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二院:打造气象精品产业 服务百姓安康乐知

发布时间:2020-07-21    信息来源: 中国航天科工二院

近日,习近平总书记对金沙江乌东德水电站首批机组投产发电做出指示强调,要坚持新发展理念勇攀科技新高峰,努力打造精品工程更好造福人民。科技是国之利器,中国要强,人民生活要好,必须要有强大科技。科学研究既要追求知识和真理,也要服务于经济社会发展和广大人民群众。中国航天科工正是响应总书记号召,把科技工作者的论文写在祖国的大地上,把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中。

作为中国航天科工的雷达专业研究所,二院23所以航天技术服务国计民生为使命。人们的衣食住行、安康乐知都离不开气象,23所就将气象产业做大做强,围绕创新链布局产业链,加强创新引领能力,加速创新成果孵化。

气象雷达的工作是“追云逐雨”,给大气中的风场和云层做“CT”扫描,监测天气状况,获取实时气象要素,实现精细化探测。

自上世纪80年代,成功研制中国第一部边界层风廓线雷达,实现我国无球测风“零”的突破以来,23所60多年间不断创新,研制了测风、测云、探空综合探测领域系列化产品,以高可靠性、高稳定性和优异的探测能力,为国家气象、民航气象等用户提供了200余台套设备,产品覆盖全国各地,在国家基础设施建设和国内外重大赛会保障、台风暴雨等应急抢险救灾中广泛应用。

6月以来中央气象台持续31天发布暴雨预警,南方60%的县市受到暴雨影响,7月2日,2020年第1号洪水在长江上游形成。在这一个多月里,23所90多套气象雷达在降雨覆盖的四川、广东、贵州、重庆等近10个省市24小时采集气象数据,雷达网的快速扫描和精细化空间观测为气象部门准确把握天气系统发展趋势提供数据服务和参考。

中国科学院大气物理研究所的数据显示,目前的3天预报在全球范围可达70%至80%的准确度。我国华南地区的3天预报,准确度能高于80%。准确率的提升依赖于气象科学技术的进步。气象雷达作为气象科学的重要组成部分,它的进步,对于近年来气象服务的升级,发挥着越来越重要的作用。在现有的技术条件下,很难做到百分之百地精准预测。但23所不断尝试新的技术手段,突破新的技术难题。

天气雷达是进行大气、云及降水物理研究和探测的主要手段,它的重要用途之一是定量估测降水,我们叫它“防害减灾侦察兵”。它是强降雨季节气象部门数据参考的重要装备。为了提升定量降水估测的精度,天气雷达的探测方式从单偏振改成双偏振。大气降水的水相态粒子是扁平状的,如果采用单一偏振波探测,得到的信息不够全面,双偏振的探测方式则可以通过水平和垂直方向的同时测量,对降水类型识别、分类,精准地探测并估测降水。目前23所正在为中国气象科学研究院研制的X波段相控阵天气雷达,就采用了双偏振数字有源相控阵技术,这是国内技术体制最先进的天气雷达。

为了给防灾减灾提供更多更精细的数据,23所对于降水观测和龙卷天气过程等灾害性天气的观测,研制了C波段相控阵天气雷达,它可实现对龙卷、冰雹、雷暴等灾害性天气实时监测。2019年9月,23所研制的国内首部C波段相控阵天气雷达在江苏高邮市安装。这个雷达主要用于降水观测,可获取云、雨等气象目标的位置、强度、径向速度等信息,实时监测龙卷风等灾害性天气过程,并对龙卷等天气的演变过程进行精细化探测。常规天气雷达完成一次扫描需要6分钟,这个雷达只需要一分半钟。“龙卷风这样的天气,获取信息的速度越快,越有助于尽早做出应急安排。”

为了拓展服务领域,23所围绕国计民生发展需求,创新科技,深耕技术提升服务能力。

“低空风切变”是航空界公认的飞机起飞和着陆阶段一个重要的危险因素,它发生的时间短,范围小,探测和预报很困难,是一个航空气象的世界性难题。23所利用风廓线雷达、连续波雷达、激光雷达等多种雷达,构建了我国第一个高精度、高时空分辨、高数据获取的机场风场探测装置,在天津机场安装以来,10多次成功预警发生在跑道上的风切变,为提高民航机场航运安全的保障能力提供帮助。

为北京大兴国际机场架设的测云雷达,是国内民航机场第一部测云雷达。可以对机场周边60公里范围内的云、雾、雪、弱降水等进行高精度观测,并与天气雷达、风廓线雷达等设备结合,提升机场天气预报的精细程度,对于危害飞机航行安全的低云、大雾等低能见度天气,提供良好的实时监测和短临预警服务。

6月11日,中国首座灯塔气象观测站“丝路海运”自动气象观测站在福建厦门港九节礁部署完成,这是23所为保障国家“一带一路”航线运行特意设计的一型海上气象观测站,创新性地选址并建设于灯塔上,开创了港航气象服务的先河。

不仅是为国民提供气象数据服务,23所气象雷达还随着“一带一路”的脚步走到了更多的国家和地区。

气象雷达的工作特点是“靠天吃饭”,想要捕捉充分的气象信息,验证产品性能,就需要天气要素多,越是天气恶劣、刮风下雨的时候,越需要做监测。一次在国外架设雷达的过程中,遇到了沙尘暴,黑压压的一片云往头顶走,刚说“要下雨了,抓紧干”,不到三分钟,狂风裹着砂砾就来了,什么都看不到,沙子打得脸生疼,来不及收拾,大家放下设备就赶紧往楼下跑。沙尘暴二十分钟就过去了,但是当时天已经黑了,大家只能结束当天的工作。

有的时候住地会停电,大家就开着手电筒吃烛光晚餐。当地人非常热情,有很多人不会说英语,但是他们一直用微笑向队员们传递善意。每天队员出门都要带着大批设备物资,当地的民众就主动来帮忙提东西。离开时,队员把从国内带来的零食都分享给当地的百姓,感谢他们这段时间的帮助。他们也把当地的椰枣、杏干送给队员。习近平总书记在亚洲文明对话大会开幕式上说,“美人之美、美美与共”。

为了更好地服务民生,助力气象产业快速发展,23所成立了我国航天行业内规模最大、市场综合占有率最高,“空天地海”一体化的综合气象探测设备公司——航天新气象公司。以自动气象站、气象雷达和探空产品三大类产品,为气象和环境监测、民航、应急减灾、农业生态、交通、智慧城市等多个行业提供服务。

通过航天新气象公司这个全新平台,23所整合现有的技术、人才和市场资源,呼应一带一路、互联网+物联网、智慧城市、生态建设等国家重点发展战略和机遇,强化研发资源投入,在持续深耕传统市场、优化服务的基础上,加快拓展环保、海洋等其它行业及国际市场。以科技的引领推动科技与经济的紧密结合,以“大雷达、大系统、大数据”为建设目标,力争为国家气象现代化建设事业做出更大贡献。(文/胡庆荣)