夷山、罗霄山、南岭、九岭、幕埠山、白际山、怀玉山区及省内雩山山脉,零星分布且面积较小的高易发区有庐山和上栗2处;中易发区(约6.16万km2)主要分布在山麓丘陵区,基本围绕或相间高易发区分布;低易发区(约2.95万km2)除环鄱阳湖平原和吉泰盆地有较大面积分布外,在较大水系宽阔沟谷平地及山间盆地亦有零星分布;不易发区(约2.39万km2)分布在环鄱阳湖冲积平原、赣江中游吉泰盆地及赣江上游赣州盆地[15]。

与西部省份地质灾害相比,江西省崩塌、滑坡、泥石流地质灾害特征显著:一是规模和灾情等级绝大多数为小型;二是汛期集中发生,且具有突发、多发和群发性;三是与人工切坡等人类工程活动密切相关。根据江西省目前经济技术条件,在不可能对所有地质灾害隐患点开展专业监测预警、实施工程治理或搬迁避让的情况下,开展地质灾害气象预警,不失为一种宏观层面简单、经济、有效的重要防灾减灾手段。

2 预警技术和方法

预警信息由预警范围、预警时间和预警等级3个要素构成。其中预警范围根据降雨范围圈划;预警时间以降雨时间为基础,参考地质灾害的滞后性确定;预警等级的确定和划分,目前国内常用的有图层叠加法和指数法(栅格法),均是基于区域地质环境条件和过程雨量开展评价或计算,虽然方式有异,效果是异曲同工。

因指数法涉及空间网格划分、网格赋值计算等,计算略为复杂,在尚未实现自动化预警的情况下,江西省预警等级划分采用图层叠加法。图层叠加法根据预报雨量等级叠加地质环境条件图层(地质灾害易发程度分区图)确定预警等级(图1),具体叠加分析见表1—表4。预警等级划分是预警信息制作的技术核心,根据时间先后,大致经历了3个阶段,概述如下。

2.1 无预警等级划分阶段(2002年)

2002年为江西省预警信息制作元年。预警信息根据气象部门提供的预报雨量叠加江西省地质灾害区划图(1∶75万,2000年)[18]形成。由于缺乏具体的预警等级划分标准或参照,预警信息只明确了预警范围和预警时间,未有预警等级划分(图2)。预警文字中多以“可能发生地质灾害”作为预警描述。对于极端强降雨天气,则补充“有的灾情可能比较严重”或“局部地段灾情可能比较严重”的描述。

2.2 五级预警等级划分阶段(2003年—2012年7月13日)

参照国家地质灾害预警等级划分方法[16],结合江西省降雨特征和地质环境条件,江西省地质灾害预警等级可划分为五级:一级为可能性很小,二级为可能性较小,三级为可能性较大,四级为可能性大,五级为可能性很大。其中,三级在预报中为注意级,四级在预报中为预警级,五级在预报中为警报级(图3)。预报降雨量参考江西省各降雨量段的频率和致灾性,按过程降雨量和日预报降雨量划分为5个区段。早期的地质环境条件图層仍采用江西省地质灾害区划图 (1∶75万,2000年)[18]作为叠加图层,2009年开始采用“江西省地质灾害防治规划(2009—2020)研究报告”[19]的易发程度分区图作为叠加图层。

2.3 四级预警等级划分阶段(2012年7月15日—2019年年底)

从2012年第21期预警(2012年7月15日)开始,采用颜色进行预警等级标识和划分(表3,表4,图4)。预警等级由弱到强分别为蓝色、黄色、橙色、红色[17],按降雨强度区段分别对应五级预警等级划分中的二级、三级、四级、五级,略去了原有的一级预警等级。

2013年第2期(2013年4月28日)按照对应关系仍采用原有描述,以“可能性”为基础,按很大、大、较大分别描述红色、橙色、黄色预警等级。2013年第3期(2013年5月14日)开始采用《江西省突发地质灾害应急预案》[20]确定的等级描述:红色预警,发生地质灾害的风险很高;橙色预警,发生地质灾害的风险高;黄色预警,发生地质灾害的风险较高;蓝色预警,有发生地质灾害的一定风险。地质环境条件图层替换为“江西省县(市)地质灾害调查与区划综合研究报告”[21]形成的易发程度分区图。

