建设海洋气候预报系统的新成果
(一)研制海洋气象信息的收集与传输设备
1.研制海洋气象监测数据的收集设施
在南极设置收集海洋气象数据的科研监测舱。[90]2011年9月25日,巴西媒体报道,由巴西南极计划资助、巴西空间研究院负责研制的第一座科研舱“冰冻1号”将在南极建立。目前,该科研舱,正在巴西空间研究院进行能源系统和设备的安装,接着将运往巴西阿雷格雷港,最终安置在南纬的85度地区,距南极极点仅500公里。
“冰冻1号”配备有太阳能电池板和风力发电机,不使用化石燃料,不会产生污染,每天24小时连续工作,无需研究人员常驻,通过卫星信号传输科研监测信息。其主要功能是收集气象数据,包括风速、温度以及南极地区大气化学成分等资料。
在“冰冻1号”运行的第一年,巴西里约热内卢联邦大学、南大河州联邦大学和巴西空间研究院的研究人员,将就南极臭氧层减少及污染物,通过大气输送到南极地区对气象的影响开展科研工作。
巴西在南极的南纬62度地区设有科研站,巴西空间研究院等机构已经在南极地区开展了25年的研究工作,主要侧重于大气动力学、臭氧层、气象学、全球变暖、温室气体、紫外线辐射、太阳与大气关系、污染输送、海洋学、海洋与大气相互作用等方面的研究。
2.开发海洋气象信息的图像传输设备
研制覆盖南海海域的无线电气象传真系统。[91]2022年3月23日,《人民日报》报道,在第六十二个世界气象日,交通运输部南海航海保障中心广州海岸电台,与广东省气象台联合启动南海海上无线电气象传真服务,并于当日10时起正式对外播发。该项服务填补了我国南海海区海上无线电气象传真业务的空白。
南海海上无线电气象传真业务以图像形式展现,具有信息丰富、动态直观、预报时间长、范围广等特点,能够更好地了解海洋环境及其变化,实现对气象灾害早预警、早发现、早行动。该项业务播发19种主要产品,全天候分40个时段轮播。其中,无线电每天播发11种气象产品,涵盖地面实况分析、降水预报、海浪预报、台风预报等;网络发布每天推送8种气象产品,涵盖红外云图、卫星云图等。
据介绍,南海海上无线电气象传真业务实现了我国周边海域、重要航区海上气象图自主制作和播发,对保障周边水域船舶的航行安全、维护国家海洋权益、增强国际履约能力等具有重要意义。
(二)建立海洋气候预报的全球服务系统
1.我国建成首个全球业务化海洋气候预报系统[92]
2013年10月18日,新华社报道,从国家海洋局获悉,国家海洋环境预报中心近日启动全球业务化海洋学预报系统,这是我国首个涵盖全球大洋到中国海的综合业务化海洋学预报系统。
报道称,全球业务化海洋学预报系统的启动,体现了我国海洋数值预报技术的发展和进步,未来将为我国实施海洋强国战略及开发深远海资源、维护国家海洋权益、保护海洋生态环境提供保障。目前全球业务化海洋学预报系统运行稳定,预报性能指标符合实际预报业务需求,具备了长期业务化运行的能力,已可正式开展海洋预报服务,相关预报产品可通过国家海洋环境预报中心官网实时查询。
国家海洋环境预报中心主任王辉介绍,该系统目前主要由海面风场预报系统、温盐流预报系统、海浪预报系统及两极海冰预报系统构成,预报区域包括全球、印度洋、西北太平洋、渤海、黄海、东海、南海和两极地区,未来还将陆续推出其他区域和要素的预报。此外,预报中心还将加大中国近海海洋学预报系统的研发和发布力度,从而实现中心数值预报能力建设新的跨越。
国家海洋环境预报中心总工程师王彰贵表示,该系统在框架结构上,采取了国际主流的全球向区域再到近海逐步精细化、降尺度的方式,预报区域既涵盖全球大洋,又在印度洋、西北太平洋海域实现了较高的分辨率,在渤海、黄海、东海和南海区域实现了精细化网格,可以较好地满足公益预报和针对企业专项用户等不同层次的需求。在技术路线方面,该系统采用国际上先进的技术,预报精度较高。
2.我国建立海洋气候预报的全球监测和服务系统[93]
2023年5月12日,《光明日报》报道,国家海洋环境预报中心当天宣布,在海温、海浪、海流、海面风、海冰、搜救溢油等业务,率先实现全球覆盖的基础上,全球风暴潮、海啸预警系统正式投入业务化运行,标志着我国海洋预报实现了“全球监测、全球预报和全球服务”。
据介绍,国家海洋环境预报中心,自主研发出基于六边形非结构网格的高分辨风暴潮数值预报系统,该系统在全球近岸区域的网格分辨率为3千米左右。他们还自主开发出全球风暴潮监测系统,可实时获取全球65个沿海国家300多个站点的潮位观测信息,实现了对全球风暴潮的实时监测。
同时,该中心基于完全自主技术建设的全球海啸监测预警系统,已经具备定量响应全球海啸的预警能力。这个系统通过融合自然资源部自建宽频地震台、中国地震局部分沿海地震台站以及全球其他国家共享的实时数据,建立了全球海底强震实时监测和速报系统,海底强震震源基本参数分析确定平均监测延迟小于4分钟;针对海底强震过程,可以进行快速预报,在一分钟之内完成定量海啸预警分析,并判断全球重点城市岸段的海啸危险性。利用中国沿海验潮站和全球共享的浮标和水位站,预警中心还可在震后30~40分钟确认和监测海啸事件的影响。
投入正式运行的全球风暴潮、海啸监测预警系统,具备以下可称道之处:一是自主化,主要技术均是自主研发;二是低碳化,均支持图形处理器并行加速技术,相对于传统超级计算机的计算方式,完成同等规模计算耗电节省90%;三是智能化和高集成度,可实现自动运行、一键发布等特点。