国气象事业发展战略研究领导小组办公室
二○○四年六月十八日 北京
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中国气象事业发展战略研究
总 论 卷 课 题 组
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引 言
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主 笔:刘英金
撰 稿 人:邓 勇、丁若洋、李 栋
主要贡献者:庞鸿魁、郑江平、任振和、李 晔、杨 明
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第一章 形势分析
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主 笔:董文杰、罗云峰
撰 稿 人:常国刚、孙 冷、张海东、任振和、毛留喜、李 晔
主要贡献者:任小波、王苏民、喻纪新、效存德
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第二章 总体战略
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主 笔:王守荣、林家彬、吴贤纬
撰 稿 人:张家宝、沈国权、方宗义、任振和
主要贡献者:王 毅、张洪广、程 磊、杨 明
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第三章 战略任务
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主 笔:徐祥德、刘春蓁
撰 稿 人:章国材、阮水根、张人禾、卞林根、倪允琪、丁国安、李集明、顾骏强
主要贡献者:刘玉洁、董锁成、赵立成、黄朝迎、刘奇俊、高学杰、陈怀亮、王建林、霍治国、孟 青、闫俊岳、张永山、苗秋菊、施晓晖、丁传群、胡 欣、王雪臣、孙 冷
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第四章 能力建设
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主 笔:丑纪范、孙照渤、李良序
撰 稿 人:萧永生、于新文、张文建、郭亚曦、董文杰、黄永梅、顾 卫、辛晓平、周广胜、张家宝、任鸿翔、邓 强、陈志宇、王 伟、任国玉、杨振斌、吕江津
主要贡献者:许永锞、孙 力
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第五章 战略措施
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主 笔:丁永建、王春虎、于新文
撰 稿 人:李士斌、李修池、韩通武、刘宪华、王志强、于玉斌
主要贡献者:王 伟、邵立勤、曹广生、石 波、周 可、严昭柱、王振江、董锁成、刘时银、赵 林、王文华、陈振林、秦祥士、嵇启武、效存德、李德善、高兴龙、程 磊、张洪广、任振和、牛国良、郭志武
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目 录
引 言 1
第一章 形势分析 8
一、中国气象事业的发展历程和重大成就 9
(一)中国气象事业的发展历程 9
(二)新中国气象事业取得的重大成就 11
二、中国气象事业发展面临的形势 23
(一)全面建设小康社会对气象事业提出新需求 24
(二)气象事业要为国家应对气候变化提供科技支撑 25
(三)世界气象科技快速发展给中国气象事业发展提供难得机遇 27
(四)未来20年经济发展、体制改革、国际环境变化与中国气象事业发展 33
三、存在的主要问题和差距 36
(一)气象现代化水平与全面建设小康社会的需求还存在明显差距 36
(二)气象科技总体水平和国际先进水平相比有很大差距 38
(三)部门分割造成重复建设和资源未充分共享等现象仍然不同程度地存在 40
(四)科技队伍的整体素质有待进一步提高 42
(五)气象事业发展经费投入不足 43
第二章 总体战略 46
一、战略定位 46
二、战略思想和指导方针 48
(一)战略思想 48
(二)指导方针 52
三、战略目标 54
(一)总体目标 54
(二)阶段目标 56
四、战略布局 58
(一)统筹规划、统一布局,推进气象体制改革和创新 58
(二)改进气象行业布局,促进行业联合和协调发展 58
(三)调整区域气象布局,统筹全国和区域气象发展 58
(四)加强全球、区域和周边国际气象合作布局 59
第三章 战略任务 61
一、气象科学与技术 62
(一)气候系统与全球变化 63
(二)亚洲季风变化机理 63
(三)灾害性天气气候预测理论 63
(四)人工影响天气调控原理与新技术 63
(五)大气化学理论与技术 64
(六)大气监测技术与分析理论 64
(七)数值模式的理论与技术 65
二、基本气象业务体系 65
(一)气象观测系统 65
(二)气象信息系统 69
(三)气象预报系统 70
(四)气候变化预测预估与应对系统 71
三、气象与经济社会发展 73
(一)公共气象服务体系 73
(二)现代航空气象体系 75
(三)农业气象服务体系 76
(四)水文气象服务体系 77
(五)交通气象服务体系 79
(六)海洋气象服务体系 81
(七)城市气象保障体系 82
(八)重大工程气象保障体系 84
四、气象与国家安全保障 85
(一)重大天气气候灾害预警 85
(二)人类健康安全保障气象应急响应 86
(三)军事气象保障 88
(四)粮食安全气象保障 89
(五)能源安全气象保障 91
(六)雷电灾害防御保障 92
(七)空间天气预警 94
五、气象与可持续发展 95
(一)气候资源开发利用 96
(二)气象对水资源影响评估 98
(三)气象对生态与环境影响评估 99
(四)人工影响天气 100
(五)气候变化与环境外交 101
第四章 能力建设 103
一、综合观测系统工程 104
(一)建设必要性 104
(二)工程建设的主要内容 106
二、气象灾害预警系统工程 109
(一)建设必要性 109
(二)工程建设的主要内容 111
三、公共气象服务系统工程 113
(一)建设必要性 113
(二)工程建设的主要内容 114
四、气候预测系统工程 116
(一)建设必要性 116
(二)工程建设的主要内容 118
五、气候变化应对工程 119
(一)气象能源开发利用 120
(二)固碳减排 123
(三)海冰资源化利用 126
(四)食物安全气象保障 128
(五)国家重大工程的生态影响评估 130
六、航空航天气象保障工程 132
(一)北京航空气象中心建设 133
(二) 国家空间天气中心建设 136
七、人工影响天气工程 138
(一)建设必要性 138
(二)工程建设的主要内容 140
八、气象科技创新工程 142
(一)建设必要性 142
(二)工程建设的主要内容 143
第五章 战略措施 147
一、大力推进科技创新,实现气象科技进步 147
(一)加强理论创新,提高气象科学基础理论研究水平 147
(二)高度重视技术创新,为提高综合实力提供有力支撑 148
(三)积极推进体制创新,为构建气象科技创新体系提供保障 149
二、全面实施人才强业战略,提高队伍整体竞争力 150
(一)以高层次人才和高技能人才培养为重点,带动队伍整体素质提高 150
(二)加大人力资源开发投入,实现人力资本增长 150
(三)调整人才资源结构,建设开放的人才体系 151
(四)推进人机制和体制创新,优化人才成长环境 151
三、深化改革,促进资源与信息共享 152
(一)积极推进管理体制改革,实现部门行政向公共行政的重大转变 152
(二)尽快建立资源共享协调机制,不断提高资源共享水平 153
(三)建立现代气象业务技术体系,逐步实现资源整合 155
四、建立以公共财政为主的气象投入机制 156
(一)进一步完善投入机制,明确各级公共财政的气象支出责任 156
(二)满足需求,不断加大公共财政投入力度 157
(三)加快全局性重大工程项目建设 160
五、建立健全法律法规体系,加大执法力度 160
(一)完善气象法律法规体系,提高立法质量 160
(二)加快气象行政执法体系建设,确保法律法规贯彻实施 162
(三)加强法制宣传教育,提高全社会气象法律意识 163
六、加强国际合作,扩大对外开放,支持履约行动 163
(一)广泛开展国际合作,提升国际地位 163
(二)积极参与多边合作活动,发起和参与大型国际科技计划 165
(三)积极支持履约行动,全力维护国家权益 166
七、加强领导,健全国民气象教育体系和公众参与机制 166
(一)切实加强对气象事业发展的领导 167
(二)健全国民气象宣传教育体系 167
(三)建立和完善公众参与机制 168
中国气象事业发展战略研究
党的十六大确立了新世纪新阶段全面建设小康社会的宏伟目标,指明了走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。十六届三中全会进一步明确提出了坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的科学发展观,强调不仅要关注经济指标,而且要关注社会发展指标、人文指标、资源指标和环境指标。这一方面为中国气象事业发展带来了难得的历史机遇,另一方面又对气象事业提出了更高的需求。促进经济、社会、人口、资源和环境协调发展,减轻天气气候灾害的影响,应对气候变化,开发利用气候资源,实现人与自然和谐,是本世纪头20年中国气象事业的历史使命。
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一
中国幅员辽阔,自然条件复杂,是世界上自然灾害最严重的国家之一。在各类自然灾害中,70%以上是天气气候灾害[1]。天气气候灾害种类多、强度大、频率高,对我国经济社会的发展带来严重的影响。据统计,我国每年因各种天气气候灾害使农田受灾面积达3400万公倾(5亿多亩),受干旱、暴雨、洪涝和热带风暴等重大灾害影响的人口约达6亿人次,平均每年因受天气气候灾害造成的经济损失约占GDP的3%-6%[2]。20世纪90年代以来,在以全球变暖为主要特征的气候变化背景下,天气气候灾害明显增多,对经济社会发展的影响日益加剧;随着我国经济的快速增长,天气气候灾害造成损失的绝对值越来越大。1995年以来,每年天气气候灾害造成的直接经济损失超过1000亿元, 1998年高达2998亿元。如果考虑到天气气候灾害引发的生态、环境、地质、社会、人文、经济等继发性灾害,则经济损失更为严重。
工业革命以来,由于化石燃料的大量燃烧,大气中温室气体浓度急剧增加。目前大气中二氧化碳的浓度已达到368ppmv(百万分之一体积),是过去42万年来的最高值[3]。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第三次评估报告(2001年)预测:21世纪末全球平均气温将上升1.4-5.8℃。2003年10月美国五角大楼在给布什政府提供的《气候突变的情景及其对美国国家安全的意义》的秘密报告中指出,全球变暖可能导致气候突变,并由此引发全球性骚乱、冲突和核战争,对国家安全产生重大影响。该报告认为20年后人类的头号威胁不再是恐怖主义,而气候变化将摧毁“我们”。根据国内外科学家的大量研究,全球气候变化对我国生态、资源、环境等产生的负面效应日益彰显。气候变化导致水资源短缺、大面积干旱、海平面上升、冰川退缩、荒漠化土地扩展等,给我国经济社会的可持续发展带来难以逆转和持久的影响;气候变化加剧食物、水和能源危机,严重影响到我国的国家安全,制约着经济的快速发展;气候变化特别是臭氧层耗损、大气成分改变造成生态系统退化、粮食数量和质量下降、流行病传播,对人民生活质量的提高乃至民族的生存构成严重威胁。适应和减缓气候变化对人类社会的影响已经成为当今国际政治和环境外交斗争的热点问题。
当今,人口膨胀与资源短缺的矛盾日益凸现,迫使许多国家寻求新的资源、实行能源结构调整、实施新的能源战略,积极探索和开发无污染、可再生的气候资源。欧盟各国制定了能源结构调整计划,到2010年风能、太阳能等可再生能源的比重将从目前的6%提高到12%,风力发电提高到总发电量的22%[4]。我国人口众多,资源相对不足,随着经济快速增长和人口不断增加,能源、食物、水、矿产等资源不足的矛盾将越来越尖锐。我国地域宽广,温带、亚热带和热带三个气候带覆盖着960万平方千米的陆地和473万平方千米的海域,气候资源丰富多样。风能、太阳能等可再生性能源具有巨大开发潜能,空中水资源具有很大的调控潜力。高度重视气候资源的开发利用,不仅可为能源结构调整作出重要贡献,而且也应成为实施新能源战略的一个重要举措。科学开发利用气候资源关系到我国经济社会的可持续发展,关系到中华民族生存与长远发展的大计。
天气气候灾害与气候变化、气候资源始终伴随着人类社会的发展。几千年人类社会的进步史就是与天气气候灾害斗争的历史,适应和应对气候变化的历史,开发和利用气候资源的历史。但随着人类社会的发展,特别是人类活动的不断扩大和加强,导致了气候变暖的加剧和气候恶化。目前,适应、减缓和应对气候变化已成为人类社会发展不可回避的重大问题,它需要多学科交叉融合、多部门通力合作、全社会共同努力,适应、减缓和应对区域乃至全球性气候变化。在这个过程中,气象工作将义不容辞地承担更重大的责任。
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二
中国气象事业是科技型、基础性社会公益事业,对国家安全、社会进步具有重要的基础性作用,对经济社会发展具有很强的现实性作用,对可持续发展具有深远的前瞻性作用。新中国建立以来,在党和各级政府的关怀和大力支持下,经过几代气象人的不懈努力,我国已经初步建成了门类较齐全、布局较合理、自动化程度较高的气象业务和服务系统,气象科学研究、气象教育与人才培养取得了令人瞩目的成绩,广大气象工作者为经济发展、社会进步、国防建设和人民生活质量的提高作出了重要贡献。但是,我国气象科技水平和服务能力仍不适应国民经济和社会发展日益增长的需求;在一些前沿领域,我国与发达国家的差距有扩大的趋势,特别是缺乏可靠的科学数据和对策以适应、减缓和应对气候变化的影响。
为肩负起历史重任,中国气象事业发展战略研究课题组在深入调查研究、系统分析面临形势、展望世界科学技术发展趋势的基础上,研究了本世纪头20年中国气象事业发展的总体思路,明确了战略目标和战略任务,凝练了加强能力建设的重大工程,提出了向气象强国跨越的主要战略措施。
本世纪头20年,中国气象事业发展必须“坚持公共气象的发展方向,大力提升气象信息为国家安全的保障能力,大力提升气象资源为可持续发展的服务能力”。这一战略思想凝炼出的“公共气象、安全气象、资源气象”的新理念,是全面建设小康社会对气象事业的新需求,是气象事业落实科学发展观的新行动,是气象事业对国家安全、经济社会发展和可持续发展的新保障。
根据国家需求,战略研究明确了建设“一流装备、一流技术、一流人才、一流台站”的具有世界先进水平的新一代气象现代化体系,实现从气象大国向气象强国跨越,为全面建设小康社会提供更加优质的气象服务的战略目标;提出了气象科学技术发展的优先领域、现代气象业务发展的战略任务及气象为经济社会发展、为国家安全保障、为可持续发展服务的重点任务。
围绕战略目标和重点任务,战略研究科学地凝练出加强能力建设的八大工程,即:综合观测系统工程、气象灾害预警系统工程、公共气象服务系统工程、气候观测系统工程、气候变化应对工程、航空航天气象保障工程、人工影响天气工程和气象科技创新工程。
统筹考虑中国气象事业发展面临的战略任务和加强能力建设的重点工程,当务之急是,构建气候系统观测平台,使之成为地球观测系统最重要的组成部分;构建气象信息共享平台,使之成为气候系统的信息中心;构建公共气象服务平台,使之成为天气气候灾害预警和应急响应的基础;构建气象科技创新平台,使之成为全国气象科学研究和技术开发的支柱。
为实现战略目标、完成战略任务,战略研究立足中国国情,从理论与实践的结合上,提出了促进资源共享、推进科技创新、实施人才战略、完善投入机制、推进法制建设、加强国际合作,健全公众参与机制等七大战略措施。
三
党中央、国务院高度重视新世纪新阶段中国气象事业发展战略研究工作。国务院副总理回良玉同志多次听取战略研究情况汇报,并亲自启动了中国气象事业发展战略研究课题,明确要求以“三个代表”重要思想和党的十六大精神为指导,按照全面、协调、可持续的科学发展观的要求,面向本世纪头20年全面建设惠及十几亿人口的更高水平的小康社会对气象事业的迫切需求,面向世界科学技术发展前沿,开展全局性、长远性、前瞻性和实用性的研究;要站在国家乃至世界高度,从维护中华民族利益的角度,紧密结合我国的经济建设、国家安全和可持续发展,深入开展研究。
受国务院委托,中国气象局邀请有关部委领导、40多个学科的70多位院士和著名专家、300多名研究人员,由院士和著名专家领衔,开展了跨学科、跨领域、跨部门的深入研究。参加战略研究的专家既有来自全国人大、国务院、全国政协、各大军种的专家,也有来自业务部门、科研机构、高等院校的专家;既有经济、社会、资源、国情方面的专家,也有军事、航天、天气、气候和气候变化、科技、教育、可持续发展、公共安全、外交等方面的专家;既有国内专家,又有国际知名专家。著名物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中教授,世界气象组织(WMO)秘书长雅罗教授、政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组主席所罗门博士应邀到中国气象事业发展战略研究论坛作专题报告,并被聘为中国气象事业发展战略研究顾问。
中国气象事业发展战略研究本着科学民主、求真务实的精神,充分发挥专家作用,凝聚全社会的智慧和力量,组织了13个调研组进行了国内外调研,举办了14期战略研究论坛,多次召开座谈会和专题研讨会,最终形成了中国气象事业发展战略研究《总论卷》、《重大科学技术与现代气象业务卷》、《气象与经济社会发展卷》、《气象与国家安全卷》、《气象与可持续发展卷》、《能力建设与战略措施卷》等重大成果。这些研究成果必将对中国气象事业发展产生重大而深远的影响,必将对经济社会的全面、协调、可持续发展起到重要的促进作用。
为期一年的中国气象事业发展战略研究工作得到了党中央、国务院领导亲切关怀和有关部门的大力支持,得到了广大科技工作者的热情指导和积极参与,得到了全社会的广泛关注。中国气象事业发展战略研究课题组向他们表示衷心感谢!并对为本项研究付出辛勤劳动的所有院士、专家、学者和工作人员表示衷心感谢!