3 预警信息制作与发布

3.1 预警信息制作

根据气象部门提供的预报雨量数据,由预警信息制作单位初步确定预警区域和预警级别,完成预警信息初稿,必要时与气象部门会商确定。预警信息包括文字和图件两部分。预警文字包括降雨趋势预报、预报依据,可能发生地质灾害的时间、区域和预警等级,可能受威胁的对象及防治建议等内容;预警图件标示可能发生地质灾害的时间、区域和预警等级。

根据历年的预警信息对比,可以发现如下特征:一是预警等级的划分由无到有;二是预警信息文字描述由较为简单转向丰富,图件由粗线条(如2002年的预警信息范围仅以线条勾绘)转向精细化;三是预警时间的精准化,从2004年第2期预警开始,预警时间由“日”改为“时”进行描述;四是预警范围发生调整,早期预警信息不反映较低等级(一级和二级)的预警范围,从2013年第4期开始在图面和文字出现蓝色预警(三级以下)等级范围,从2014年第3期开始将最高等级为蓝色的预警信息列入考虑发布范围。

3.2 预警信息发布

经审签后的预警信息,由江西省自然资源厅(原江西省国土资源厅)和气象部门联合发布。早期信息发布的渠道主要是电视台的气象节目、电话、传真、广播等,后来增加了网络、电子邮件、短信等方式,目前QQ、微信也纳入预警发布和传递范畴,信息的受众也由宽泛兼顾向预警区的村镇责任人和群测群防员精准传递。

预警信息发布后,将对气象和地质灾害发展趋势进行跟踪、分析和研判,必要时对预警信息进行调整,按程序审签发布。为减少不必要的工作流程,一般情况下预警周期结束后,预警信息自动解除;必要时,按程序审签后发布解除预警。

4 预警成果

4.1 预警信息数量

2002—2019年年底,江西省共发布省级地质灾害气象预警信息298期次。

(1)预警等级分布。按期次的最高预警等级计算,其中红色(或五级)预警9期,橙色(或四级)预警80期,黄色(或三级)预警190期,蓝色预警15期,无等级预警4期。数量分布趋势以黄色(或三级)为主,橙色(或四级)次之,红色(或五级)较少。早期蓝色(或小于三级)预警原则上不对外发布,但是随着对预警工作的重视,2014年以来,共发布15期蓝色预警,其中2019年发布10期,成为当年数量最多的预警等级(图5)。

(2)年度分布。2002—2005年为预警发布的尝试阶段,这4个年度发布的预警较少(共17期),但总体预警等级较高,以四级(橙色)预警为主,对预警信息的发布持审慎态度。2006年开始,预警信息数量有较大程度增长,最多的年份(2010年和2016年)发布预警信息32期,最少的年份(2013年)也发布了9期(图5)。

(3)月度分布。地质灾害的分布与强降雨呈显著相关。根据已发布的298期次预警信息统计,地质灾害预警信息在每年的4—7月(汛期)为高发期,约占总期次的87.25%;5月和6月分别约占总期次的21.48%和39.26%,为预警发布的高峰月;8—10月季节性降雨减少,预警信息发布主要受台风影响,发布数量相对较少;3月可能因汛期提前而发布预警,如2019年因汛期提前在3月份发布了5期预警,但预警等级较低;11月至次年2月为枯水季,发布预警数量极少,其中11月和12月无预警信息发布记录(图6)。

4.2 预警准确率评价

4.2.1 评价方法

采用预警效果评价方法中常用的命中率、漏报率、空报率[1314]3个指标进行评价。命中率(Pht)表达的是预警区范围内准确预报的地质灾害点所占比例,定义为地质灾害预警区内灾害点数(NA)与研究区内灾害点总数(NA+NB)的比值,用公式表达为

