5月16日，第二次淮河流域大氣科學試驗外場觀測正式啟動。

據(jù)悉，本次試驗預(yù)計將持續(xù)4年左右，試驗總體目標和任務(wù)是解決多平臺、多手段氣象協(xié)同觀測的難題，揭示流域能量與碳水循環(huán)新特征和影響機制，促進流域氣象預(yù)報預(yù)測和流域氣象服務(wù)供給能力提升。

為何要開展淮河流域大氣科學試驗？

淮河流域地處南北氣候過渡帶，天氣氣候復(fù)雜多樣。該區(qū)域人口密集、土地肥沃、交通便利，是我國重要的糧食生產(chǎn)基地，在經(jīng)濟社會發(fā)展全局中占有十分重要的地位?；春恿饔颡毺氐臍夂颉⒌乩項l件，不僅導(dǎo)致流域內(nèi)自然災(zāi)害多發(fā)，還影響著我國東部乃至東亞地區(qū)的氣候條件。

“基于特殊氣候條件背景和區(qū)域發(fā)展要求，1998年和1999年夏季，我們在淮河流域開展了氣象、水文聯(lián)合觀測試驗——淮河流域能量和水循環(huán)試驗，也就是我們常說的第一次淮河流域大氣科學試驗。”安徽省氣象局有關(guān)負責人表示。

第一次淮河流域大氣科學試驗和后續(xù)研究取得了豐碩成果，觀測到了江淮梅雨來臨前后不同天氣氣候條件下的降水過程，積累了大量寶貴的觀測資料；進一步深化了對梅雨發(fā)生發(fā)展過程的認識，通過分析梅雨期東亞大尺度環(huán)流特征和天氣尺度系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)了梅雨鋒降水系統(tǒng)主要由多尺度系統(tǒng)組成，總結(jié)出兩類梅雨鋒鋒面的概念模型；建立了由三部X波段多普勒雷達站組成的觀測陣，并據(jù)此獲得中小尺度擾動的動力結(jié)構(gòu)和生命史演變；發(fā)展了陸面過程與淮河流域區(qū)域水文模式......由此產(chǎn)生了顯著的社會效益與經(jīng)濟效益。

據(jù)了解，第一次淮河流域試驗是上世紀末我國大氣科學領(lǐng)域四大大氣科學試驗之一，是全球能量與水分循環(huán)試驗／亞洲季風試驗的重要組成部分，也是一次大規(guī)模的國際合作的氣象與水文聯(lián)合觀測試驗。

此次科學試驗首次開展了氣象與水文聯(lián)合觀測，獲取了大范圍、長時間序列，加密的低空探空觀測數(shù)據(jù)、綜合陸-氣通量觀測數(shù)據(jù)，填補了我國在這方面的空白；開展的梅雨和干旱研究得到不少新的科學線索，得到梅雨期多尺度云系三維結(jié)構(gòu)特征及生命史特點，完成了區(qū)域資料同化系統(tǒng)的研發(fā)。

時隔20多年，業(yè)內(nèi)專家指出，隨著全球氣候變化，淮河流域能量與水以及碳循環(huán)等也在發(fā)生改變，出現(xiàn)了一些新規(guī)律和新特點，極端災(zāi)害性天氣發(fā)生頻率和強度也在增加。

如今，人們通過第一次淮河流域試驗所得到的成果和認識，已不能很好地了解這些改變，所以，有必要借助新的觀測手段和數(shù)值模式開展新一輪的淮河流域科學試驗。

淮河流域大氣科學試驗有何特點？

2022年9月，中國氣象局和安徽省政府聯(lián)合啟動了第二次淮河流域大氣科學試驗。經(jīng)過8個多月的準備工作，本次試驗的各項外場觀測試驗于今年5月16日正式實施，預(yù)計將持續(xù)4年左右。其后，2027年至2030年為試驗研究階段，在持續(xù)開展外場試驗的同時，將重點開展綜合研究。