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第一章 形势分析
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人类社会的历史是人类认识自然和改造自然的历史,人类经历了崇拜自然、抗争自然、试图改变自然,最后与自然和谐发展的不同阶段。气象[5]是人们随着经济社会发展的需要,在适应天气[6]、气候[7]和环境变化的漫长历史过程中总结出的实践经验、思想精华和理论知识。它是一门既古老而又年青的科学,对促进社会进步和人类文明具有深刻的历史意义和重要的现实作用。新中国成立后,在党和政府的关心领导下,气象事业取得了辉煌成就。全面建设小康社会的国家需求,应对全球气候变化的国家战略和世界气象科技的快速发展,都给新世纪新时期中国气象事业[8]的发展带来了前所未有的机遇。同时,气象事业在现代化水平、科技创新能力、管理体制、人才素质和资金投入等方面与国际先进水平的差距,以及与国家需求和自身跨越式发展要求不相适应的矛盾,也对中国气象事业的发展提出严峻挑战。机遇和挑战并存,关键是我们要能把握住机遇,积极应对挑战,加快发展,开创中国气象事业发展的新局面。
一、中国气象事业的发展历程和重大成就
(一)中国气象事业的发展历程
我国是历史悠久的文明古国,也是古代世界气象知识的重要发源地。中华民族对天气、气候的探索由来已久,走过了辉煌的历程。
1.源远流长的古代气象
我们的祖先创造了光辉灿烂的文明。其中包括对宇宙和天人关系的创造性思考,是中华民族传统文化对世界文明的伟大贡献。古代儒家从天地人是一个有机整体的观点出发,提倡 “天人合一”,即人与自然的平等、协调发展。“人法地,地法天,天法道,道法自然”,总结了人们由被动适应到逐渐顺应自然规律的道理。大禹治水就是成功应用气象知识的典范。《中庸》中也有关于气象知识的记载:上律天时,下袭水土,万物并育而不相害,道并行而不相悖。表明按气象规律办事,就可以万物共生、社会有序发展的道理。
我国是观云测天最古老国家之一。早在三千年前,殷代甲骨文中已有了关于气象的记载,如有表达风、云、虹、雨、雪、雨夹雪等字。春秋时代铁器普及和农业发展促进了人们对天气现象的认识。《周礼》记载,在周代朝廷专门从事气象天文工作的官员很多,官职分上卿、大夫、士等。《诗经》中不乏气象方面的谚语,描绘了一个谚语测天的“诗经时代”。汉代《淮南子》系统地阐述了二十四节气。北宋苏东坡“三时已断黄梅雨,万里初来舟卓舶风”的诗句表明天气现象被再次引入诗词。到了元代,天气经验绝大部分韵语化为“天气谚语”,如“朝霞不出门、暮霞行千里”。明朝永乐年间,我国制成了世界最早的雨量器。明戚继光《练兵实记》指出“潮沙云起,谓之风潮。名曰飓风,大雨相交”。
从远古到公元十五世纪末,人类气象知识由少而多,由浅而深地累积起来。我国古代气象知识不仅在国内广为流传,而且盛行于东亚的日本和朝鲜半岛。由于奴隶制和封建制时代生产力落后,加上政治思想的约束和宗教意识的禁锢,气象知识多为经验性的。
2.艰苦探索的近代气象
近代我国气象观测有记载可考的,以天主教士法国人哥比神父公元1743年(清乾隆8年)开始在北京用近代仪器观测为最早。意大利传教士Vagnoni Alphonse化名高一志,曾与我国的韩云合作,译述了《空际格志》,这是我国第一部介绍西方气象知识的书籍。
鸦片战争后,国内气象设施大多为外国人所建,例如上海徐家汇观象台、青岛观象台及台湾省的气象台站都操纵在列强手中。而我国自办近代气象事业,是从1912年成立中央观象台开始的。以竺可桢等为代表的气象科技工作者艰难探索气象科学的发展之路。1914年,开始设立农业气象站。1916年,正式以天气图的方法试做预报。体现近代气象科学最大特点的是气象测报网的建立。1928年在南京成立气象研究所,开展了地面气象观测业务。1930年,开始绘制天气图和发布天气预报及台风警报。到1940年,全国共有近50多个气象观测台站(其中有拉萨测候所),初步形成了我国近代气象观测网。到1948年,该观测网已发展到123个气象观测台站。
3.蒸蒸日上的新中国气象事业
1944年秋,在陕北延安的凤凰村建立解放区第一个气象台并开始工作。1949年12月8日,中央人民政府人民革命军事委员会气象局宣告成立,新中国气象事业从此诞生。随后,中国科学院和中国气象局共同成立了联合预报中心和联合资料中心,为我国气象事业培养了第一批天气预报员和气候研究人员。抗美援朝战争结束后,为适应国家大规模经济建设的需要,人民革命军事委员会主席毛泽东和政务院总理周恩来于1953年8月1日联合签发命令决定气象部门从军队建制转为政府建制。到1958年,气象工作以大力开展全国气象台站网建设为标志。1958年以后,为了做好短期天气预报,加强了对东亚大气环流和我国天气气候特征的研究。1964年,毛泽东主席在约见竺可桢时说:“农业八字宪法:土、肥、水、种、密、保、工、管,管地不管天。可以加上光和气两个字”。“文化大革命”十年,气象科技人员怀着强烈的事业心和责任感,仍然坚持日常业务工作,保持了气象资料的完整性。
党的十一届三中全会以后,改革开放和气象现代化建设为标志,中国气象事业呈现出蒸蒸日上的大好局面。中期数值天气预报技术和卫星气象在业务上的应用是我国天气预报水平显著提高的一个新的里程碑。20世纪90年代以来,气象工作开始向气候系统领域拓展,1995年成立了国家气候中心,我国积极参与政府间气候变化专门委员会等国际活动。
新中国气象事业能取得如此重大的成就,离不开党中央、国务院和各级政府的关心和重视,离不开广大气象科技工作者敬业爱岗、无私奉献的精神,同时也反映出国防建设、经济建设和社会发展对气象事业的需求,反映出实现可持续发展和长治久安对气象事业的需求。
(二)新中国气象事业取得的重大成就
新中国成立以来,特别是改革开放以来,随着我国经济社会快速发展,综合国力不断提高,中国气象事业取得了举世瞩目的成就,在世界上具有了较大影响,在亚洲的地位举足轻重。
1.建立了一个比较完善的业务系统
(1)天基、空基、地基综合观测系统初具规模。新中国成立后,气象、军事、海洋、水利、环保、农业、林业、交通及中国科学院等部门经过50年的努力建立了4000多个各类气象台站,地面天气测报网已经建成,高空气象探测网也基本形成,气候观测站网初具规模,各类站网的现代化程度不断提高。我国还成功发射了四颗极轨气象卫星和两颗静止气象卫星,成为世界上除美国之外第二个同时拥有极轨与静止气象卫星的国家;正在建设中的遍布全国、具有世界先进水平的新一代多普勒天气雷达、沙尘暴监测、自动气象站、L波段探空雷达、全球定位系统(GPS)探空站、风廓线仪、三维闪电定位仪及地基GPS/MET观测站网等大大提高了我国气象综合探测系统的现代化水平。目前,我国已初步形成天基、空基和地基相结合、门类比较齐全、布局基本合理的综合观测系统。
(2)气象信息网络建设成绩斐然,初步实现了气象资料共享。建成了卫星通信网与公共通讯网相结合的,连通全国2300多个县的具有一定现代化水平的新一代气象信息网络系统;初步建成了民用与国防、军事、海洋、航空航天等部门联通的高速通信网及以VSAT卫星通信为主、地面公用分组交换网通信为辅的广域网系统和话音系统。北京已成为WMO全球气象电信系统(GTS)区域通信枢纽之一。形成了由IBM SP2、CRAY EL98、CRAY C92、峰值速度达每秒3840亿次浮点运算的“神威I”等高速巨型计算机及大容量存储系统、高速局域网组成的高性能计算机网络。率先开展了数据资源共享试点,资料共享处于国家科学数据共享工程建设前列。
(3)数值预报模式体系初步建成,数值天气预报业务稳步开展。目前一个适合我国天气气候特点、由全球中期数值天气预报模式(T213L31)、中期集合预报模式(T106L19)、有限区域(约27千米分辨率)数值天气预报模式、台风、沙尘暴、核污染扩散、大气污染数值预报模式等组成的天气数值预报模式体系已初步建成,各类数值天气预报业务稳步开展,并在气象业务服务工作中取得良好效果。目前,我国已成为世界气象组织的区域专业气象中心之一。
(4)动力气候模式正逐步成为模拟和预测气候变化[9]的有力工具。中国科学院大气物理研究所先后发展了大气环流模式、海洋环流模式、陆面模式、海冰模式及海陆气耦合模式,进行了大量的气候模拟和预测试验,能较好地模拟东亚季风雨带的推移和大气环流的季节突变等现象。建成的全球气候模式跨季度预测系统,是当今世界上最早的准业务短期气候预测系统之一。国家气候中心在借鉴和引进国外先进的动力气候模式基础上,与国内科研院所和大专院校有关专家一起建立了我国的短期气候预测动力模式系统,并投入准业务运行,形成了具有中国特色的短期气候预测业务体系,气候模式的模拟和预测能力明显提高,国家气候中心成为世界气象组织的14个能够发布长期数值天气预报的短期气候预测机构之一。
(5)人工影响天气取得良好的经济社会效益。1995-2003年间,全国组织实施飞机人工增雨作业4231架次,飞行9881小时,结合高炮、火箭增雨作业,影响面积达300余万平方千米,有效减轻和缓解了干旱给国民经济特别是农业生产带来的不利影响。高炮火箭防雹作业保护面积达41万余平方千米,累计减免雹灾损失约300亿元。此外,还进行了以水库增水、生态建设、扑灭林火为目的的人工增雨(雪)作业,以保障大型社会活动为目的的人工消雨作业,以保障机场、高速公路、城市交通畅通为目的的人工消雾作业等,取得了良好的经济、社会和生态效益。
(6)气象服务领域进一步拓展。不仅在传统气象科学领域取得显著进展,而且开展了气候和气候变化的预测、预估和对策研究工作,为我国参与国际气候和环境外交谈判提供了科技支撑,为维护我国和广大发展中国家利益做出了贡献;同时还开展面向“三农”(农业、农村、农民)、西部大开发和生态建设等气象科学研究工作。气象科学领域已拓展为涉及天气、气候、气候变化、环境、航空、军事、外交、经济和政治等众多领域,能够为经济建设、国家安全和可持续发展提供科学支撑的学科。
2.培养了一支水平较高的气象人才队伍
(1)气象人才队伍迅速成长壮大。随着气象科学和气象事业领域的不断拓展,天气、气候、气候变化、环境、航空、军事、外交、经济和政治等众多领域都已成为当代气象工作涉及的重要内容,相应地,气象事业的人才队伍已从传统意义上的气象科技和业务工作人才队伍向现代意义上的涉及整个气候系统科学和可持续发展科学的新型气象人才队伍转型,使得更多领域的专家学者成为我国气象事业的建设者。在这种情况下,已经很难用传统的统计方法严格地统计我国的气象人才队伍。作为例子,我们这里只给出大气科学领域的人才队伍状况。截止到2003年底,我国主要大气科学[10]领域从业人员已由建国初期的几百人成长壮大到6万多人,是目前世界上气象业务和科技队伍人数最多的国家。1990年到2003年的13年里,我国大气科学领域本科毕业生近8600人,平均每年毕业600余人;硕士生近1600人,平均每年毕业110多人,近几年毕业人数明显增加,达到150人/年以上;博士生共毕业600余人,平均每年40多人,近年来呈明显上升趋势,从1994年以前的20人/年左右,到2000年以后接近100人。
(2)气象人才队伍的整体素质明显改善。我们仍然以大气科学领域为例进行统计,截止2002年底,我国主要大气科学领域科研业务队伍中,教授或正研级研究人员共有360多人,占整个大气科学队伍的0.6%;副教授或副研级高工3300多人,占5.6%;讲师或工程师近1.9万人,占31%。高级专业技术人员队伍占整个队伍的比例由1990年的3.4%上升到目前的6.2%,增加近1倍。博士学位获得者占整个队伍的比例由1990年的约0.045%上升到目前的1%左右,增加22倍多。高级专业技术人才队伍中博士学位获得者占2.6%。20世纪90年代初期,我国大气科学领域有中国科学院院士9人,博士生导师30余人,硕士生导师数百人;博士后流动站3个,博士点7个。目前已有博士后流动站6个,博士点10个;中国科学院院士13人,中国工程院院士4人,与1990年代初期相比有了明显增加。
