深化科技合作，推動新時期淮河流域能量與水分循環試驗研究
——記氣象科技創新高峰論壇暨第八屆淮河流域暴雨洪水學術研討會

■ 盛紹學 石磊 劉忠平

由中國氣象學會、國家氣候中心、安徽省氣象局、安徽省科學技術協會聯合主辦，淮河流域四省氣象學會、淮河流域氣象中心、安徽四創電子股份有限公司共同承辦，水利部淮河水利委員會、北京大學、中國科學技術大學、中國氣象局武漢暴雨研究所、中國科學院安徽光學精密機械研究所共同協辦，以展示“淮河流域能量與水分循環試驗和研究”試驗以來水文氣象科技發展，推動新時期淮河試驗研究為主題的“氣象科技創新高峰論壇”暨“第八屆淮河流域暴雨洪水學術研討會”，于2020年8月25—27日在合肥召開。會議采用現場報告結合視頻會議線上直播的方式舉辦，220位國內外學者，以及高校、科研院所和全國氣象、水文行業的學者及業務技術人員現場參會，近1400人次線上參會，就會議主題科學問題進行了廣泛的技術交流與探討。

1 展示淮河流域水文氣象科技發展的成果

淮河是新中國第一條全面治理的大河。淮河流域受東亞季風影響顯著，是梅雨系統主要活動區和降水變率最大地區之一，也是研究能量和水分循環的理想試驗場和大氣科學研究的熱點區域。20世紀90年代，在世界氣候研究計劃（WCRP）框架下制定了全球能量和水循環計劃（GEWEX）并在全球確定了包括亞洲季風試驗區（GAME）在內的5個試驗區，淮河流域試驗是GAME計劃之下的科學試驗區之一，1998—1999年開展了第一次“淮河流域能量與水分循環試驗和研究”試驗（簡稱HUBEX）。HUBEX成功地觀測到江淮及淮河流域梅雨爆發前、梅雨期間，以及梅雨結束后不同天氣條件下的重要降水天氣系統和過程，捕捉到季風雨帶北移、南撤的氣候背景下，影響江淮和淮河流域的強降水天氣過程與水文過程，尤其是多尺度梅雨云系條件下的β和γ中尺度能量與水循環過程，積累了大量試驗觀測資料和數據集，為區域天氣氣候過程和機理、多圈層相互作用、梅雨鋒中尺度暴雨的成因及機理研究，流域重大、災害性天氣監測預報預警技術研發提供堅實的基礎支撐。

進入21世紀，又陸續開展“淮河地區低層大氣通量與降水研究試驗”（LAPS，中日合作，2003—2006年）、973南方暴雨野外科學試驗（2004—2009年）、大氣輻射綜合觀測試驗研究（ARM，中美合作，2008年）等科學試驗。近10年，淮河流域大型科學試驗逐步向人類活動與天氣氣候相互作用、立體協同觀測精細化結構及演變等方向延伸。在推進大型科學試驗的同時，緊扣流域防災減災和經濟社會發展需求，在流域氣象觀測預報服務層面著力推進科技研發和能力建設，建成包括4700多個自動氣象站、4個高空氣象觀測站、29部新一代天氣雷達等的淮河流域綜合觀測網，建設壽縣國家氣候觀象臺，并成為氣象野外科學試驗基地和綜合氣象觀測基地；依托無縫隙、高分辨率數值預報技術支撐體系，形成了智能網格預報產品庫；構建了基于致災過程的氣象災害風險評估技術，實現了水文氣象服務關鍵技術的集成，不斷提升流域氣象業務服務的科技內涵和實效。

本次會議收到研究論文234篇，充分展示了近20年來廣大科技工作者基于HUBEX等一系列科學試驗取得的科技成果。這些會議論文的主題，主要包括在東亞季風和梅雨鋒診斷研究、大氣邊界層特征及其對降水系統影響作用的季節變化、淮河流域梅雨鋒系統中的中尺度云雨結構特征、淮河流域的能量平衡和水分循環過程、能量和水分循環對區域氣候模式影響、氣候模式與水文模型的耦合等基礎研究領域以及在淮河流域大氣綜合觀測技術、中尺度短期暴雨預報技術、淮河流域暴雨洪水預報技術、融合實時雨水情監測、面雨量預報、氣象水文耦合、暴雨洪水預警和災害風險評估的流域水文氣象服務業務技術體系建設等方面。

