動態(tài)與觀點

專利作幫手 “風云”亦可測

2021-08-05
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  時值盛夏正進入防汛關鍵期,各地氣象及相關部門都已做好充分準備,嚴陣以待。然而,7月下旬河南省卻遭遇了極為罕見的特大暴雨,令人猝不及防。

  8月2日下午,河南省政府新聞辦舉行第十場“河南省防汛救災”新聞發(fā)布會。據(jù)介紹,截至8月2日12時,此次特大洪澇災害共造成河南省302人遇難,50人失蹤。相關數(shù)據(jù)令人非常痛心。

  這場大汛大災讓我們經歷了一場“大考”。那么,如何從源頭預防洪澇災害?災害之后又如何盡快搶險救災,保障人民群眾的生命和財產安全呢?

  智慧觀測實現(xiàn)短時預警

  走進國家氣象觀測實時業(yè)務平臺的大廳,2個深藍色巨型屏幕赫然呈現(xiàn)在面前,一個為全國實時天氣的數(shù)據(jù)圖表,另一個則是全國裝備運行質量的數(shù)據(jù)圖表。向四周望去,只見環(huán)繞大廳的每一面墻上布滿了實時氣象觀測模塊的藍色顯示屏,協(xié)同數(shù)據(jù)采集、智慧觀測服務等,圖表清晰、整齊劃一,科技感十足。

  據(jù)中國氣象局氣象探測中心數(shù)據(jù)質量室主任趙培濤介紹,該平臺自2019年12月23日開始投入運行,在數(shù)值預報、實況業(yè)務等各領域應用效益明顯,全年發(fā)布監(jiān)測快報、觀測日報超過700余份,發(fā)送監(jiān)控短信受眾4萬余人次。該中心注重知識產權的保護和應用,圍繞該平臺的相關技術已提交“一種結露現(xiàn)象自動識別方法及系統(tǒng)”等4件發(fā)明專利申請,以及“一種具有紅外海溫測量功能的漂流觀測儀”等11件實用新型專利申請。

  針對近期河南等地的極端強降水天氣,該平臺在氣象觀測、防災減災方面提供了有力支撐。據(jù)了解,平臺可監(jiān)控河南及周邊地區(qū)觀測裝備運行情況,確保觀測站網(wǎng)運行可靠;提供各類觀測實況數(shù)據(jù),發(fā)布站網(wǎng)運行報告;發(fā)布監(jiān)控短信13條,受眾256人次,為省級裝備部門提供熱線支持7次。同時,平臺的“天衡天衍”系統(tǒng),能核查鄭州及相關站點觀測極值的準確性,為預報員提供準確觀測數(shù)據(jù)。

  此外,今年第6號臺風“煙花”登陸時,該平臺還利用天氣雷達回波組網(wǎng)監(jiān)測產品,準確刻畫臺風首次登陸浙江舟山普陀區(qū)的風雨影響情況。同時,該中心基于全國3公里融合三維實況場數(shù)據(jù),新開發(fā)了假相當位溫、三維風速流場、臺風暖心結構3個“體繪制”產品,顯示輪廓內部精細化信息,疊加多種信息,對臺風動力和能量等信息做出綜合研判。

  北京市氣象臺自主研發(fā)的短時臨近天氣監(jiān)測報警一體化平臺近年來在北京地區(qū)性災害天氣的預報預警中發(fā)揮了重要作用。據(jù)悉,該平臺集高效、智能、易用性能于一體,自投入運營以來,在防災減災和保障城市運行,特別是防汛和應對極端天氣等工作中發(fā)揮重要作用,完成了短臨預報要求的監(jiān)測、報警等重要任務。

  “通過氣象雷達、自動站等高分辨率觀測資料,平臺可實現(xiàn)短時實時的天空地一體化更新顯示及自動分析?!北本┦袣庀笈_短臨監(jiān)測預報室主任杜佳表示,針對強對流等天氣,平臺采用圖像分水嶺等算法自動識別對流風暴,提取風暴輪廓和多種三維屬性特征。此外,平臺還能對風暴體的追蹤及自動分類,形成0至2小時的分類強對流概率預報和預警,滿足局地強對流天氣的數(shù)值預報需求。據(jù)悉,平臺已在北京奧運會、建黨一百周年慶?;顒拥戎卮蠡顒颖U现邪l(fā)揮了重要作用。

  智能網(wǎng)格提升精準預報

  7月11至12日,北京迎來今年入汛以來最強降雨過程。北京市氣象臺對此次過程做出精準預報,發(fā)布了暴雨黃色和大風黃色預警信號,為全市防汛工作提供了科學決策依據(jù)。此次過程預報服務離不開北京市氣象臺自主研發(fā)的另一個重要平臺——無縫隙智能網(wǎng)格分析預報系統(tǒng)。