(3)吸引和培养了一大批世界著名的科学家。新中国成立后,一大批旅居海外的气象学子纷纷回国参加工作,为新中国气象事业的创立和发展做出了卓越贡献。近年来,海内外气象科技人才交流日趋频繁,仅在大气科学领域,教育部“长江学者”计划吸引3人归国,中国科学院“百人计划”吸引9人归国,国家自然科学基金海外青年合作研究基金资助5位海外优秀华人科学家与国内优秀中青年科学家进行实质性合作。大批海外华人科学家以不同方式踊跃为国效力,甚至有外籍科学家志愿申请在我国工作。同时,一批杰出的中国气象科学工作者在国际组织和国际计划中担任重要领导职务,如世界气象组织主席、IPCC第一工作组联合主席、世界气候研究计划(WCRP)联合科学委员会委员、气候变率与可预报性计划(CLIVAR)和国际地圈生物圈计划(IGBP)科学指导委员会委员、世界气象组织助理秘书长、全球大气观测(GAW)科学指导委员会委员、全球能量和水循环试验(GEWEX)计划副主席、大气科学协会(IAMAS)科学指导委员会副主席、太平洋科学理事会副主席等,在国际大气科学领域享有盛誉。一些中青年学术带头人也已成为重要国际组织、学术机构和大型国际计划的成员,在国际大气科学舞台上崭露头角。
3.为国家安全、防灾减灾和可持续发展做出重要贡献
(1)为国防建设和军事任务的顺利完成做出了重大贡献。建国初期,气象服务的重点是为国防建设服务,各级气象部门积极为空军、海军提供气象保障,顺利完成抗美援朝、解放西南边疆、进军西藏、支援边海防作战和其他军事行动提供气象保障工作,做出了重大贡献。“一江山岛”战役更是成功应用气象预报取得胜利的经典之作。同时,气象部门还多次协助有关部门完成了我国核试验、卫星发射、运载火箭发射试验、神舟飞船发射等大型国防科研试验任务,并积极为部队作战和重大军事行动提供了气象保障。
(2)重大灾害性、关键性、转折性天气预报准确率逐年提高,气象服务效益投入产出比达1:40。天气预报水平,特别是中、短期重大灾害性、关键性、转折性天气过程预报准确率逐年提高。目前我国的24小时晴雨预报准确率平均达69.2%,有些气象台的准确率可达70%-80%。暴雨和台风路径预报准确率与发达国家的水平已基本相当,短期气候预测水平不断提高,天气预报、气候预测对国民经济建设的贡献率越来越大,据统计, 在1982-1993 年, 我国气象的投入收益比为1:35-1:40, 即国家每投入气象1元, 将产生最高达40元的经济效益,而在广东省,这一比例超过了1:100。
(3)气象事业为可持续发展做出了显著贡献。气象服务的领域已从传统的农业、水利、抗灾防汛等方面,转向工业、能源、交通、建筑、食品、饮料、商业、服装、旅游等多个行业,中央电视台关于收视率的调查显示,天气预报已成为收视率最高的栏目。气象在开发风能、太阳能等气候资源,沙尘暴监测和预警,特别是人工影响天气方面,为经济发展、环境保护和社会可持续发展做出了突出贡献。
4.取得了一批世界瞩目的科研成果
建国初期,我国气象学家在东亚大气环流和季风气候研究方面取得重大突破,在此基础上建立了适合我国地理特点和表现我国天气过程规律的天气预报业务。
在“七五”、“八五”、“九五”和“十五”期间,完成了一大批国家重点科技攻关项目和国家重点基础研究发展项目,如:“中期数值天气预报及灾害性天气预报研究”、“我国台风暴雨灾害性天气监测、预测业务系统研究”、“我国短期气候预测系统的研究”、“温室气体浓度监测和排放源汇的有关过程的研究”、“全球气候变化预测、影响和对策研究”、“青藏高原形成演化、环境变化趋势的预测研究”、“南极晚更新世以来气候与环境演变及现代环境背景研究”,攀登计划“气候动力学和气候预测理论研究”,“我国未来20-50年生存环境变化趋势的预测研究”以及国家重点基础研究发展规划项目“我国重大气候和天气灾害形成机理与预测理论研究”、“我国生存环境演变和北方干旱化趋势的预测研究”等的实施,以及1998年启动的“青藏高原野外试验——青藏高原物理过程对全球气候和灾害性天气的影响”、“南海季风试验”、“华南暴雨试验”和“淮河流域能量与水分循环试验”等四大科学试验和1999年启动的“中国暴雨外场试验”的实施、973城市环境项目、农气“十五”攻关项目、数值预报创新技术等。这些项目的完成,使得气象科学在基础研究、应用基础研究和应用研究方面取得大量重要研究成果:
(1)建成了中国短期数值天气预报系统,初步建立了短期气候预测业务系统,有效提高了我国对短期气候和灾害性天气预报的监测、预报能力。“短期天气预报系统“和“我国短期气候预测系统的研究”均获国家科学技术进步一等奖。
(2)在青藏高原和东亚季风气象学方面取得了重大科研成果。研究了青藏高原的热力和动力作用及其对亚洲季风和北半球环流的作用。提出了东亚季风系统的概念与东亚季风爆发的过程。从不同时间尺度研究了东亚季风与中国降水和旱涝发生的关系。这两项研究分别获国家自然科学一、二等奖
(3)加强了全球气候变化研究,建立和发展了适合中国气候特点的气候系统模式(包含有大气、海洋、海冰和陆面过程模式的耦合的气候模式),开展了气候动力学基础理论和诊断分析,为模式发展和数值模拟提供了理论基础,开展了大规模气候模拟和气候预测试验;揭示了全球和东亚若干重大气候异常类型的形成和演变机理。
(4)在温室气体和气候预测、影响和对策评价方面开展了广泛的研究工作,进行了大气化学成份的研究,编制了我国温室气体排放清单,不仅对地球系统科学和可持续发展科学基础理论的发展作出了贡献,而且为我国参加IPCC工作报告编写和审议提供了科学支持,从而也支持了我国政府在气候变化框架公约等国际环境公约方面的环境外交工作。
(5)我国科学家发展了全球变化中气候和生态过渡带的概念,揭示了其在全球变化中的敏感性,建立了我国气候——生态梯度带的研究体系,对加深生态系统对全球变化的理解及不同时空尺度模型的耦合与参数转换起到了推动作用。通过对季风区多种尺度气候与生态系统关系的研究,进一步揭示了季风区是全球变化速率最大的地区,那里强烈的气候变化是作用于生态系统的重要驱动力,形成大气圈与生物圈之间强烈的相互作用,由此提出了季风驱动的生态系统新概念,后来并被发展成为“广义季风系统”。在人类—气候—生态—环境关系研究的基础上,提出了有序人类活动的概念,给出了研究人类如何适用和应对未来气候变化科学问题的理论框架,在国际学术界有重要影响。
(6)较全面地揭示了中国地区大气臭氧柱总量及对流层臭氧总量自1979年以来的变化特征和规律,发现了青藏高原夏季上空存在着大气臭氧低值区,为研究全球大气臭氧损耗不仅提供了又一新事实,而且开创了高原臭氧空洞研究的新领域。
(7)在雷电研究方面也取得了一系列重要成果。我国是世界上最早掌握人工触发闪电技术的四个国家之一,在闪电定位和机理、人工触发的理论和技术、雷电防护等领域,在国际学术界具有重要的影响和地位。
(8)我国不仅在沙尘暴形成机制方面取得了国际承认的系列研究成果,还率先在国际上开展了亚洲沙尘暴的业务预报。并即将由中国科学家组织发起国际沙尘暴研究计划。
我国科学家发表的高水平有影响力的论文逐年增多,尤其是在科学引文检索(SCI)和工程引文检索(EI)收录的学术刊物上发表文章数量呈明显上升趋势,据科技部基础研究司和中国科学院文献情报中心2004年3月发布的统计数据,1992年-2003年8月各学科SCI论文发表数最高的前50%的国家中我国地学论文数量列全球第十位,并且近几年排名明显提前。
5.促进了地球科学、资源环境科学等相关科学的发展
(1)气象观测信息数据是地球科学和可持续发展科学发展的重要基础。经过长期观测和大规模调查实验获取的基本气象观测资料被系统地、有目的地积累,通过研究分析可以产生新的认识并超越其自身的价值,它既是新的科学理论发现的重要基础,也是地球科学和可持续发展科学进一步发展的重要基础。
(2)气象科技成果促进了地球科学和资源环境科学相关领域的发展。气象数值预报理论和预报方法,是地球科学中最成熟、最前沿的理论和技术,为地球科学和资源环境科学相关领域的科技发展奠定了良好基础。气象科学中的许多科研成果被移植和应用于地球科学和资源环境科学相关领域中,极大地促进和丰富了这些学科的科研和业务进步。
(3)与地球科学和可持续发展科学相关领域交叉融合、相互影响、相互促进,进一步推动了气象科学的发展。气象科学是地球科学和可持续发展科学的重要组成部分,现代气象科学的研究对象是大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈(陆面)和生物圈这五大圈层所组成的气候系统,认识气候系统五大圈层相互作用和人类活动影响是研究天气、气候,尤其是气候变化形成机理的重要途径,因此气象科学与地球科学和可持续发展科学相关领域交叉融合、相互影响、相互促进,进一步推动了气象科学的发展。
6.初步建立了比较完善的气象法规体系
(1)气象法规体系初步形成。《中华人民共和国气象法》经全国人大常委会审议通过,于2000年1月1日起正式生效,从此,气象事业步入了依法发展的轨道。全国人大通过的《农业法(修订)》等有关法律,也有多处涉及气象的条款。国务院还制定了一系列气象行政法规。2002年,《人工影响天气管理条例》经国务院批准后开始实施,在《通用航空飞行管制条例》等有关行政法规中,有27条文涉及气象方面的职责、权利和义务。此外,国务院下发了气象方面的规范性文件19部;中国气象局发布实施了《气象行政处罚管理办法》等6部部门规章,制定了近300部规范性文件和一系列技术规范、标准、规程。同时,出台了相关的地方性法规和地方政府规章55部。我国气象法规体系已初步形成。
(2)气象行业管理进一步加强,正在形成依法规范气象事业的法制氛围和外部环境。气象行业管理步入依法发展轨道,全行业气象服务水平和防灾减灾能力明显提高,气象资源和资料共享取得初步进展。新疆生产建设兵团和黑龙江省农垦总局的气象业务发展计划纳入了国家气象事业发展规划。气象行业技术交流、协作和组织协调机制初步建立,行业规划、行业政策、行业监督和行业管理进一步加强。同时,组建了气象行政执法队伍,加强了统一执法和依法执法。气象行政执法检查监督体系逐步完善,依法发展气象事业的法制氛围和外部环境正在形成。
7.在国际舞台上发挥了重要作用
(1)国际合作能力不断增强。广泛建立并不断强化了与相关的国际组织、WMO成员国家和地区的合作关系。目前,我国与140多个国家和地区开展气象科技合作和交往,与20余个国家签订气象科技合作协议,还通过WMO自愿合作计划向50多个国家提供气象仪器设备援助。组织30多批110多位发展中国家气象高级官员来华考察,多次主办大型国际会议,我国还争取到2005年IAMAS会议的主办权。中国气象事业的国际合作能力不断增强。
(2)国际影响力逐渐扩大。中国气象事业的发展已经走在发展中国家前列,在大气探测、科学研究的某些方面已经与世界发达国家水平相当,我国气象科学家越来越多地在WMO诸多重要的国际科学组织和计划如IPCC、世界天气监测计划(WWW)、WCRP等组织机构中担任职务。WMO中国常任代表一直担任WMO执行理事会成员,1983-1995年中国气象局前局长邹竞蒙先后当选为WMO第二副主席和连任两届WMO主席,中国气象局秦大河局长在第十四次世界气象大会上次当选为WMO执行理事会成员;中国科学院资深院士叶笃正荣获第四十八届国际气象组织(IMO)奖;中国有4名青年科学家先后获WMO青年科学家奖,中国青年科学家占总获奖人数的11%;中国科学院大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)获IT奖。我国在联合国气候变化框架公约(UNFCCC)国际谈判和气候变化领域国际活动中起到了举足轻重的作用,支持了可持续发展和环境外交,为维护包括中国在内的广大发展中国家权益发挥了积极而重要的作用,显著提高了中国在气象、水文、环境、可持续发展等领域的国际影响和地位。
50多年来,中国气象事业在党和政府的正确领导下,在全体气象工作者的积极努力下,坚持以保护人民生命财产和为社会主义建设服务为宗旨,发扬艰苦奋斗、敬业爱岗、无私奉献、统一指挥、团结协作、作风顽强的气象人精神,取得了举世瞩目的成就,基本形成了地基和空基相结合、门类比较齐全、布局基本合理的综合观测系统,在发展中国家处于领先地位;气象服务取得显著社会经济生态效益,得到党中央、国务院肯定和人民群众普遍赞扬;在全国各行业率先实行了对外开放,扩大了中国在国际气象领域中的影响;在探索有中国特色的社会主义气象事业的发展道路上迈出了坚实的步伐。
二、中国气象事业发展面临的形势
党的十六大确立了全面建设小康社会的宏伟目标,要求中国气象事业提供更加准确、更加全面、更具时代特征的优质服务。近年来全球气候变化成为各国政府和科技界普遍关注的热点问题,中国气象事业要为国家应对气候变化、维护国家权益提供科技支撑。这是我们肩负的历史重任,是严峻挑战,是发展动力,也是必须紧紧抓住的重要战略机遇。