此次試驗?zāi)繕耸鞘裁矗坑心男﹦?chuàng)新點？

日前，記者從安徽省氣象局了解到，第二次淮河流域大氣科學試驗具有明顯的創(chuàng)新點，以淮河流域精細化大氣結(jié)構(gòu)、多圈層過程及其模式關(guān)鍵物理過程為觀測目標；試驗將碳循環(huán)納入研究框架，從多圈層相互作用、垂直大氣結(jié)構(gòu)等視角，了解分析淮河流域陸面、邊界層、云降水物理、大氣化學和生物地球化學等多過程特征，將基于觀測試驗研究，應(yīng)用和改進耦合多圈層過程的變尺度集成數(shù)值預(yù)報模式，構(gòu)建流域三維立體大氣圖景，從而實現(xiàn)數(shù)字孿生大氣原型。

試驗將利用稠密的常規(guī)地面觀測站網(wǎng)，新一代天氣雷達、衛(wèi)星，地基垂直觀測系統(tǒng)以及飛機、無人機移動觀測系統(tǒng)等綜合觀測手段，建立覆蓋全流域＋上下游、“天空地”三維立體的新型觀測體系。觀測要素包含陸面、邊界層、云降水物理、大氣化學、生物地球化學過程等多種變量。

同時，第二次淮河流域大氣科學試驗外場觀測主要包括陸氣相互作用綜合觀測、云降水物理過程和水循環(huán)綜合觀測、大氣成分與碳循環(huán)綜合觀測、淮河流域與上下游聯(lián)系的適應(yīng)性觀測以及其他專項試驗。通過實施外場觀測將建立大氣三維立體觀測資料的數(shù)據(jù)集，研究流域能量平衡、水分循環(huán)和碳收支的新特征，對提升流域防災(zāi)減災(zāi)、糧食安全、生態(tài)文明建設(shè)氣象保障服務(wù)能力具有重要意義。

此次試驗將解決哪些問題？研究哪些機理？

通過開展第二次淮河流域大氣科學試驗，將實現(xiàn)從地面到平流層下部的地空天一體化觀測，深入揭示流域能量與碳水循環(huán)特征，研究流域能量與碳水循環(huán)各個環(huán)節(jié)的定量化特征指標，刻畫流域生態(tài)、水文、氣候過程響應(yīng)和反饋機制，研究流域能量和碳水循環(huán)與上下游天氣氣候的聯(lián)系，改進和完善耦合多種過程的流域集成數(shù)值模式。

通過持續(xù)開展流域大氣科學試驗，能有效解決以下一些核心科學問題：一是如何利用雷達、衛(wèi)星以及新型光電探測設(shè)備等多種手段融合實現(xiàn)天地空的能量與碳水循環(huán)“全信息”探測；二是在全球氣候變化和人類活動共同影響下，流域能量與水循環(huán)有何新特征？全球氣候變化和人類活動影響流域能量與水循環(huán)發(fā)生異常的可能途徑和機理是什么？三是揭示生態(tài)、陸面、水文、氣候過程間的相互作用機制，探尋流域各種過程相互作用與上下游天氣氣候的聯(lián)系。

“未來，我們將進一步聚焦新技術(shù)的應(yīng)用轉(zhuǎn)化，緊跟氣象科技前沿技術(shù)和大數(shù)據(jù)、人工智能、量子科技等重大技術(shù)變革，提高氣象科學基礎(chǔ)研究、新技術(shù)應(yīng)用研究和成果轉(zhuǎn)化水平，持續(xù)支撐氣象核心業(yè)務(wù)發(fā)展。大力提升氣候系統(tǒng)多圈層觀測業(yè)務(wù)能力，充分發(fā)揮氣象部門在應(yīng)對氣候變化工作中的基礎(chǔ)性支撐作用以及氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線的作用?！被春恿饔驓庀髽I(yè)務(wù)服務(wù)協(xié)調(diào)委員會主任、流域氣象中心主任、安徽省氣象局局長胡雯說。