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科技工作者日特别策划——“别样”岗位 别样风采

【字体:   2020-05-30 16:35:10   来源: 中国天气网  

  编者按:5月30日是全国科技工作者日,主题为“科技为民、奋斗有我”。5月29日,习近平总书记勉励全国广大科技工作者着力攻克关键核心技术勇于攀登科技高峰,为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。这激励着气象科技工作者不断探索前行。

  在天气预报员已被广大公众熟知的当下,气象部门的某些研究领域,似乎尚未被知晓,比如通过树轮、冰芯等探索气候变化,天地空观测,空间天气预报,作物产量预报……以全国科技工作者日为契机,本期策划带您了解一群“不做天气预报”的气象科技工作者,揭开“气象面纱”,领略气象科技魅力。

  邂逅“尘埃”

  近年来,大气污染成为百姓热门话题,雾和霾治理已成为民生改善的当务之急。

  “霾是低能见度的天气现象,本质上是由于大气气溶胶浓度过高引起。可是,大气气溶胶的影响远不止如此,气溶胶还对全球变暖、酸沉降等大气环境问题有重要影响。”中国气象科学研究院(简称气科院)研究员孙俊英说。

  到气科院工作之初,她就接受了调研气溶胶化学成分在线观测的任务。当时,国内有关大气气溶胶化学成分的在线测量工作几乎是一片空白,对于具有分析化学专业背景的她来说,也是一个全新的挑战。她查阅相关资料,与美国科罗拉多大学Jimenez博士就仪器配置、性能等邮件反复沟通交流,在往来30多封邮件后,顺利完成国内首台气溶胶质谱仪的订购。可是,由于仪器结构复杂,软硬件操作系统均需从零学起,运行之初并不顺利。她和同事整天忙碌在实验室进行测试、优化,经过一段时间的摸索,终于获得了北京夏季气溶胶化学成分在线观测的可靠资料,并首次发表了我国亚微米气溶胶特性的科学论文,也获得了国家级科研项目的支持。

  正是这段特殊的经历,使孙俊英对所从事的大气成分工作有了更加浓厚的兴趣。她说,中国气象局早在上世纪80年代就开始对大气成分进行观测,希望通过系统、长期可靠的观测,了解大气成分及其相关特性的长期变化,加强大气成分变化对气候、环境和生态系统的影响研究,为我国经济社会发展、国家安全、环境外交等提供科技支撑。

  孙俊英从2004年起就参与中国气象局大气本底站和大气成分站的业务建设,从参与相关设备的选型、安装、调试、标定等一路走来,见证了大气成分观测的不断发展。近期,她领衔的“雾-霾监测预报创新团队”还成功入选科技部“重点领域创新团队”。

  袁枚有诗云:“莫嫌天涯海角远,但肯摇鞭有到时。”对大气颗粒物特性及其影响的孜孜不倦探索,终将注定她与这些粒子深深的缘分。(君颖)

  追梦空间天气

  天气预报,想必大家都知道,但是空间天气预报却少有人提及。其实空间天气是天气的外延。太阳发射出来的大量物质以它特定的运动方式来到地球附近,对人类的航天、航空、通信、导航设施甚至是日常的生产生活造成影响,因此我们应像关心日常天气那样,关心整个日地空间的天气状态。

  十多年前,能够开展空间天气服务的国家并不多,而我国的空间天气预报已经开始了。自2002年国家空间天气监测预警中心正式成立以来,一大批年轻人担起了预报预警空间天气灾害的重担,用青春和担当追逐“气象梦”。

  为了走出自主发展的道路,避免在关键领域被“卡脖子”,无数个日夜,这群空间天气人通过建设地基监测网和研制搭载在风云气象卫星的空间天气载荷来获取自主监测数据,开发空间环境模式。十余年来,他们在全国范围内通过前期选择备选站址、现场勘察和实地测量、后续确址安装等一系列流程共建设了56个地基监测台站,安装了84套监测设备。

  2019年,他们接到中国气象局下发的任务,准备未来三年内在全国新建三十多套空间天气地基监测设备,选择站址成了头等大事。时间紧、任务重,中心临时组建了9人选址小分队。队员于超参加了大部分站点的选址工作,经常是出去跑一个星期,休息两天,再出去一个星期。他说:“备选站址距离北京都比较远,所以大家经常在外面跑。”选址队中的两位女队员闫小娟和周颜远赴新疆,在11天之内完成了伊犁、博州、喀什、塔县的太阳设备选址工作。为了在短时间内获得足够有效的数据,队员们经常观测到凌晨。

  150多个日夜,北至黑龙江抚远市,南至海南三沙市,东至浙江舟山群岛,西至新疆喀什,全国13个省区的40多个气象站都留下了选址队员的足迹。这些只是这个年轻的团队日常工作的缩影。

