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(guān)鍵期,各地氣象及相關(guān)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(guān)數(shù)據(jù)令人非常痛心。

  這場大汛大災讓我們經(jīng)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(chǎn)權(quán)的保護和應用,圍繞該平臺的相關(guān)技術(shù)已提交“一種結(jié)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(guān)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(chǎn)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(jié)構(gòu)3個“體繪制”產(chǎn)品,顯示輪廓內(nèi)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。”北京市氣象臺短臨監(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(shù)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(chǎn)品,實現(xiàn)對傳統(tǒng)站點預報和落區(qū)預報產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(gòu)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(nèi)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(nèi)澇模型,同時考慮城市內(nèi)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(nèi)山洪災害易澇點、城市內(nèi)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(chǎn)損失的關(guān)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(nèi)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(nèi)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(diào)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(shù)研發(fā)及知識產(chǎn)權(quán)布局是我們實現(xiàn)發(fā)展的基礎?!遍L沙迪沃生產(chǎn)技術(shù)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(shù)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(jīng)費,致力于應急供排水搶險設備技術(shù)研發(fā),相關(guān)產(chǎn)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(gòu)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(shù)一定會在防汛抗洪中大顯身手。