Pht=NANA+NB。(1)

漏报率(Put)表达的是预警区范围外未能准确预报的地质灾害点所占比例,定义为地质灾害预警区外灾害点数(NB)与研究区内灾害点总数(NA+NB)的比值,用公式表达为

Put=NBNA+NB。(2)

空报率(Pft)表达的是某级别预警区内没有灾害发生的预警单元面积(SSA)与预警区总面积(S)的比值,用公式表达为

Pft=S-SAS。(3)

4.2.2 有关说明

(1)因2011年前未建立明确的地质灾害报送制度,本文仅对2011—2019年发布的172期预警按命中率、空报率2个指标进行准确率评价。漏报率与命中率之和为100%,因此漏报率不再赘述与计算。

(2)部分灾害点坐标有偏差,且预警成图比例尺小(1∶200万)。因此,将预警区界限外附近的灾害点也纳入预警区计算。研究区以江西省行政区范圍计算。

(3)仅计算崩塌、滑坡、泥石流3个类型灾害,与强降雨无关的地面塌陷等不纳入计算范围。

(4)对面积或跨度很大的预警单元,计算面积时根据灾害点的分布进行了适当的分割。

(5)当研究区内灾害点总数(NA+NB)为0时,命中率(Pht)按0计算。

4.2.3 评价结果

由于计算的预警期次较多,对2011年以来172期预警命中率和空报率再以年为单位进行了平均值计算(图7)。根据计算结果,预警的整体命中率(平均值0.51)尚可,但空报率(平均值0.71)较高。其中有25期次预警命中率为100%,有48期次预警(蓝色9期,黄色33期,橙色6期)为空报,即命中率为0,空报率为100%。导致空报率较高的原因主要有两点:一是降雨的时间、范围、强度等预警前置条件发生变化导致空报;二是人为扩大预警区范围,增加了空报的概率,但扩大预警区范围在一定程度上会增加命中率值,两者存在一定的此消彼长关系(图7)。

4.3 防灾减灾预警成效

预警信息的发布为提前转移可能受威胁群众的生命及财产安全争取了宝贵时间。成功预报的数量和避免可能伤亡人数情况是检验预警效果的重要考核因素。2002—2019年年底,江西省共统计地质灾害成功预报事件856起,避免可能伤亡人数8 885人,远高于同期因地质灾害人员伤亡人数978人(表5),预警成效显著。

对2006年27期次预警信息分析,实际发生地质灾害的主要集中时间、区域与预警的时间、区域基本一致[22]。根据江西省气象台2015年开展的预警效益评估,预警服务效益贡献率为44.03%,减少人员伤亡贡献率为67.76%[23]。根据历年数据对比结果,发现江西省地质灾害死伤人数、灾害损失呈显著下降趋势(表5)。

4.4 成功预警案例

(1)2002年6月13日,宜黄县地质灾害防灾预案中的黄陂镇丰产村丰产组滑坡隐患点,在接到地质灾害短期预报后,组织撤离了受威胁的11人。6月16日,滑坡快速下滑,推倒了3栋18间房屋,未造成人员伤亡。

(2)2002年6月18日,永丰县地矿部门接到地质灾害短期预报后在汛期地质灾害巡查中,发现沙溪镇坪上村白沙潭村小组的村后山体开裂,随时可能下滑成灾,当地政府及时组织受威胁的8户30人和重要财产转移。7月1日,村后约4 500 m3土石下滑,推倒房屋20余间,未造成人员伤亡。

(3)2006年6月,黎川县国土资源局和熊村镇政府接到地质灾害气象预报后,在巡查中发现邱源村武林峰村小组滑坡隐患点有活动迹象。6月4日前将全村17户71人安全撤出,6月6日凌晨发生山体滑坡,5万余立方米的泥沙在暴雨中倾泻而下,掩埋了38间房屋,冲毁农田200余亩,直接经济损失50余万元,未发生人员伤亡。