  4000多米的高山、40多摄氏度的高温、数小时海上颠簸,都不能阻挡空间天气工作者勇于探索的脚步,他们在平凡的工作岗位上做着平凡的事,一步一个脚印,努力实现“空间天气梦”和“中国梦”。(于超、闫小娟口述 李慧整理)

  气象计量书芳华

  炎炎烈日下,位于昌平科技园2号楼顶的辐射检定平台上,国家气象计量站业务发展室主任崇伟正和同事紧张地忙碌着。疫情发生以后,计量站实行了轮班工作机制,为克服检定人员不足的困难,崇伟又重新扛起了辐射仪器计量检定的业务工作。

  辐射仪器国际上普遍采用室外检定,国家气象计量站也不例外,越是烈日当头,越是辐射仪器检定的好时候。为此,烈日暴晒、挥汗如雨就成了工作常态。“太阳晒,补补钙”,崇伟笑着说,从仪器安装、接线、调试以及数据处理,他样样都干。为了及时处理检定数据,分析仪器计量性能,常常加班加点,现如今,他已经是辐射仪器计量方面的一把好手。2015年和2017年,崇伟先后作为我国气象辐射计量代表之一,参加了世界辐射中心和世界气象组织II区协(亚洲)辐射中心举行的国际直接辐射比对,将我国气象辐射标准直接溯源至国际标准。

  随着新型气象观测装备的不断列装,这些仪器的计量业务迫切需要建立,“错误的数据比没有数据更危险。”崇伟说:“任何观测仪器在使用前,不进行计量检定,其观测数据就没有溯源关系,也就没有可比性,更谈不上准确性。”2018年,在中国气象局综合观测司的组织下,崇伟牵头完成了对上海和安徽能见度计量检定实验舱的比对工作,起草了能见度计量业务相关规定和校准规范,为能见度计量业务顺利实施奠定了基础,2019年国家气象计量站能见度计量检测实验室(上海)通过业务认证,成为国内首家能见度检测与标校业务实验室。

  现有计量业务布局和机制的改革,提升对新型观测要素和新型观测装备的计量能力是目前计量业务发展需要考虑的。“气象观测数据是否准确,直接影响到天气预报的准确程度,影响到为民服务的效果,确保气象观测数据的准确、可靠,气象计量工作是基础,观测要准确,计量要先行。”崇伟说。

  气象计量工作枯燥且辛苦,但奋斗的青春是无悔的。在崇伟看来,甘愿做气象观测业务链条上一颗铆钉,把观测数据质量牢牢把住,就是不负青春的使命担当。(边泽强)

  海上踏浪者

  厄尔尼诺和拉尼娜事件一旦发生,赤道太平洋及高纬度地区大气环流就会发生变化,使全世界的天气状况出现异常。约占全球地表面积71%的海洋,对它的观测和研究至关重要。监测海洋及其上中层的变化对长期气象预报和气候预测意义重大。

  海洋在海-气耦合系统中也起到关键的作用。近年来,围绕科学研究领域的研究需求,中国气象局广州热带海洋气象研究所(简称热带所)大力推进科技基础条件建设,通过几年的不断完善,在茂名博贺海洋气象科学试验基地(简称试验基地),建成了我国首个海洋气象综合观测系统,观测能力达到国际先进水平。

  由于试验基地位于台风登陆最频繁地区,每当台风季节,连在试验基地实习的海军战士都撤到附近渔村避风,但气象科研人员依然坚守机房,检查设备是否正常运行,时刻报告风速、风向。

  毛伟康在试验基地一干就是十几年,在试验基地工作的人,几乎都认识他。在海洋观测方面,尤其是对台风、海雾、海上暴雨等极端天气,毛伟康有着丰富的观测经验,同时他还擅长各种仪器设备的检测、安装、标定和维护等。此外,还要参与台风、海雾中的GPS探空、雾滴谱仪、多普勒激光测风雷达等设备的观测。“我的工作有点像‘保姆’,我要把这些仪器‘照顾好’。”毛伟康说。

  距离岸边6.5公里的海洋气象观测平台(简称平台),是试验基地最重要的观测点。每次上下平台也是最危险的时刻。有一次,为了完成一次紧急观测任务,他们在风浪偏大的海况下出了海,结果在要下平台返回时,风浪比以前还大。毛伟康让大家先上船,他最后一个上,这时海况已经不允许登船了。乘着大浪中的一个小间隙跳下小船,毛伟康的腰部撞到船的侧板,休息了一个多月才恢复。

  尽管经历过多次危险的情境,毛伟康却还是坚持上平台工作,因为他知道,越是危险的地方,就越需要像他这样有多年工作经验的人。正是许许多多和他一样的海洋科研人员,在平凡的岗位,用不平凡的坚守以及一如既往的专业和敬业,为海洋科研奉上一朵朵美丽的浪花。(黄辉军 李慧)

  探秘久远树轮

  在新疆,树木年轮研究始于20世纪60年代。由于树木在其生长过程中,需要从环境中吸收养分和能量,并且从环境中汲取各种化学元素到每年的生长层(即年轮)中,树木年轮可以提供树木生长的环境要素信息,例如温度、湿度以及大气成分的变化等等,所以分析树木年轮在全球变化研究中有重要的作用。