2 擴大“淮河流域暴雨洪水學術研討會”的影響

淮河流域暴雨洪水學術研討會每兩年舉辦一次，2019年淮河流域遭遇60年一遇的大旱，淮河幾乎斷流，2020年夏季淮河流域則發生流域性洪水，暴雨日數之多、累計雨量之大、降水強度之強，均為歷史第一位。處于氣候脆弱區的淮河流域，梅雨或相關能量與水循環的變率是否在增加？氣象與水文災害風險是否發生了變化？需要我們更深入、更全面的研究和探索。

研討會上，丁一匯院士做了主題為“淮河流域能量和水分循環研究進展”的特邀報告，對第一次淮河流域能量和水分循環研究試驗的背景和需求、試驗觀測和研究取得的主要成果進行權威解讀。丁院士指出：“改變的淮河流域的能量與水循環嚴重影響2020年淮河發生的空前洪水災害，這需要今后多部門多行業持續地加強聯合研究、防御和治理”，并提出迫切需要開展第二次淮河流域能量和水分循環研究試驗的淮河試驗，以及面臨的挑戰，包括氣候變暖對梅雨鋒與低渦降雨的觀測和影響、亞洲/東亞季風的多尺度變化和觀測等。

張建云院士做《變化環境下洪水預報面臨的問題和思考》報告，并指出：“HUBEX推動和加強了水文氣象信息觀測，促進了學科交叉和發展；環境變化及其影響給洪水預報帶來了新問題和挑戰，需要創新和發展。”同時針對第二次淮河試驗，張建云院士提出在觀測要素上應從水量和能量平衡進一步拓展到溫室氣體排放、下墊面和陸面生態過程影響等方面，在范圍上應從流域進一步延伸到城鄉一體化的觀測，在過程上應從大氣過程進一步深入到陸面、水文、生態過程的不同層面等三方面建議。

會議還特邀中科院合肥物質研究院院長劉建國研究員做“大氣環境立體探測技術進展”、中國氣象局許小峰研究員做“氣象小衛星——天基觀測的拓展空間”特邀報告。來自南京大學等知名高校、科研院所及業務單位的13名知名專家做大會報告，從淮河流域大氣觀測、遙測、遙感技術發展及其應用、區域資料同化系統及四維同化資料數據集研制、淮河流域的能量平衡和水分循環過程分析、淮河流域梅雨鋒系統中的中尺度云雨結構特征、區域氣候模式與水文模型的耦合、東亞季風和梅雨鋒診斷研究、能量和水分循環分析對氣候模式的改進、淮河暴雨洪水預報技術發展等方面，對HUBEX淮河試驗完成二十周年以來的研究成果進行全面總結。

3 推動淮河流域氣象業務服務不斷發展

本次研討會收到的論文和技術報告近四分之三是關于綜合氣象監測技術、綜合觀測系統組網設計技術、組網雷達數據快速共享關鍵技術，災害性天氣的自動識別方法，融合雷達資料的災害性天氣短時臨近預報技術，基于新一代天氣雷達的短臨預報技術，基于致災過程的氣象災害風險評估技術，融合實時雨水情監測、面雨量預報、氣象水文耦合、暴雨洪水預警技術等；同時，在水資源與水旱災害分析評估、氣候資源開發利用、流域氣候和生態系統綜合監測評估技術等方面也有眾多成果。特別是淮河流域氣象中心，實現了面向流域的水文氣象服務關鍵技術的集成，在全國率先建立包括流域水文氣象監測、精細化面雨量預報、暴雨洪澇氣象預警服務、暴雨洪澇風險評估業務等內容較為完善的流域氣象服務技術體系，率先建立比較完整的流域水文氣象服務業務體系，流域水文氣象服務不斷發展。尤其綜合應用這些成果建成的王家壩氣象監測預警中心，已于2020年6月投入使用，在應對今年流域歷史罕見的洪澇災害發揮了關鍵作用。

2020年8月18日，習近平總書記視察被視為淮河防汛“風向標”的王家壩時指出“中華民族同自然災害斗了幾千年，積累了寶貴經驗，我們還要繼續斗下去。這個斗，要尊重自然，順應自然規律，與自然和諧相處。全面建設社會主義現代化國家，我們要提高抗御災害能力，在抗御自然災害方面要達到現代化水平。”流域防汛救災和抗御自然災害工作的底氣和力量來源于精細準確的水文氣象科技能力和綜合業務水平。面向淮河流域防災減災和生態經濟帶的需求，迫切需要深化氣象科技合作，激發科技創新活力，推動新時期淮河試驗研究的開展，加強流域氣候和生態系統綜合監測能力建設，不斷提升流域氣象服務供給的科技支撐能力。