(4)2008年6月13日,安远县天心镇政府接到地质灾害预警信息后,于当日上午10时,在持续强降雨的情况下,该镇紧急启动转移和疏散群众方案,镇村干部组织受地质灾害威胁的群众进行转移和疏散。11时50分,最后1户被转移出危险区,10分钟后,该户房后的山体发生滑坡,滑坡体将房屋全部掩埋,该户成功脱险[24]。

5 问题与展望

5.1 主要问题

(1)预警未实现自动化。江西省作为全国最早开展省级地质灾害气象预警的省份,目前预警信息却仍停留在手工制作阶段,工作手段已远落后于其他地质灾害重点防治省区,且预警信息的手工制作将制约精细化预警和短临预警的发展。

(2)现有预警等级划分已出现不适用情况。《江西省突发地质灾害应急预案》[20]预警等级划分主要存在3处不适用的地方:一是对前期降雨的时间范围、降雨量的计算取舍等未有规定。虽然在实际预警信息制作时会考虑前期降雨量的影响,但全凭制作人员依据主观经验而定,导致不同制作人员制作的预警信息可能存在等级和范围差异;二是降雨强度过程划分较简单,仅分为过程降雨量和日(24 h)降雨量,但过程降雨量(时间跨度多从1天到4天)的降雨量等级范围差异较大,应细化过程降雨量的时间和雨量划分,如按24 h、48 h、72 h、≥96 h等进行划分,以实现降雨量划分的平缓衔接;三是未规定 3 h、6 h、12 h、18 h等短临强降雨雨量的等级划分,短临预警目前无据可依。由江西省应急管理厅修订的《江西省突发地质灾害应急预案(2020年6月)》[25]则直接删除了雨量等级划分等内容。

(3)未制定预警校验要求。预警校验是预警工作的后评价,是降雨过后对比实际的降雨量、范围和时间,结合地质灾害发生的时间、范围、规模、灾情等情况,对发布的预警信息时间、范围、等级等要素进行验证,记录有关问题和注意事项及校勘存在的误差,为后续预警积累宝贵经验。截至2019年年底,江西省尚未制定预警校验要求。

5.2 工作展望

(1)预警自动化。虽然预警信息的制作流程及内容都较为简单,但自动化制作可以实现更精准的分析和研判,减少人为主观性的干扰,为推进精细化预警和短临预警夯实基础。2013年,原江西省国土资源厅部署“江西省地质环境信息化建设项目”,将预警自动化纳入建设内容。截至2019年12月底,预警自动化建设已开展测试和试运行工作。

(2)预警精细化。现有预警信息勾画的预警区范围多在数百平方千米至数千平方千米,与县级行政单位面积大体相当。在目前没有具体预警准确率分析或考核指标的前提下,似乎是预警区范围越大,准确率越高,但是也意味着大范围的预警响应区需大量基层工作的投入。因此,有必要开展预警的精细化工作,这也是预警工作的重要发展方向。

2015年,江西省气象台和江西省地质灾害应急中心合作开展了“江西省地质灾害气象预警精细化技术研究与示范区建设”项目,在江西省修水县、瑞昌市、广丰县、永新县、宜黄县、崇义县、寻乌县各选择1个乡镇作为示范区,开展精细化预警研究与建设,但项目进展缓慢,效果有待验证。

(3)短临预警。现有的预警时间跨度多为1~4天,最短预警时间为24 h。但是,过程降雨的降雨时间(或强降雨时间)往往集中在几个小时内,导致地质灾害突发、多发和群发。因此,在过程降雨中加密短临预警能起到突出提示的作用。另外,突发性的雷暴雨等天气,短临预警非常必要。2017年7月2日和8月9日,江西省地质灾害应急中心尝试性地发布了1期12 h和1期6 h的短临预警,但预警效果有限。目前,短临预警已列入预警工作计划,对于短临预警的等级划分已有初步考虑,有望成为日常预警工作的组成部分。