  树木年轮,忠实见证并记录着气候与环境的变化。在干旱半干旱地区,遇气候相对湿润的年份,树木生长得快,年轮会稍宽,反之,年轮则较窄。采来的年轮树芯,要制作成规范的样本,每根看似不起眼的小木条,却隐含着数百年的轮纹,研究人员要在显微镜下一条一条地数出来。不仅如此,这些样本还要用专业仪器按照年轮分割成数百份,将其精确到具体年份,然后计算出每一年的轮宽、灰度、密度、细胞、同位素等参数变化。

  “树木生长的快慢与气候因子之间存在密切联系,能够‘对话’的树木年龄必须在百年以上。有时在深山里找一个星期,才能找到一棵适龄的树。”中国气象局树木年轮理化研究重点实验室主任、研究员张同文这样描述在大山里寻找采集树轮样本时的艰辛。

  对张同文和同事来说,通过树轮洞察过去数百年来气候状况是他们的目标和追求。每年,张同文要花三分之一的时间去寻找和采集树芯样本。15年来,他参加野外采样40次,累计采集473个样点、12044棵样树,完成了60余个树轮年表的研制。他的足迹遍及全国12个省份,中亚的哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦以及南亚的巴基斯坦等国。

  树轮野外采样工作十分艰苦,山区道路状况很差,环境恶劣,越野车无法在原始林区驰骋,只能靠双腿十几、二十几公里地走到采样点;路程太远时,就选择骑马或骑驴。

  有一次,下雨造成河流暴涨,为了尽快赶到采样点,张同文冒险骑马过河。走到河流中间水流更加湍急,河水没过马背,那个时刻万一马儿站不住,后果不堪设想。

  过去几百年乃至上千年气候是怎样的?为了探究这些久远的“秘密”,张同文体内蛰伏着非同寻常的能量,每次释放,都会射出夺目的光彩。(李冬梅)

  “赶考”粮食丰歉

  聚焦粮食生产这一民生问题,作物产量预报至关重要,颇受社会各界关注。

  近年来,随着全球气候变化的日益加剧,气象灾害对粮食安全构成的威胁越来越大,我国农业气象灾害呈现频率高、强度大、危害重的态势,频发的农业气象灾害是造成粮食减产的决定因素。气象条件是粮食产量波动的重要影响因素,气象条件的匹配适宜与否、气象灾害的轻重,在很大程度上决定了粮食产量丰歉、品质优劣和成本高低。

  目前,国家气象中心已研发了基于历史丰歉气象影响指数、关键气象因子、气候适宜指数等统计方法与作物生长模型相结合的动态集成预报技术,预报时效发展到在作物播种后逐月(旬)滚动预报,预报空间尺度拓展到主产区、主产省、主产地市及主产县。

  每年的夏收粮油作物和主要秋收作物及全年作物产量预报都要以中国气象局文件形式直接上报国务院,代表气象部门的最高水平,会成为决策部门制定宏观调控政策、合理安排生产的重要参考,从而在保障国家粮食安全服务中发挥积极作用。

  作为作物产量预报的专家,中国气象局首席气象服务专家宋迎波在这方面的研究颇为深入。

  宋迎波为记者讲述了一次令她印象深刻的预报——时间回溯到2018年,从春播到汛期,再到秋收,我国主要粮食产区经历了持续春旱、极端降水、8个台风、夏季高温等“轮番轰炸”,大大增加了预报的难度。

  国家统计局根据第三次全国农业普查情况,对2007年至2017年所有作物的产量数据进行了调整,且在开展秋收作物产量预报服务时尚未对外公布,实时产量数据不能与历史序列准确对接,使2018年作物产量预报工作面临巨大挑战。

  在如此复杂的形势下,宋迎波和同事全身心投入工作,科学使用作物气候适宜度、灾害强度等指数定量评估春播以来气象条件的利弊影响,利用卫星遥感资料和作物模型模拟的生物量、叶面积指数等定量分析全国作物长势,并将研发的最新预报技术应用于预报服务,为预报准确率提升提供了重要支撑。

  最终,经过不懈努力,他们得出“2018年全国秋粮和全年粮食平均单产均比2017年有所提高,总产量均略减”的预报结论,与国家统计局公布的数据对比,2018年秋收粮食作物和全年粮食作物平均单产预报准确率均达100%,总产量预报准确率为99.8%。预报材料在2018年9月1日以中国气象局文件形式上报国务院,时效明显早于其他相关部门,充分发挥了气象预报的先导作用。

  多年来,宋迎波的生日都是在全国秋收粮棉作物产量预报会商会的忙碌中度过的。“尽管不能过生日,但看到我们交的每一份优秀答卷,真的非常欣慰和骄傲。”(宛霞)

编辑: 海南编辑
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