世界气象科技快速发展,以及未来20年经济发展、体制改革与国际关系变化必然对中国气象事业发展带来重大影响。在这样的大背景下,如果能够看清发展趋势,制定出正确的发展战略,就可以在未来的发展中进一步把握住机遇、赢得主动。反之,就会在激烈竞争中落伍,失去机遇、陷于被动。
(一)全面建设小康社会对气象事业提出新需求
小康目标提出的“六个更加”,即经济更加发展、民主更加健全、科教更加进步、文化更加繁荣、社会更加和谐、人民生活更加殷实,从不同侧面对中国气象事业发展提出需求。
1.经济发展和人民生活水平提高对气象事业发展提出新需求
21世纪人类社会发展进入信息化、知识化、市场化、网络化和经济全球化时代。一方面,经济持续快速发展、人民生活水平和质量提高给气象事业不断提出新的要求,另一方面,气象事业的发展也需要以经济为基础,需要得到全社会支持。研究表明,经济越发展,自然灾害造成的损失越大,对气象防灾减灾服务的要求越高。随着社会进步和综合国力不断提高,我国的气象事业将承担保护人民生命财产安全、保障社会经济可持续发展等更加重大的责任。
2.坚持以人为本,落实科学发展观给气象事业发展带来机遇
党的十六届三中全会明确提出“坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的发展观,促进经济社会和人的全面发展”的科学发展观。对气象事业而言,坚持以人为本就是要把人民群众利益作为一切工作的出发点和落脚点,不断满足人们对气象服务日益增长的需求,让气象科技发展的成果惠及全国人民。
全面、协调、可持续的发展就是要以科学发展观统领全局、以促进人与自然的和谐为主线、正确处理好当代发展与未来发展的关系,合理开发、利用和管理气候资源,加强防灾减灾和环境保护,实现社会可持续发展和人口、资源与环境经济的协调发展,这给气象事业的大发展带来新的需求。
3.信息时代的国家安全保障给气象事业发展带来新需求
在信息时代,国家安全的内涵和外延都发生了重大变化。国家安全不再是单指军事安全,还包括政治安全、经济安全、生态安全和社会安全等诸多方面。发达国家为保卫国家安全、纷纷占领21世纪地球科学和可持续发展科学的制高点。只有在国家安全得到保障的前提下,社会更加和谐、人民生活更加殷实的目标才能得以实现。
日趋激烈的国家军事竞争对中国气象事业的发展提出更高的要求。现代战争是高科技战争,具有信息化、网络化、精确化和隐身化的特点。天气气候的影响,尤其是每天的天气预报,对打赢高技术战争至关重要,空间天气的影响也愈来愈大。中国气象事业的发展需要在提高战时气象保障能力,满足国防建设与军事斗争的需要,为争夺制空权,打赢现代战争,必须关注空间竞争,关注信息安全。
另外,面对经济全球化发展趋势,中国经济快速发展亦不可避免地要走出国门,一些本土不能解决的能源、材料和资源,都依赖于国际市场。能源与材料运输,都需要强有力的气象保障。
(二)气象事业要为国家应对气候变化提供科技支撑
全球气候近百年显著变化对经济社会、国家安全和可持续发展造成严重影响;许多国家已将应对气候变化上升为国家战略;与气候变化问题相联系的环境外交已成为当今国际关系和地缘政治的新热点;中国气象事业面临为国家应对气候变化提供科技支撑的重任和挑战。
1.近百年地球气候正经历一次以变暖为主要特征的显著变化
1860年以来全球平均温度升高了0.6±0.2℃;降水分布也发生了变化,大陆地区尤其是中高纬地区降水增加,非洲等一些地区降水减少。这一气候变化的事实已被大多数人所接受。
2.天气气候灾害及其引发的次生和衍生灾害频率呈上升趋势
在全球变暖背景下,各种气象灾害发生越来越频繁,已引起人们的重视。一些国家(包括我国)和地区极端天气气候事件(厄尔尼诺、干旱、高温、洪涝、雷暴、风暴和沙尘暴等) 及其引发的次生和衍生气象灾害如荒漠化、盐渍化、地面沉陷、滑坡和泥石流及对气候变化敏感的传染性疾病等的频率和强度仍呈增加趋势。
3.气候变化对经济社会、国家安全和可持续发展造成严重影响
气候变化已经并将继续给人类的经济社会、生态与环境等带来重大影响,特别是未来的影响将是长远而巨大的,许多影响是负面的或不利的,如海平面升高导致南太平洋岛国图瓦卢全国移民新西兰;变暖后导致水资源短缺,加重土壤侵蚀和生态退化,增大荒漠化趋势;一些动植物数量减少,农业生产不稳定性增加,导致农业减产,渔业减产等;红树林等一些自然生态系统由于适应能力有限,容易受到严重的、甚至不可恢复的破坏;对气候变化敏感的传染性疾病传播范围增加,导致人体健康问题日益严重等。气候变化的负面影响对国家安全、经济社会发展和可持续发展构成严重威胁,特别是气候突变对国家安全可能带来的重大影响值得关注。
4.许多国家已将应对气候变化上升为国家战略
气候变化的检测、归因、预估、影响评估、适应与减缓,特别是应对战略等日益受到各国政府、科学界与公众重视。气候变化问题已远不是一个纯粹科学问题,美、英等国早己将其上升到经济问题、政治问题和国家安全问题。许多国家已将应对气候变化的战略上升为国家战略。
5.气候变化公约谈判已上升为国际瞩目的政治与环境外交焦点
《联合国气候变化框架公约》体系下的环境外交谈判已成为发展中国家和发达国家等国家集团之间的利益纷争,矛盾与斗争越来越尖锐。《京都议定书》、《生物多样性公约》、《臭氧层保护公约》的签署与履约问题已上升为世界瞩目的国际政治和环境外交的焦点问题之一。
6.中国气象事业正面临气候——环境领域的一场“卫国战争”
21世纪,中国气象事业正面临着如何从科学角度为国家提出应对气候变化、防御和减轻气象灾害损失、促进可持续发展战略对策,为在国际气候-环境外交中争取主动、维护我国和发展中国家的权益提供权威科学成果和数据作为技术支撑的严峻挑战,中国气象工作者肩负着必须打赢正在面临的气候——环境领域这场“卫国战争”的艰巨而光荣的历史重任。
(三)世界气象科技快速发展给中国气象事业发展提供难得机遇
世界气象科技发展突飞猛进,无论在广度还是深度上都出现了许多新领域和新动向,学科互相交叉、密切融合,正酝酿着新的突破,一场新的科技革命和产业革命正在孕育之中。
1.国际科技的快速发展将推动中国气象事业的发展
当今世界,科技进步日新月异,不仅给世界生产力的发展带来了巨大推动,而且也给人类的生产方式和生活方式造成了深刻影响。随着经济全球化,科学技术对经济社会发展的主导作用、超前作用和推动作用愈来愈明显。未来科学技术引发的重大创新,将会推动世界范围内生产力、生产方式以及人们生活方式进一步发生深刻变革,也将会进一步引起全球经济格局的深刻变化和利益格局的重大调整。科学技术进步是中国气象事业发展的推动力。科学与技术相互渗透和融合以及大气科学向气候系统领域的拓展,向研究人类活动影响方面的拓展都必然会引起中国气象事业革命性的变化。
近年来世界气象科技快速发展,在许多方面都发生了重大改变,概括起来,可归纳为八个方面。首先是关注的重点问题在发生变化,从天气预报和观测拓宽到气候系统的观测预测和气候变化预估评估研究;其次是管理体制发生变化,从行政管理向通过项目计划管理的体制发展,如美国现行的体制,气候科学与技术由总统办公室亲自管理,主要内阁成员参加,依靠项目牵引,加强重点投入;第三是研究领域不断向多圈层、多学科交叉融合方向拓展;第四是更加注重高新技术的开发研究,促进科研成果与应用的有机结合;第五是信息技术快速发展,抢占信息高速公路;第六是天气预报技术有了很大发展,每天的天气预报精确度明显提高,预报天数延长;第七是抢占气候变化领域的战略制高点,将应对气候变化上升为国家战略;最后是大批量地争夺高科技人才。这些变化给中国气象事业的跨越式发展提供了难得的机遇,将不同程度地推动其发展。
2.世界气象科技发展趋势为中国气象事业发展提供了参照系
未来20年世界气象科技发展趋势将为中国气象事业特别是我国气象科技发展提供参照。概括起来,其发展趋势可描述如下:
(1)气象科学向多圈层相互作用、多学科交叉融合方向发展。气象科学已经从传统意义上的针对大气动力过程和热力过程,向化学和生物过程的综合影响方向拓展,向气候系统五大圈层相互作用及与人类活动相互关系方面拓展,通过与地球科学及其它科学包括社会科学的交叉融合,通过对相关科学链各个环节的进一步研究,解决天气、气候和气候变化及其相关的可持续发展的科学难题。
(2)地球观测向多圈层拓展,实现全程、实时和定量监测,对灾害及其影响的监测评估将进一步受到高度重视。地球观测将地球作为一个整体系统,进行气象、生态、环境、资源、人类活动等综合观测,进行多种有效载荷科学配置与综合利用,卫星遥感应用将扩展到资源、环境尤其是灾害(包括气象灾害及其衍生灾害,如某些地质灾害、生物灾害等)等领域,并将逐步向气候系统五大圈层拓展,实现长期稳定运行的全程、定量和定量监测。
(3)全球信息技术快速发展。全球电信网络的发展呈现出业务数据化、技术宽带化、设施光纤化、接入无线化、应用分组化的趋势,电信、电视和计算机网络日趋融合。网络技术将逐步向集语音、数据和图像为一体的多媒体宽带网络方向发展。计算机技术也将迅速推广应用并会有新突破,各种用途的服务器将日新月异,不同用途的工作站将层出不穷,处理器性能提高,能力越来越强。数据管理对象拓宽,数据管理层次加深,存储管理模型发生根本性变化,异构性不断增强,并行化管理水平会有较大提高,与开发工具的结合更加规范。
(4)气候系统模式将成为预测未来气候变化的有力工具。气候系统模式的模拟和预测能力将不断加强,成为研究全球及区域气候形成、变异、气候系统各圈层之间相互作用和人类—气候—环境关系的有力工具。气候系统模式将向涉及领域更广、更加集成的方向发展,最后发展成地球系统模式。
(5)天气预报向精细化、全时空和集合预报的方向发展。灾害性天气预报预警时效将会延长,预报地点更具体,定时、定点、定量预报的能力不断加强。个性化、针对特定对象的预报技术的开发及应用将得到很大的发展。预报向全时空方向发展。3-7天的天气预报的精度将会得到强化并日趋稳定。各种资料(特别是卫星、雷达资料)的同化将向预报人员提供时空分辨率更高的资料产品。超级集合预报技术将在不同时空尺度和不同对象的预报中发挥重要的作用,并且将成为未来数值预报应用的重要发展方向。
(6)气象服务向多元化、跨国界方向发展。国际气象服务进入全面发展新阶段。欧美发达国家公众气象服务实时性高、信息量大、科学性强。许多国家开辟了天气专用频道,24小时提供气象服务。图形图像生动、深受大众厚爱。国家和私人气象服务机构,在公众气象服务和商业性气象服务两方面取得重大进展。欧美、日、澳等诞生了一批气象协会或私人气象公司,商业性、跨国界气象服务蓬勃发展,竞争能力日益提高。
3.21世纪中国气象科技发展瞄准世界气象科技前沿领域
为占领21世纪地球科学制高点,许多国家纷纷制定了全球变化和天气气候等国家科技计划,重点瞄准世界气象科技前沿领域。专家们预计,在未来30年到50年内,世界科学技术将会继续出现重大创新,在地球与环境科学领域很有可能形成新的科学前沿。我国未来气象科技的发展要瞄准以下前沿领域。
(1)地球系统观测 21世纪发达国家将地球视为一个整体系统以了解人类居住的周围环境变化,进入了地球观测新时代。特别是美国,在NOAA气象双星业务运行和全球、全天候和多光谱观测基础上,又在筹划更具全局性、整体性以“集成各种系统基础上建立超级系统”为理念的地球观测分布式系统(GEOSS),成立了地球观测特别工作组(GEO)。GEO面临的是一个十分敏感的资源全球化问题和国际事务,它很可能会成为一个类似IPCC的部长级政府间组织,再次将资源争夺、科技进步与国家利益(科学与政治)紧密地结合在一起。
(2)地球系统研究和模拟 地球气候系统对自然和人为强迫的响应十分复杂,以气候系统为整体需要重点研究过去气候变化的基本事实及其原因和气候系统的关键过程和反馈作用。模拟气候系统的数值模型已经初步建立,除探求将各种潜在变化引入模型的可能性之外,其体系将更完备、平台先进、时效延长。从空间上看,气候系统模式正在向更深和更高的方向发展(从地球深处的地幔到300千米高度的中层大气),从内容上将跨越目前的气候要素向地球系统科学的其它要素发展,如地震、能源、健康等。
(3)大气化学对气候系统影响的敏感性 改进对生物地球化学过程和生物地球物理过程机制的理解,包括对现代气候和古气候的过程与反馈机理的认识。特别要注重未来的温室气体和气溶胶排放情景及全球海洋生物、物理和化学过程对大气温室气体浓度的影响,全球与区域土地利用和陆地生物圈对碳循环的影响,云、水汽、气溶胶和辐射的相互影响及其对气候的响应及反馈作用,陆地生物圈、海洋和冰冻圈其它化学成份与气候变化的相互作用等。