6 结 论

(1)江西省省级地质灾害气象预警工作历经十余年的发展,预警等级划分经历了无预警等级、五级预警等级和四级预警等级3个阶段。

(2)2002年至2019年年底,江西省共发布预警信息298期,每年4—7月(汛期)為预警信息高发期。预警命中率尚可,但空报率较高。成功预报地质灾害事件856起,避免可能的伤亡人数为8 885人,预警成效显著。

(3)地质灾害气象预警工作主要存在的问题为预警信息仍为手工制作,预案对预警等级划分已出现不适用情况,未制定预警校验要求等。后期预警工作将向自动化、精细化、短临预警方向发展。

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Analysis on the meteorological early warning of geohazards in Jiangxi Province from 2002 to 2019

LIU Yun1, KANG Huijun2

(1. Jiangxi Provincial Geological Disaster Emergency Center, Nanchang 330025, China;

2. NO. 268 Brigade of Jiangxi Nuclear Industry Geological Bureau, Shangrao 334700, China)

Key words:geohazard; meteorological early warning; Jiangxi Province

气象科学论文范文第6篇

摘要:立足农业生产实际,论述气象信息服务的主要内容和发展情况,分析其在智慧农业生产中的具体应用,从服务意识、体系构建、队伍素质等方面,提出完善气象服务体系的具体策略,以期为气象信息服务发挥应有的作用提供借鉴。

关键词:气象信息;服务体系;智慧农业;精准

随着现代农业的发展,对气象信息服务提出较高要求,使得气象信息服务在农业生产中应用的精准性明显提升,有效规避气象灾害对农业生产所造成的恶劣影响。现代科技的发展和互联网普及率的大幅提高,使农业生产对气象信息服务的需求越来越强烈。近年来,气象信息服务站利用各种先进的系统和技术,使气象信息服务更加精准,助推现代农业平稳快速发展。立足农业生产实际,论述气象信息服务的主要内容,分析其在农业生产中的具体应用和完善策略,以期发挥气象信息服务应有的作用。

1 气象信息服务及其发展

气象是指大气中各种物理现象与过程的总称,包括风、云、雨、雪、光照等,其与气候、天气等在内涵上有着明显区别。传统的气象信息服务操作单一,主要面向社会大众提供气象信息服务产品,满足日常生活对天气情况了解的需求。随着现代科技的发展和互联网普及率的大幅提高,农业生产对气象信息服务的需求越来越强烈。《全国气象现代化发展纲要(2015—2030年)》中明确提出气象现代化发展目标,为我国气象事业指明了方向。当前,气象信息服务以多媒体网络为平台,借助现代气象监测技术自动收集、分析和整理气象数据,然后通过手机、平板、网站、新闻、广播等渠道告知农民,传播范围进一步扩大,规避气象灾害的作用更强。

近年来,气象信息服务的精准性明显提升,有效规避气象灾害对农业生产所造成的恶劣影响。基于B/S结构构建气象信息服务站,为广大农户提供形象具体的气象信息,有助于农民更好地了解气象变化。农民收到气象信息后,对灾害性质有大致了解,并根据气象提示提前做好应对准备,最大限度地降低自然灾害对农业生产的影响。

2 气象信息服务在农业生产中的主要作用

2.1 利用遥感卫星技术指导农事活动

随着现代农业的发展,对气象信息服务的需求越来越大,基于B/S结构的气象信息服务站,为广大农户提供形象具体的气象信息,有助于农民抵御气象灾害的不良影响。可以说,智慧农业成为继工业农业、科技农业后又一发展新趋势,通过为农业生产提供精准的气象信息来指导农事活动。

在农业生产活动中,在实现耕地可视化的基础上,利用遥感卫星技术建立农作物生长模型,帮助广大农民掌握农作物的生长情况和预估生产结果,分析可能存在的风险和问题,以便能够灵活调整用肥用药方案,提高水肥利用率,促进农业生产降本增效。