  北京市氣象臺技術開發(fā)室主任荀璐介紹,目前,該系統(tǒng)可制作一天“7+N次”的精細化格點、站點和落區(qū)等預報產品,實現(xiàn)對傳統(tǒng)站點預報和落區(qū)預報產品的全覆蓋,確保格站點一致性。在公眾氣象服務中,基于系統(tǒng)研發(fā)的“旅游天氣助手”等客戶端,可為公眾提供基于位置的1公里分辨率的天氣預報產品,為北京市交通委提供1公里分辨率的道面狀況、降雨等要素實況和未來3小時預報產品。

  海量的氣象數(shù)據(jù)又是如何服務于防災減災、氣象災害風險預警業(yè)務中的呢?北京市氣候中心開展氣象大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應用研究,探索構建支持平臺,打通不同部門之間的數(shù)據(jù)壁壘,形成了北京市氣象防災減災業(yè)務支撐系統(tǒng)、北京市氣象災害風險預警業(yè)務化平臺等創(chuàng)新成果,實現(xiàn)了“天有可測風云”。

  “我們對氣象防災減災數(shù)據(jù)進行梳理、分類,形成本地數(shù)據(jù)庫。依托地理信息系統(tǒng),綜合各類基層數(shù)據(jù),建成了可快捷更新、繪圖、預警叫醒的氣象防災減災業(yè)務支撐系統(tǒng)?!北本┦袣夂蛑行膽脷夂蚺c氣候變化室高級工程師軒春怡表示,該系統(tǒng)融合氣象、水利等多部門數(shù)據(jù),擁有防災減災地圖、預警信息傳播網(wǎng)絡及防災減災人員隊伍信息模塊等多個功能模塊,能夠直觀顯示災害防御綜合數(shù)據(jù),向各區(qū)縣重點單位發(fā)布預警信息,是市區(qū)一體的防災減災業(yè)務支撐系統(tǒng)。

  “北京市氣象災害風險預警業(yè)務化平臺專注于城市內澇與山洪?!北本┦袣夂蛑行膽脷夂蚺c氣候變化室高級工程師楊若子表示,平臺耦合了山洪與內澇模型,同時考慮城市內澇模型演算的單元積水量與山洪模型進行水流交換的情況。區(qū)域內山洪災害易澇點、城市內澇易澇點位置等數(shù)據(jù),通過平臺進行收集處理后,平臺會綜合考慮歷史數(shù)據(jù)以及過去降雨造成的影響,進行北京市易澇點和全市域的綜合風險計算。

  排水工具助力排澇搶險

  科學的監(jiān)測和準確的預報是應對災害天氣的第一步。但當災害真正降臨時,快速有效的應急救援則是減少人員傷亡和財產損失的關鍵所在。

  從7月16日開始,河南省鄭州、新鄉(xiāng)、安陽、鶴壁等地先后普降特大暴雨,對全省造成了極其嚴重的洪澇災害。汛情發(fā)生后,全國各地紛紛馳援河南。

  比如7月20日,長沙迪沃機械科技有限公司(下稱長沙迪沃)成立“支援河南排水搶險”工作組, 聚集14臺大流量排水車,站在了排水搶險第一線。

  據(jù)了解,長沙迪沃根據(jù)排水搶險使用需要,自主研發(fā)了用于城市內澇排水搶險的大流量便攜式潛水泵、皮卡式排水搶險車和廂式排水搶險車,提交了“一種改進型大流量便攜式潛水泵”等多件專利申請,在眾多城市內澇搶險救災中廣泛應用。

  為適應水庫排險、河道防洪及應急調水的使用現(xiàn)場,長沙迪沃開發(fā)了具有重量輕、排水距離遠、機動性強等特點的大流量防洪泵以及5000型大型排水搶險車,提交了“一體式大流量便攜式防洪搶險泵”“一種排水車”等專利申請。

  “技術研發(fā)及知識產權布局是我們實現(xiàn)發(fā)展的基礎?!遍L沙迪沃生產技術總監(jiān)劉中海表示,目前,公司已擁有30余件專利,與長沙理工大學聯(lián)合組建了湖南省應急排水搶險設備工程技術研究中心,每年將銷售收入中5%以上作為中心科技創(chuàng)新經費,致力于應急供排水搶險設備技術研發(fā),相關產品可適合各種不同工況條件下的排水搶險作業(yè),用戶已遍布全國28個省市和自治區(qū)。

  用科技的力量幫助各地精準研判汛情,構筑起智慧防汛網(wǎng),做好各項防汛搶險救援工作,相信氣象防災、科技抗洪的戰(zhàn)役終將迎來勝利。未來,前沿新技術一定會在防汛抗洪中大顯身手。