(4)跨学科跨领域的区域综合集成 当前,国际学术界非常注重综合交叉研究,突出学科交叉与渗透,强调相互作用,强调观测、分析、理论、模拟和预测及对策的有机联系研究方法。气候、环境、海洋、生态等已从单一学科走向全球变化、气候系统和可持续发展研究。许多区域和国家建立了区域性气象研究中心,加强能力建设,并通过国际合作加强研究、通过有关国际机构发起一系列与气候有关的科学计划,进一步深化人类对气候系统和气候变化的认识。
(5)综合评估 气候变化影响和脆弱性与社会经济发展紧密相关。针对性的区域影响和脆弱性研究及气候变化影响的综合评估将会越来越受到广泛关注。由于单一评价结果容易对决策者产生误导,决策者喜欢以综合评估的结论作为其决策依据。气候变化对社会、环境、政治和经济的综合影响评估将会加强,开发多元化评价方法,集成跨领域、跨学科的信息和技术。
(6)高新技术 加强气象领域高新技术的开发研究,促进科研成果与应用的有机结合是世界气象科技未来发展的必然趋势。气象高新技术这一前沿领域包括气候系统观测与卫星遥感技术、巨型计算机和海量储存、信息交换技术、人工增雨技术、数值模式预报技术和气候系统模拟技术等。
4.我国气象科技发展与重大气象科技问题
我国气象科技对气象事业发展具有重要支撑作用,它使气象工作从“天有不测风云”的初级阶段,发展到“天气可预报、气候试预测”阶段,未来还可能发展到“人工影响天气”的主动适应阶段。未来20年我国气象科技的总体目标是以东亚大陆及其邻近海洋若干全球气候变化敏感区域为对象,以碳氮循环、水循环和季风气候变化为核心,研究东亚季风区海—陆—气—冰—生相互作用及人类活动对区域生态与环境变化影响和人工影响天气的机理,探讨区域生态与环境对全球气候变化的影响和响应,评估未来变化趋势及其影响,探索提高东亚地区天气气候预警预报预测预估准确率的有效方法和途径,从而为我国经济社会发展、国家安全、可持续发展及环境外交中的国家立场等提供高水平的科技支撑。
未来20年我国需要加强研究的重大气象科技问题有:①建立地球综合观测系统的若干科技问题;②东亚季风环境的演化及其与全球气候变化的关系;③海洋和陆地生物地球物理和化学循环过程;④海洋环境变异及其对全球气候变化的影响;⑤海—陆—气—冰—生相互作用和全球气候变化的关系;⑥关键区域生态过程与生态安全及其对全球变化的响应与反馈;⑦全球气候变化及其影响评估和区域响应问题;⑧人工影响天气的作用机理及催化、云雨识别、数值模拟技术;⑨提高东亚天气气候预警预报预测预估准确率的方法和途径;⑩全球气候变化的模拟预估、应对策略及气候——环境外交的科技支撑。
(四)未来20年经济发展、体制改革、国际环境变化与中国气象事业发展
未来20年,我国将进入全面建设小康社会的新的发展阶段。这一时期的使命是完成祖国统一、维护世界和平、促进共同发展,实现中华民族的伟大复兴。
1.协调发展是21世纪我国经济社会发展的主导思想
党的十六大提出本世纪头20年我国经济建设和改革的主要任务是“基本实现工业化,大力推进信息化,加快建设现代化,保持国民经济持续快速健康发展,不断提高人民生活水平”。具体包括八个方面的内容,其中新型工业化、城镇化、西部开发、振兴东北都与气象密切相关。党的十六届三中全会明确提出“要按照统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人与自然和谐发展、统筹国内发展和对外开放”的五统筹要求。坚持以人为本、树立全面协调可持续的科学发展观,坚持五统筹,走符合国情、可持续发展的现代化道路,是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然选择。
气象事业在统筹人与自然和谐发展过程中发挥重要的作用。人类生活在地球大气中,气象是最直接的自然要素。由于很长一段时间人类以自然“征服者”自居,一味地对自然强取豪夺,从而激化了与自然的矛盾,加剧了与自然的对立,人类也不得不面对全球变暖、臭氧层破坏、大气污染、森林锐减、土地沙化、水土流失、水资源缺乏、能源短缺等一系列资源与环境问题。纵观人类文明发展史,可以看到气象与人类生存和发展关系最密切、联系最广泛。深入理解人与自然相互作用的规律,充分认识统筹我国人与自然和谐发展的必要性与紧迫性以及气象科技进步和气象事业发展的重要性,对我国走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路至关重要。
2.深化行政管理体制改革是建立和完善社会主义市场经济体制的客观需要
党的十六大提出深化行政管理体制改革是发展社会主义民主政治的迫切要求,是建立和完善社会主义市场经济体制的客观需要,也是进一步扩大对外开放的必然选择。随着经济全球化发展,我国要完善市场经济就必然要求继续推进政府机构改革,科学规范部门职能,合理设置机构,优化人员结构,实现机构和编制的法定化。
体制改革是实现中国气象资源完全共享的重要推动力。中国气象事业由部门行政向公共行政改革的主要目标之一就是要按照社会主义市场经济的需要打破部门分割的屏障,推动气候系统数据、信息与资源共享,促进信息与资源有效整合,实现信息与资源优化配置和高效利用。
3.长期和平与稳定的国际关系是气象事业发展的有利条件
未来20年,维护世界和平、促进共同发展仍是时代主题。世界多极化和经济全球化给世界和平与发展带来机遇。争取较长时期的和平国际环境和良好周边环境是中国气象事业发展的有利条件。
(1)世界各国纷纷制定发展战略促进气象事业快速发展。目前,为促进气象事业的快速发展,发达国家纷纷加强气象现代化建设,调整相应结构,制定气象事业发展计划,为气象事业发展打下良好基础。美国NOAA制定的2000-2006年气象事业发展计划提出连续、滚动、无缝隙的气象预报服务目标,以适应各方面的需求。加拿大气象局制定的2000-2007年气象事业发展计划,强调新技术在气象业务中的应用,提高气象业务服务能力。欧洲数值预报中心、澳大利亚、日本等也制定了雄心勃勃的气象事业发展计划,除加强现代化建设外,还不断拓宽领域。如日本积极拓展气候预报和气候服务领域,成立了东京区域气候中心。它将与北京气候中心和韩国气候局等一起竞争WMO的亚太地区区域气候中心。WMO的第六个长期发展计划提出了气象科学发展的新理念,全面向地球科学直至社会科学的相关领域拓展,不断推动大气科学的发展。可见,中国气象事业面临着世界和发达国家气象事业快速发展的挑战。美国等发达国家关注气候变化并将国家利益全球化的策略值得我国未来20年战略发展的关键期借鉴。
(2)中国气象事业需要增强合作能力,提升国际地位和影响力。自1992年联合国环境与发展大会之后,气象与可持续发展的结合就更加紧密了。气象科技发展与国家利益紧紧相连。未来20年,中国气象事业继续坚持独立自主、平等外交的原则,同世界各国政府和民间广泛开展外交,扩大交流,增进友谊;要加快发展和继续坚持扩大开放、走向世界的方针,尽可能与所有WMO成员国、有关国际机构建立和保持良好的合作关系,增加国际合作与参与国际事务的能力,在联合国和其他国际及区域性组织中发挥作用,并在国际合作中担任越来越重要的角色,进一步提升在国际上的地位和影响力。与国际气象界与国际社会共同努力,积极促进着世界多极化和经济全球化,朝着有利于实现安定和平、共同繁荣的方向发展,趋利避害,使各个国家都从中受益,努力营造良好的国际合作环境。
三、存在的主要问题和差距
与国际先进水平比较,我国气象事业在现代化水平、科技创新能力、管理体制、人才素质和资金投入等方面仍有一定差距,尚不能满足全面建设小康社会和面向世界科技前沿的国家需求,与实现气象事业跨越式发展的要求也不相适应。存在的主要问题有:
(一)气象现代化水平与全面建设小康社会需求还存在明显差距
目前的气象现代化初具规模,但尚需进一步加强建设与完善提高,特别是现代化的技术水平亟待提高。
1.综合观测仍不能满足气候系统监测及预报准确率提高的需要
目前,我国短期天气预报与发达国家差距较大,预报准确度仍需进一步提高。我国现有观测站网还不符合气候系统观测的要求,观测项目、范围、精度、时空分辨率等难以满足气候系统监测及预报准确率提高的需要,特别是亟待开展或加强气候系统及其相关的各圈层变化状况的监测。目前空基监测系统尚未完全建立,卫星遥感资料应用薄弱。尚没有建立起完善的飞机探测信息收集、处理系统。建立涉及气候、环境及生态的综合性观测台站还有待时日。海洋气象监测系统缺乏先进观测手段和设备,测报也不够健全;我国目前的海洋浮标观测业务化程度较低,深水监测能力非常有限,尚未形成较为综合的立体监测网。
2.计算资源、信息与网络安全堪忧
我国计算能力、气象信息网络传输速率和传输能力还不能满足预报业务服务的需求,传输时效不高。计算资源短缺,卫星信道资源不足,空间信道资源有限,难以满足大气监测自动化大量的、高密度天气监测信息传输的要求。各部门共享信息的传输及各地希望传输的中尺度加密观测资料,电视天气预报会商、远程灾难备份、多媒体应用等业务需求还不能得到满足。缺乏较为完善的针对计算机和网络系统的安全规范,有些系统与网络防范不严。网络的作用和效益尚未充分发挥。以数据库为核心的各级信息网络系统尚需完善。
3.天气预报技术在整体上落后,数值预报技术尚有差距
我国的天气预报技术在整体上还没有全部完成向以多种现代科学技术为支撑、以数值预报为关键技术的现代天气预报分析加工制作技术的转变。天气预报时效不够长,预报也不够精细。暴雨特别是特大暴雨预报,台风特别是台风的中期预报能力较差。3-10天中期天气预报,特别是西部地区的灾害性天气预报能力有待提高。大雾、沙尘暴预报,特别是强度的预报远不能满足需求。我国数值天气预报技术尚有差距,预报精度与国际先进水平有较大差距。资料同化系统落后,飞机观测资料、海船观测资料和天气雷达观测资料等尚未同化进入业务系统。数值产品的解释应用还需加强。
4.气象服务的现代化水平尚需进一步提高
气象服务的总体水平、能力及服务内容还不能满足各级政府部门和人民群众的需求,特别是短期气候预测,重大灾害性、关键性、转折性天气预报和定时、定点、定量预报的准确率不高仍制约着气象服务水平和能力的提高。预报与服务工作分工不明,界面不清,尚未形成科学有效的从服务需求分析到服务产品再加工、编辑、综合集成、分发、服务质量评价的业务流程。气象服务领域仍待拓宽,服务质量和服务技术方法有待提高。气象服务产品深加工和综合集成不够。气象服务管理体制和运行机制不能适应社会主义市场经济条件下气象服务发展的需要,气象科技服务产品进入市场的能力和产业化程度不高,更谈不上有序竞争。
5.公共气象灾害预警响应体系建设急需加强
我国是世界上气象灾害及其衍生灾害最为严重的国家之一。自1990年开展世界范围的“减轻自然灾害十年”活动,对我国重大气象灾害的灾情、特点、规律、对策进行了综合的、系统的、全面的调查研究,取得许多进展和成果。但关于重大灾害的气象预警响应体系建设尚不完善,特别是遇有气象灾害或紧急状态影响到国家安全时,通过国家高层采取适当措施的机制和体系还急需加强。
(二)气象科技总体水平和国际先进水平相比有很大差距
目前我国气象科技的自主创新和国际合作能力与气象大国地位还不相称,在IPCC遴选专家和科学论文引文方面比例非常低。有关大型国际计划的发起和组织、重要国际会议的主办等方面,我国的参与程度同我国的国际地位与气象实力还远不相称。总体水平与国际先进水平还有很大差距,特别是在预报、观测、现代化、资源利用和科技开发等方面。
1.预警预报预测预估水平与防灾减灾的总体需求不相适应
经过多年努力,我国目前的天气预报水平、时效和准确率都有较大提高。气候变化预估能力不断加强,气候预测水平不断提高,已形成一整套业务化系统。通过人工影响天气手段调节区域水资源和抗御气象灾害的能力得到进一步提高。但我国目前的天气预报、气候预测和气候变化预估的总体水平同发达国家相比还有一段距离,对内不能满足防灾减灾、可持续发展决策的需求,对外不能为环境领域的国际合作与环境外交谈判提供充分的科学支撑。目前的天气预报技术水平还未达到定时、定量和定点。现有气候耦合模式对大气内部物理过程描述得比较详细,而对其它圈层的许多过程描述得非常粗糙,甚至只停留在定性认识上,对气候系统各圈层之间的相互作用考虑得还很不足。人工影响天气目前同样存在很多科学技术问题需要进一步深入研究。以上这些问题的存在,造成了目前的预报预测预估水平达不到统筹人与自然和谐发展的总体要求和防灾减灾的具体需求。