在经济作物生产中,依托传感器、水肥系统等提供更加精准的气象服务,并结合气象阈值所提供的灌溉依据,在降雨时直接执行延时灌溉指令。在此过程中,降雨量、延时灌溉时限、避免低温对农作物影响等信息,与气象、土壤等数据息息相关,这就需要农业部门与气象部门密切配合,实现数据互通共享,使气象更好地服务于农业生产活动。

2.2 利用实验监测站提供精准气象数据

通过气象实验监测站监测农业生产过程中的各项指标数据,并以此作为确定农作物全育期和各个生育关键期的依据。同时,气象站实时监控风向、风速、温度、光照、降水量、土壤水分、测土施肥等气象要素,为农业生产提供详实全面的数据。

依托气象APP实现实时服务与预警功能,及時向农民提供气象预警和灾害评估信息,并根据灾害发生概率提供科学的预防意见,切实提高防灾减灾抗灾能力,尽可能将经济损失降至最低。另外,通过APP直接向农户发送农业技术等信息,并根据气象分析结果提供精准服务,有利于达到增产增收的目的。近年来,气象信息服务站引进各种先进的系统和技术,使气象信息服务更加精准,与当地地理信息的融合更加深入,可为广大农户提供个性化、可视化的气象信息服务。

3 依托气象信息服务保障农业生产的应对之策

3.1 强化服务意识

在面向农业生产提供气象信息服务的过程中,必须不断更新服务理念、强化责任意识和坚持气象发展方向,严格执行“一流装备、一流技术、一流人才、一流站台”的建设要求,做到实时监测和准确预报。同时,加强服务主观能动性,提高气象信息服务敏锐度,想政府之所想,急社会之所急,念百姓之所念,以优质的服务态度推动气象信息服务立体化、多元化发展。不断完善气象服务机制,拓宽服务领域,建立涵盖多元主体的气象信息服务体系,并改善服务质量和增加服务产品,切实满足广大农户对气象信息的需求。

3.2 构建综合性信息体系

为发挥气象信息服务的作用与价值,还应构建完善的综合性气象信息服务体系。不断推进各部门的交流合作,完善气象灾害预警信息共享服务机制。此外,气象部门还应加快气象预警发布平台和实时监控平台的建设,并通过奖励机制提高气象局工作人员的工作热情,有效解决农业生产过程中气象信息服务最后一公里的问题。加强对气象灾害的调查与评估,增强对环境污染、生态破坏等突发公共事件的保障能力,切实提高农业生产中的防灾减灾抗灾水平。

3.3 提高信息服务精准度

在农业生产过程中通过科学手段对相关数据进行分析处理,使其转化成有利于农业生产的气象信息,助推农业生产有序开展,提高气象信息的服务效能和精准度。这就需要相关工作人员不断创新,利用现代科技构建良好的应用体系,及时向农户提供农作物生长所需的光照、温度、湿度、大气压强等气象要素。同时,完善农业气象公共服务体系,优化气象信息发布流程,有序开展农业气象预报预警服务。

3.4 加強人才队伍建设

现代农业发展与气象信息之间关系密切,亟需一批具有丰富气象知识和扎实气象信息技术的复合型人才。因此,应出台人才引进的优惠政策,通过高薪引进优秀的气象技术人才,推动气象队伍整体素质提升。同时,气象局还应依托政府部门与高校合作,建立校企共育机制,共同培养现代气象人才,为气象队伍储备人才。

4 结语

农业生产周期长,受外界因素影响较大,这使得农业生产与气象服务的联系愈加紧密。发生气象灾害时,运用现代科技进行有效干预和及时补救,能够减少农业损失。近年来,气象信息服务的精准性明显提升,在规避自然灾害对农业生产的恶劣影响方面发挥了重要作用。今后,应继续发挥气象信息服务的价值,使其为农业生产提供更加精准的服务,为助推现代农业发展提供技术支持。

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Application Strategy of Meteorological Information Service

in Agricultural Production

DAI Haiyan, YI Hang, ZHANG Li

(Chaoyang Meteorological Bureau, Chaoyang Liaoning 122000, China)

Key words: meteorological information; service system; intelligent agriculture; precision

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