2.气象现代化水平与全面建设小康社会的需求不相适应
气象现代化建设是实现我国从气象大国向气象强国跨越的基础,也是为全面建设小康社会提供优质服务的可靠保障。但目前我国的气象现代化还处在发展阶段,气象现代化建设总体技术水平还不高,地基监测网络技术装备科技含量低,许多新型探测仪器还未实现全国布网,空基观测网也只是初步建立,不能满足社会经济可持续发展需要。
3.气候资源开发利用意识不强、程度不高
我国目前在气候资源开发利用方面的意识不强、程度不高,主要表现在四个方面:一是利用温、热气候资源和气候条件开发农业生产的意识不强、程度不高;二是对于风能、太阳能等气候资源开发利用的意识不强;三是调控区域气候资源的意识不强、程度不高;四是气候资源在国家安全领域的应用还没有展开;五是经济社会长远规划中对气象灾害和气候资源的承载能力缺乏充分考虑。
4.新的探测仪器设备的自主研发能力不强
近些年来,为提高我国的大气科学探测水平,引进了很多新技术与设备,特别是随着我国加入WTO,关税和非关税贸易壁垒逐步减少,国际经济技术贸易进一步扩大,贸易成本越来越低廉,有更多的外国先进技术与设备进入中国。但长期以来,由于对新型探测设备的自主研发重视程度不够,特别是一些关键设备和技术的研发程度不够,造成对国外技术与装备引进有一定依附性和随从性。而西方发达国家对一些高精尖设备的出口往往采取限制措施,我们引进的只是他们二流或三流技术或产品,这大大限制了我国气象探测现代化水平的提高。
5.对气候系统各圈层的综合监测和研究能力不强
对地球系统的综合研究要从全球性、统一性、系统性及多时空尺度的角度进行,只有这样才能了解天气、气候和气候变化过程的机理并提高预报预测和预估水平。我国目前各学科领域大多将其研究重点放在自己的领域内,而对气候系统各圈层之间的相互作用及地球系统整体行为的集成研究不多,造成了各学科对地球科学某一分支学科的研究能力较强,但对整个气候系统五大圈层的综合研究能力较弱。
6.气候变化预测仍存在着许多科学不确定性
由于目前对气候系统的认识有限,给出关于气候变化的预测结果只是可能的变化趋势和方向,包含有相当大的不确定性,尤其是降水预测的不确定性比温度的更大。产生不确定性的原因很多,主要有三方面:①未来大气中温室气体浓度的估算存在不确定性;②可用于气候研究和模拟的气候系统资料不足;③用于预测未来气候变化的气候模式系统不够完善等。
(三)部门分割造成重复建设和资源未充分共享等现象仍然不同程度地存在
1.部门分割导致地球综合观测缺乏统筹规划
我国目前有很多部门都在对气候系统各圈层中的某些要素进行程度不同的常规观测,但缺少长期、综合的地球系统观测计划,也很难综合利用这些观测资料对地球系统内在机制进行深入研究。对于针对地球系统的综合场地观测计划,由于体制所限,各部门之间很难协调一致。因此,综合观测计划往往得不到立项,同时造成我国很难参与国际上的一些大型地球系统综合观测计划,如GEOSS、全球气候观测系统(GCOS)和GEWEX等。
2.观测台站空间分布不合理、观测项目单一、重复建设严重
目前,我国很多部门在全国设有观测台站,这些台站基本依行政区划设置而没有从整个地球系统观测角度出发,一些关键区和敏感区如青藏高原的台站设置明显不够。此外,考虑到本部门的需要,台站观测项目单一,造成各个部门观测台站网重复建设现象很严重。
3.有限资源充分共享不足
部门间分割现象较为严重导致有限资源得不到充分共享,主要表现在:①虽然政府和社会对信息共享的需求极为迫切,但由于信息共享的意识还未能建立,部门、行业之间的信息封锁和禁锢还较为严重;②由于数据不能共享,各部门以零散的小型投入建设数据库的现象普遍,结果造成大量的人力、物力资源被浪费和低水平的重复建设;③各部门之间通讯还不够完全畅通,信息资源共享平台建设还很不完善;④各部门之间观测资料质量的参差不齐和行业标准不同,造成了信息交流和维护、更新上的障碍。
4.监测网络现代化程度不高、技术装备科技含量低
我国现有监测网络技术装备科技含量较低,探测范围、精度、分辨率等不能满足事业发展的需要。空基气候观测能力尚未完全建立,卫星遥感资料应用薄弱。地基观测网未实现自动化、遥测、数字化、多功能、高精度、开放式和通用化,一些新型观测站网(GPS/MET、风廓线、闪电定位系统等)还未在全国范围内建立,脉动通量观测技术还未形成业务化应用。农业、林业、牧业、湿地、水域、生态与环境等的应用气象观测方法和手段落后,观测领域亟需拓展。海洋气象监测系统不够健全。尚未建立完善的飞机探测信息收集、处理系统。综合探测系统重复建设,浪费严重。
5.空基观测能力尚未完全建立
目前我国的空基观测网络基本建立,但还不完善,空基观测覆盖范围小,卫星对地观测的精度不够高,星载仪器设备的性能和技术水平不能满足气候系统监测和预测的要求。
(四)科技队伍的整体素质有待进一步提高
1.人员队伍庞大、高层次高技能人才缺乏、人才分布不合理
由于统计资料的限制,我们仅以大气科学一个领域为例剖析我国气象事业的人才结构方面存在的问题。我国大气科学人员队伍庞大,大约是美国的3-4倍,本科以下人员占70%;博士学位获得者仅占1%左右。高层次人才相对缺乏,现有人才的地域分布、结构分布、专业分布也不合理。美国大气科学领域近年来高层次人才中大气物理和大气化学专业人员占33%;大气科学综合学科占23%;大气科学其它领域占20%;气象学和大气动力学占24%。气象学和大气动力学博士生培养呈萎缩状态,而大气物理学和大气化学博士生明显增加。我国大气科学人才队伍绝大部分是天气动力学专业出身,在读研究生也主要以大气动力学和气候学居多,与国际大气科学发展趋势有较大差别。总体来说,我国人数多但具有国际影响力的人才不多。另外,气象技术干部队伍总量大,但能适应气象事业跨越式发展要求的高技能人才少。新时期气象现代化装备不断更新,新技术不断涌现,但我国大量缺乏掌握、管理和维护现代化装备和技术的高技能人才队伍。比较两国人才培养的主要机构,我国大气科学人才的来源单位还不到美国的1/6。美国大气科学界许多知名学者具有物理、力学、数学、化学甚至社会科学背景,而我国多数大气科学研究人员知识背景较为单一。
2.气象科技队伍中具备多学科交叉研究和业务能力的人才少
随着新时期气象事业由传统的大气科学领域拓展到整个气候系统领域,对各种交叉学科的人才需求极为迫切。目前我国气象队伍的专业结构不合理,绝大部分专业技术人员所熟悉的只是大气科学,而实施拓展领域所需的其他学科人才缺乏。从气象事业发展和适应社会需求的角度来看,我国气象科技队伍中具备多学科交叉研究和业务能力的人才相对缺乏。
(五)气象事业发展经费投入偏低
1.气象事业经费投入与发达国家相比明显不足
与世界其它国家相比,我国气象事业经费(这里仅统计直接投入,不考虑通过高技术开发等投入而间接用到气象事业的投入)投入明显不足。如2002年,美国的气象事业经费投入约29亿美元,人均投入超过60万美元;日本气象事业经费投入约6.16亿美元,人均投入超过10万美元;我国气象总投入为3.57亿美元,相当于美国的1/8和日本的1/2强。我国人均国内气象投入为0.28美元/人(也就是说全国人均负担气象经费2.32元),仅相当于美国的1/36、日本的1/17;我国国土气象投入为31.17美元/平方公里,分别相当于美国的1/8、日本的1/44;人均投入为6273.74美元/气象职工,分别相当于美国的1/96、日本的1/16。
2.气象事业经费的投入与气象事业快速发展的需求不相适应
气象事业的快速发展离不开气象现代化建设,为实现我国从气象大国向气象强国的跨越,实现温家宝总理提出的建设“四个一流”的目标,必须加大投入,而目前各级政府对气象事业的公共财政投入与气象事业发展的要求之间的矛盾仍十分突出,限制了气象事业的快速发展。同时,由于部门分割、重复建设等多种原因,气象事业发展的经费投入没有产生应有的整体效益。
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当前世界科技进步日新月异,综合国力竞争和人才争夺日趋激烈。中国气象事业发展必须站在时代潮头,勇于竞争、开拓进取、抓住机遇并积极应对挑战,团结奋斗、共创辉煌,这是历史赋予当代中国气象人神圣而庄严的使命。
21世纪是科技时代。在这个机遇与挑战并存的时代,面对未来经济社会发展、科技进步、国家安全与国际关系及世界格局等方面的深刻变化,必须保持清醒认识,既要看到取得的成就,增强自信心,也要认清当前的困难与不足。目前,中国气象事业发展与经济社会发展和人民生活质量持续提高不断带来的新需求不相适应的矛盾依然存在,我国气象科技还相对落后,发达国家气象现代化呈加速发展之势,这有可能进一步拉大我国与发达国家的差距。
我们在满怀激情迎接挑战的同时,也要牢牢抓住并用好本世纪头20年这一难得的战略机遇期,立足现实,展望未来,既要看到经济全球化、科技竞争、人才争夺和应对气候变化与国际气候——环境外交等带来的挑战的严峻性,也要看到科技发展、社会进步、全面建设小康社会、国家综合实力增强等给中国气象事业发展带来的前所未有的发展机遇。
中国气象事业要坚持把发展作为第一要务,统筹兼顾,全面协调,集中力量,加快发展,实现气象事业与国民经济的协调发展,并在某些方面适度超前,率先基本实现气象现代化,提升气象事业在国家经济社会发展中的战略地位,增强参与国际履约和国际合作的能力,提高国际地位和影响力。
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第二章 总体战略
党的十六大提出全面建设小康社会的宏伟目标后,十六届三中全会从全局和战略高度提出树立和落实以人为本,全面、协调、可持续的发展观,要求做到“五个坚持”、“五个统筹”。这既对气象工作提出了更高的要求,也为气象事业发展开辟了更广阔的天地。未来20年中国气象事业应涵盖天气、气候的业务、服务及相关地球科学的科技研究、全球变化特别是气候变化的监测、诊断、分析、预测、预估及对策,为社会、经济、环境、外交、国家安全的重大决策提供科学依据和支撑,形成自然科学与社会科学多学科紧密融合的综合体系。新世纪新阶段机遇与挑战并存,中国气象事业应抓住机遇,迎接挑战,加快发展。为此,必须以科学发展观为指导,以国家目标为纲领,提出中国气象事业发展的战略定位、战略思想、战略目标及战略布局。
一、战略定位
气象事业是科技型、基础性社会公益事业。气象事业是在跨行业、多学科交叉融合中形成的,涉及天气、气候、气候变化及其与经济、社会、国家安全乃至可持续发展的关系。同时,气象科学是地球科学和资源环境科学的重要组成部分。
气象事业对国家安全、社会进步具有重要的基础性作用。气象事业与政治、社会、经济、环境、国防密切相关,事关国民经济、社会发展、国家安全和可持续发展的方方面面,事关党和政府的许多重大决策。各行各业的发展都需要气象信息的支持,人民生命财产安全和生活质量提高对气象工作提出了越来越高的要求,军事安全、国土安全、公共安全、环境安全、生态安全、食物安全、水资源安全等需要提供全方位气象保障服务。适应和减缓气候变化尤其是气候突变对人类社会的影响,在环境外交中维护国家权益,迫切需要气象科学数据和研究成果的支撑。总之,气象事业对全面建设小康社会的基础性作用日益突出。
气象事业对经济发展特别是防灾减灾具有很强的现实性作用。气象事业与工农业生产的各个部门和重大工程建设关系密切,气象工作对国民经济发展具有重要的气象科技支持和服务功能,具有明显的经济效益,其投入效益比高达1:40。我国是世界上受气象灾害影响最严重的国家之一,气象灾害种类多、范围广,造成的损失严重,气象工作是防灾减灾的主体,气象监测、预警和服务具有重大的减灾效益。因此,加强防灾减灾和趋利避害,保持经济快速、持续发展,迫切需要提高气象防灾减灾能力和预测服务水平。
气象事业对可持续发展具有深远的前瞻性作用。促进人与自然的和谐是国家乃至世界发展的重要课题。以全球变暖为主要特征的气候变化对人类赖以生存的自然环境和人类社会自身具有深刻的、复杂的交互影响,对可持续发展具有现实和潜在威胁。我国是一个天气和气候灾害频繁的国家,同时又是一个气候资源丰富多样的国家。通过对可再生、无污染的风能、太阳能、大气电能、光能和空中水资源的保护、利用、开发和科学管理,使气象资源真正成为基础性自然资源、战略性经济资源和公共性社会资源,促进经济社会可持续发展。因此,加强气候变化监测预估,合理开发利用气象资源,是坚持以人为本,落实科学发展观的必然要求。
二、战略思想和指导方针?
(一)战略思想
本世纪头20年,中国气象事业发展的战略思想是:
以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻十六大精神,牢固树立以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观,适应经济社会发展、国家安全和可持续发展的新需求,坚持公共气象的发展方向,提升气象信息为国家安全的保障能力,提升气象资源为可持续发展的服务能力。
中国气象事业发展战略思想的核心是“公共气象、安全气象、资源气象”。
公共气象——气象事业作为科技型、基础性社会公益事业,以公有、共享和非排他性为基本特征。长期以来,国家一直把为经济建设、国防建设和保护人民生命财产安全的气象服务视为一项基本的社会需要,并因为气象服务具有公益性质,具有提供产品的非盈利性和享受服务的非排他性等基本特征,始终把提供气象服务看作是政府的责任,特别是灾害性天气气候预警预报预测预估、人工影响天气、为应对气候变化的国际谈判和环境外交提供科学技术支撑等都是纯粹的公共服务,必须由受益公众的代表——政府运用公共资源来生产和提供。因此,我国气象事业是由公共财政投资的,也就是所谓“国家气象国家办,人民气象为人民”,这就要求气象要不断向社会提供更多有效的公共产品,满足经济建设、国防建设、社会发展和人民生活质量提高对气象服务日益增长的需要,从而获得更多的公共财政支持。此外,作为公益事业,气象取得的信息、科技成果、产生的服务产品等,必须为社会所共有、共享,它是国家公共性的社会资源,而非某个部门或单位所有。因此,新世纪新阶段气象事业的发展必须坚持走“公共气象”的发展道路,为社会提供更加精细化、多样化、个性化的公共产品,以获取更多公共财政支持,生产更多可供社会共享的气象信息。
安全气象——保护人民生命财产免受天气气候灾害的危害,历来是我国气象工作的主要任务。随着我国经济的快速发展,人口流动率和搭乘各种交通工具的频次显著增加,人民生活逐步富裕,个人和家庭拥有的财产总量不断增长,气象灾害造成的损失程度也日益增加。同时,气候变化引起的环境恶化和对人类健康的负面作用加剧,气候环境也逐渐成为规划和选择适宜居住地的重要条件。人民群众对气象安全保障提出了新的需求,气象保障体系的建设必须牢固树立以人为本的思想,为人民群众提供方便、精细化的气象信息。
强烈天气和气候系统的缓变和突变对国家安全的很多方面产生影响,需要从战略高度对军事安全、国土安全、公共安全、环境安全、生态安全、能源安全、粮食安全、水资源安全等方面提供全方位气象保障服务。
现代化军事作战能力的提高对气象条件的要求很高,诸如导弹发射命中率、信息战的水平、选择两栖登陆作战的有利天气条件等都需要强有力的气象保障。气候变化将改变目标作战地区极端天气事件的发生强度和频次,对于制订长期战略有重大影响,这些都需要列入气象安全的视野,加以重视。
气候变化造成的周边地区水资源、粮食短缺及环境难民潮的涌现,将引发边境形势紧张和安全隐患,需要经常监测周边地区气候与作物状态,发布粮食安全预警,及时采取预防措施。核电厂和有毒化学品厂的核和有毒气体泄漏可随气流扩散到广大地区,要根据当地气象条件和泄漏可能扩散路径,及早建立事故发生的预警及影响范围的气象保障体制,为疏散撤退决策提供科学依据。
生态安全的气象保障要以森林植被为主体、林草结合的国土生态安全体系为重点,不断提升气象预警预报水平,完善森林和草地的火险监测、早期预警系统,为林火预防和扑救决策提供支持。研究和预测预估气候变化趋势对国土生态安全体系的重大影响,为规划建设和优化结构提供决策依据也是气象为生态安全保障服务的重要内容。
环境安全的气象保障要以人类活动最集中的近地层空气质量为重点,为保障人民生活质量和健康做出贡献。建立完善的近地层臭氧和气溶胶含量监测系统,根据当地空气污染物质的来源和地形、气候条件,建立局地污染空气扩散模式,预测污染空气影响范围,建立早期预警系统,为政府和公众预防和规避严重污染的危害提供保障支持。不断完善大气紫外线辐射的监测和警报工作,也是气象为环境安全提供保障的重要内容。
气象为能源安全的保障重点应放在进口石油海上通道的气象导航、输油气管道路线的天气预警预报、雷电影响监测预警和空间天气对管道中油气流计量影响预测等方面。及早建立能源安全气象保障体系是当前迫切的任务。
气象为粮食安全保障的重点是国内重点产粮区农业气象条件的监测和预报预测,特别是要加强干旱监测和诊断的研究及业务,完善主要粮食作物产量的遥感和产量预报,为中央和地方政府稳定和提高粮食产量的重要决策提供服务。开展全球粮食作物生长的气象条件监测和预估,积极参与联合国粮农组织的粮食安全预警系统工作,为粮食进出口计划和市场调控提供重要科学依据。
气象对水资源安全具有根本性的作用,暴雨既能造成危害,同时又增加水库蓄水量、江河流量,增加调水量;台风既对登陆地区造成巨大损害,又给影响区带来降水,缓解旱情。降雪量大小对主要利用雪水资源的地区生产和生活有关键的影响。此外,气候变化造成的降水变化对调控我国与周边国家共有河流水量计划有长期影响,必须事前进行预测预估,统筹兼顾,防止发生边境纠纷。因此,应尽快建立水资源的气象保障体系,进行气象条件与全国水资源统一调控的研究并纳入日常业务。
资源气象——我国是一个矿物和水资源相对贫乏的国家,同时又是气候资源丰富多样的国家。通过对可再生、无污染的风能、太阳能、大气电能、光能和空中水资源的利用、开发和科学管理,使气象资源真正成为基础性自然资源、战略性经济资源和公共性社会资源,促进经济社会可持续发展。
在自然资源保护、开发、利用问题上,首先要树立各种资源(包括大气资源)之间相互作用、相互联系的整体观。例如,生物圈中生物活动使岩石圈(陆面)、水圈和大气圈发生变化;植物的光合作用改变大气成分。从生物圈中进化、分离出来的人类圈,由于人类活动能量不断增强,范围不断扩大,对地球圈层的影响更为重要。总之,地球各个圈层的自然资源都有自己的独特性,它们是全球资源系统的组成部分,它们之间又彼此影响,相互制约。所谓资源全球化,即资源配置的国际化,是指在经济全球化背景下,包括自然资源在内的各种资源及资源性生产要素在全球范围内的自由流动,优化组合和有效配置。
因此,提升气象资源为可持续发展的服务能力主要有以下几个方面的内容:
将开展气象资源变化分析、评估,合理开发利用和保护气象资源,促进经济社会可持续发展作为气象事业的重要内容。首先在全国范围内进行风能、太阳能、大气电能、光能和空中水资源等气象资源的普查和评估,作为保护、开发和利用气象资源的基础性数据。根据优化资源配置的原则,制订气象资源保护、开发利用区划和优化配置方案。对空中水资源的调控要事先进行科学研究和制订作业计划,根据实际需要进行人工增雨作业,避免盲目性,增加科学性。
进行温室气体排放监测和预测预估,根据国际气候变化体制和限排格局,全球二氧化碳排放量将确定为固定的量化指标,成为各国互相争夺的大气资源。评估其对国家经济发展的影响和国际二氧化碳市场交易形势的影响,为大气资源配置国际化对策提供决策科学支撑。
评估污染空气对人民群众健康、选择适宜居住和旅行及经济社会活动的影响,将优质空气质量分布作为资源进行服务,在全国进行普查、评估和区划,为充分利用和规划适宜居住区域提供科学依据。
实现上述战略思想,必须扩大社会和公众的参与和支持程度,充分发挥气象在防灾减灾规避风险与提高经济效益两方面的作用,不断提高长期气候预测的准确率,为国家长治久安和可持续发展做出贡献。
(二)指导方针
本世纪头20年中国气象事业发展坚持以下战略指导方针:
坚持以人为本的思想,满足人民群众日益增长的气象服务需求,围绕保护人民群众生命财产安全、提高人民群众的生活质量谋求气象事业发展,促进人与自然的和谐。
坚持协调发展的路线,实现全社会气象事业的全面合作,集成政府相关部门、气象事业单位、科研院所、大专院校的人员、技术、资源优势,形成多部门有机配合和共享的综合监测网络信息体系,促进国家气象事业、地方气象事业与全行业的整体集约化协调发展。
坚持防灾减灾的中心地位,强化全民防灾减灾意识,加强气象监测、预警、应急反应的能力建设,不断提高天气、气候特别是气象灾害和极端天气、气候事件的预测准确率,增强快速反应的应急能力,为党中央、国务院和各级党政部门部署防灾减灾工作、进行安全应急决策提供气象监测预警信息和应急预案,为保证国家安全提供气象科技支撑。
坚持拓展业务领域的战略思维,适应新世纪新阶段我国经济发展、国家安全和可持续发展的新需求,加强大气科学与地球科学各学科间的相互渗透融合, 全面提高对气候系统五大圈层间交互影响的监测、诊断能力,综合评估气候变化和全球变化对经济发展、国家安全和可持续发展的影响,为全面建设小康社会提供全方位、多层次的气象科技支持和优质服务。
坚持科技创新的发展模式,贯彻科教兴国、人才强国战略,大力提高队伍整体素质,建立一支素质高、学科群体结构与人才结构合理的气象科技队伍。瞄准国际科学前沿,追踪世界先进科学技术水平,实施重大科学计划,提高原始创新能力,促进科学技术成果的转化与应用,加快气象现代化进程。
坚持扩大开放的发展氛围,加强国际交流与合作,主动参与国际事务和重大科技计划,在履行有关国际公约中积极发挥作用,制定履约方针策略,维护国家权益,扩大国际影响。充分利用国内、国外两种资源,加快中国气象事业的业务发展和科技创新步伐,全面提升中国气象事业的综合实力和国际竞争力,实现由气象大国向气象强国的跨越。
三、战略目标
(一)总体目标
建设具有“一流装备、一流技术、一流人才、一流台站”的世界先进水平的气象现代化体系,实现从气象大国向气象强国的跨越,为全面建设小康社会提供更加优质的气象服务。
为实现这一总体目标,需要建成具有世界先进水平的气象观测体系、天气气候预报预测体系、气象服务体系、气象科技创新体系,需要提高气象科技队伍的整体素质。
1.建设全面、综合的气象观测体系
观测体系应具有观测各种尺度的大气和地球表面状态要素、参数和制约其变化的物理、化学、生物因子的能力,包括以地球静止轨道、近极地太阳同步轨道和非太阳同步轨道卫星为观测平台的天基遥感探测系统,以飞机、漂浮气球及系留气球为观测平台的空基遥感探测系统和以地球表面为观测平台的地基探测系统。
观测体系要既能获取天气监测、预报及研究所需要的气象要素和地球物理、大气化学参数,也能得到气候观测、分析和预测所需要的有关气候系统五大圈层的地球物理化学和生物地球化学要素。还能提供地球科学、全球变化、气候变化及可持续发展研究所需要的大气、海洋、生物和地表的要素与参数。
观测体系的建设必须与全球气象和气候观测系统相衔接,跨部门合作,避免重复建设,所获取的观测数据组成统一数据库,为决策服务提供及时准确的科学依据及为多学科、多行业所共享。
2.建立全面、无缝隙、完整的天气气候预报预测体系
该体系的建设目标包括:在具有世界先进水平的高性能计算机系统支持下,加强全球及中国区域中期数值天气预报,其预报时效达到8天,并能制作精细气象要素预报产品;发展10-20天天气预报能力,建立无缝隙预报预警系统;建成定量的灾害性天气临近预报预警业务,达到反应迅速、定位准确、警报及时、灾害信息发布沟通迅捷的先进水平;气候预测的范围从短期(季、年)延伸到长期(年际、十年及几十年),其性能和准确率有显著提高,成为政府部门有关重大决策的重要参考依据;建立具有先进水平的气候系统模式,气候变化预估水平明显提高,对灾害性天气气候事件的监测、诊断、预警、预报、预测和预估总体上达到国际先进水平。
3.建立新一代的气象服务体系
在全面建设小康社会进程中,要求提供快捷、连续、丰富、内容更加深化、细化的气象服务。因此新一代气象服务体系的能力必须适应政府重大决策、经济社会发展和人民群众提高生活质量的需求,既要开展天气预报警报服务,还要深入开展气候变化、地学、环境、海洋、空间等领域的公共服务工作。新一代气象服务体系建设应以公共服务系统为核心,形成多层次网络结构,各子系统的建设各有特色,相互补充,避免重复。
4.气象科技创新体系和气象科技队伍
气象事业是一项高科技行业,科技创新是增强科技能力的关键。要把关系经济和社会全面、协调、可持续发展的气象科学技术摆到更加重要、更加突出的位置。到2020年前后,形成符合社会主义市场经济和科技发展规律的、具有满足国民经济可持续发展对气象科技需求能力的、高效运行和与国际接轨的国家气象科技创新体系,优化科技资源配置,建设若干国际知名的国家气象科技创新基地实验室,实现气象科技由跟踪研究为主向自主创新为主的战略转变。选择对提高气象科学水平和业务应用有全局影响的关键科学技术问题重点进行突破,获得有世界影响的科技成果。
实施人才强业战略,形成一支具有国际先进水平、规模适当、结构合理的气象科技队伍,培养一批既有较高科技水平,又具有敏锐观察和分析国际科技动向,并具有国际影响的学科带头人和工程技术骨干。
(二)阶段目标
1.2001-2010年 气象事业快速发展阶段
气象事业快速发展阶段的主要目标是理顺体制,整合资源,初步建成结构合理、布局适当、功能齐备的气象事业框架,2010年气象整体实力达到20世纪末世界先进水平。业务、科研建设应实现以下目标:
综合观测系统的天基、空基及地基探测网的框架基本形成,初步具有总体目标规定的探测能力。
中短期天气预报水平接近世界同期先进水平。初步建成气候业务预测系统,准确率有明显提高,在国家进行国民经济规划、布局及应对气象灾害、气候变化决策时发挥重要决策咨询作用,使气象灾害对国内生产总值(GDP)影响率在现有水平上降低25%。
初步建立现代化气象服务网络系统,各级政府、企事业机构和广大群众可以通过气象电视频道、网络和移动通信等现代媒体组成的公共服务系统获取随时更新、连续滚动的预报信息。
初步形成气象科技创新环境,并为解决关键科技问题打下良好的科技基础,使我国气象业务工作、科技成果在全球及区域国际合作中发挥重要影响。
2.2011-2020年 气象事业跨越式发展阶段
气象事业跨越式发展阶段的主要目标是研发和利用国内外最新科技成果,大力提高气象科技水平,显著提高气象综合科技实力和国际竞争力,建成结构完善、功能先进的气象事业体系,2020年整体气象科技实力达21世纪初期世界先进水平,若干领域达世界领先水平。业务、科研建设应实现以下目标:
提升气象观测的现代化水平,实现探测仪器和设施更新换代,建成具有世界先进水平和中国特色的综合气象观测系统。
全面建成气候业务预测系统,准确率有明显提高,并在国家进行经济规划和安全决策时发挥关键性决策咨询作用,使气象灾害对国内生产总值(GDP)影响率在现有水平上降低50%。
全面建成符合信息化社会要求、覆盖全国所有城镇和大部分农村地区的气象服务信息化网络系统,提供连续滚动、随时更新的气象信息。
完成气象科技创新体系建设,形成良好的创新环境,关键科技问题解决取得突破性进展,涌现一批世界级科技成果。我国气象业务工作、科技成果在全球国际合作和气象科学发展中作出重要贡献,发挥重要影响,在区域性科技和业务合作方面起主导作用,实现从气象大国到气象强国跨越的总体目标。
四、战略布局
为实现上述战略目标,须调整现有布局和结构,形成国内国外、上下左右协调发展、充满活力的气象事业新格局。
(一)统筹规划、统一布局,推进气象体制改革和创新
从国家层面上统筹规划气象事业整体布局,紧紧围绕国家目标推进体制创新和机制创新,建立全行业及多部门的合作机制,形成有利于中国气象事业整体推进和资源优化配置的体制框架,发挥区域和专业优势,实现信息数据共享,避免重复建设。
(二)改进气象行业布局,促进行业联合和协调发展
通过重大工程和科学研究计划的组织实施,形成全行业、跨部门的互动合作机制,集成相关部门、气象事业单位、科研院所、大专院校的人员、技术、资源优势,形成多部门有机配合和共享的监测、预测和服务体系,提升气象行业的整体合力,共同为经济增长、国家安全和可持续发展提供全方位、多层次的服务。
加强气象行业发展的整体设计,促进农业气象、生态气象、海洋气象、水文气象、民航气象、交通气象、军事气象、空间气象等与全行业的协调发展,形成具有中国特色的气象行业新格局。
(三)调整区域气象布局,统筹全国和区域气象发展
加强气象布局的整体设计,统筹规划国家和地方气象业务、科研和科技队伍的建设。国家气象事业是气象业务发展和科技创新的主体,主要对全国性经济发展、国家安全和可持续发展提供气象科技支持和优质服务,同时指导地方气象事业发展。地方气象事业则围绕国家整体目标和各地经济社会发展的需求确定工作重点,调整布局,加快发展。
统筹规划区域气象发展,调整各区域的重点任务,形成东、中、西部气象新格局。西部地区发展重点是提高气象台站现代化水平,提高气象队伍素质,侧重为生态建设、环境保护、国土安全和水资源调配提供气象科技支持和服务。中部地区和东北地区发展重点是加强防灾减灾能力建设,提高气象灾害和极端天气气候事件的预测准确率,侧重为生态建设、环境保护和粮食安全提供气象科技支持和服务。东部沿海地区要加快气象事业发展步伐,在全国率先基本实现气象现代化,为沿海地区经济社会跨越式发展和骨干工程建设提供全方位气象科技支持和服务,为全国实现气象现代化建立发展模式。
(四)加强全球、区域和周边国际气象合作
加强全球气象合作,积极参与重大国际观测、预测、服务计划和国际公约谈判、履约活动,扩大中国气象事业在世界气象组织和气候公约活动中的影响,提高中国气象的综合实力和国际竞争力,确立中国气象事业在国际上的重要地位。
加强区域气象合作,发挥中国气象的地理区位、观测系统、科技队伍、国家体制和综合国力不断增强等方面的优势,充分利用APEC等区域经济合作组织的经济、科技交流平台,争取用15年左右的时间,在气象观测、预测、服务等主要领域,在亚太区域气象合作中扮演主要角色,确立中国气象事业在亚洲的主导地位。
加强周边气象合作,重点加强中国与上海合作组织及东南亚各国的合作,促进周边气象的协调发展,增进周边国家和地区的友好合作关系,确立中国气象事业在周边国家和地区的核心地位。加强西部省、区与上海合作组织各国的气象合作,使其成为上海合作组织科技活动的重要组成部分。加强南方有关省区与东南亚各国的气象合作,联合台湾、香港和澳门地区气象部门,在热带气象等领域开展全面合作,使其成为我国与东盟科技合作的重要组成部分。分别在乌鲁木齐和广州设立合作机构,组织和协调合作事宜,定期举办气象科技论坛。
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第三章 战略任务
本世纪头20年中国将初步完成由气象大国向气象强国的跨越式发展。为实现这一宏伟目标,中国气象事业发展战略研究面向天气、气候与全球变化预报预测和预估,面向国家安全、经济社会发展和可持续发展的保障服务,以世界眼光和战略思维,审时度势,根据国家长远发展和近期需求,紧扣世界科学技术发展脉搏,凝炼出中国气象事业科技与业务发展战略任务。
我国气象事业发展的重点任务是:①加强对国家需求的重大气象科学问题及其前沿领域的应用研究,其中包括气候系统与全球变化、亚洲季风变化机理、灾害性天气气候预测理论、人工影响天气与调控原理、大气化学理论和技术、大气监测理论和方法、大气数值模拟理论与技术;②研制高分辨、模块化、精细化数值预报模式及气候系统数值模式,积极推进气象科技创新和高新技术综合开发,加强气象业务系统能力建设;③逐步实现以天基为主、空基和地基探测多元化综合观测系统,实现大气结构与大气成分、各类气象灾害系统全程、实时定量自动监测,建立中国气候观测系统;④发展现代气象预报业务体系,建立现代气象资料共享体系、新型气象服务与评估系统;⑤发展全球变化应对决策体系及高效计算机网络支撑系统,迎接国际气象科学前沿领域迅猛发展形势的挑战,更加全面有效地为国民经济和国家安全服务。
为实现我国气象事业与经济社会的协调发展,应建立新一代公共服务体系和航空气象保障体系;发展现代农业气象新技术及现代交通、海洋、水文气象新技术;建立现代城市化气象综合保障体系及重大工程气象保障体系。
针对国家安全保障的需求,建立重大天气气候灾害预警与防御体系,建立公共安全与人类健康气象保障系统,发展军事气象保障高新技术,发展粮食安全、能源安全、雷电防御气象保障技术,拓展空间天气领域研究。
为在2020年实现小康社会的目标和经济社会可持续发展,要积极推广开发利用气候资源、空中水资源的新技术,开展气候变化对流域水资源的影响评估,研究气候变化对我国生态与环境系统影响的评估,发展人工影响天气与调控技术,建立气候变化与环境外交应对技术支撑体系。
一、气象科学与技术
“科技是第一生产力”,是兴国的基本战略方针。中国气象事业也制定了“科技兴气象”的长期发展战略。本世纪头20年中国气象事业将具有一流装备、一流技术、一流人才、一流台站,实现气象大国向气象强国的跨越,发展科学技术是先导。目前,我国气象科技实力与发达国家相比存在较大差距,主要表现在气象基础研究创新能力,气象装备研发能力,综合监测系统及预测工具的先进性,气象灾害的调控及防灾减灾能力等方面。加强对国家需求的重大气象科学问题及其前沿领域的研究,是赶超发达国家的先决条件,亦是从气象大国向气象强国跨越的重要标志。
气象科学是地球科学的一个分支,它具有复杂性、突变性(非线性)及不确定性。现代科技进步对推动气象科学的发展有着积极的作用。根据国家发展需求和国际气象科学发展趋势,本世纪头20年,气象科学技术研究的重点战略任务有:
(一)气候系统与全球变化
气候系统包括大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈(陆面)和生物圈五个圈层,重点研究气候系统多圈层相互作用及其全球变化机理;探讨中国和东亚地区在全球变化背景下的区域响应特征;研究人类活动和自然变率引起的不同尺度的气候与全球变化,检测危及人类生存环境的全球变化和气候变化的突变信号;研究与气候变化相联系的极端事件、气候脆弱性、气候突变及其可预报性以及探讨影响我国气候变化及全球变化的成因机理。
(二)亚洲季风变化机理
我国处于亚洲季风区,大范围旱涝灾害往往与季风变异密切相关,开展亚洲季风异常变化机理研究对我国短期气候预测具有重要意义。研究重点为我国夏季风与冬季风异常变化规律,亚洲季风动力学,亚洲季风的海陆气相互作用;亚洲季风与南、北极、青藏高原影响问题;亚洲季风区的水份循环,ENSO与亚洲季风相互作用和亚洲季风变异及其对全球变化的响应。
(三)灾害性天气气候预测理论
研究灾害性天气的突发性、频发性及持续性成因。研究中尺度强暴雨、冰雹、龙卷形成机理及其预报方法。加强灾害性天气气候机理与预测方法研究。加强台风异常路径和台风、强暴雨的机理及其预报方法研究。
(四)人工影响天气调控原理与新技术
开展人工影响天气催化原理、自然云降水形成机制、适合催化的云条件、催化的大范围作用、云催化对不同云系降水的最终作用研究等。发展大气云降水过程和人工增雨的实时监测和模拟、预报技术,高效催化作业技术,综合效果检验和预测技术。进行云雾物理和人工催化的室内实验技术与外场作业的决策指挥技术研究。
(五)大气化学理论与技术
研究各种有关大气化学气体成分及气溶胶的形成、迁移、输送、累积以及化学转换规律与机制及环境、生态、气候响应等相关机理。深入进行城市群落复合体发展过程中区域大气物理、化学结构时空演变特征的研究。加强平流层、对流层光化学过程,主要温室气体源汇(包括碳循环)及大气酸化机理研究;加强气溶胶源汇、理化特征、变化规律及其对全球气候和区域气候变化的作用研究;加强对流层、平流层臭氧时空分布特征及其变化规律及过去大气成分与全球变化关联的研究。
(六)大气监测技术与分析理论
加强天基、空基、地基相结合的观测信息综合分析,研究定量遥感监测技术及其分析理论,定量遥感反演理论及技术方法研究。开发定量遥感产品及其模式同化应用技术。加强陆地和海洋近表层参数、辐射参数、陆—气与海—气边界的相关湍流特征及其通量交换(如能量、热量和水分)、高层大气探测技术方法与理论研究。发展多种探测资料的融合、集成理论和同化技术方法。
发展中国气候观测系统多圈层信息数据综合处理技术,加强陆地和海洋近表层参数、辐射参数、陆—气与海—气边界的相关湍流特征及其通量(如能量、热量和水分)交换、高层大气探测技术方法和理论研究。
加强海洋、陆地以及沙漠、森林生态不同地貌特征区域性水循环和碳循环变量等的监测技术方法与理论研究。加强与全球及区域气候变化密切相关的温室气体浓度及排放通量、气溶胶等观测技术研究。开展对区域环境中大气化学、光化学过程有重要意义的臭氧及前体物、酸沉降等监测技术和理论方法研究。
(七)数值模式的理论与技术
加强数值预报模式中各类大气动力、物理、化学过程参数化理论与技术方法研究。加强与数值模式参数化技术有关的大气与其它圈层的相互作用研究,发展不同圈层模式间的耦合器研究。发展气候系统模式,研究其中大气—陆地—海洋及冰雪间的耦合过程。
另外,必须重视数值模式中的技术问题,这是数值模拟和数值预报得以改进的前提和保证。在未来数值预报模式的程序发展中,进一步吸收大型软件工程的研发经验,强调基础模式架构的合理性与可持续开发,加强模式标准化、模块化与异构计算机的可移植性研究。研究模式的集约化、组装式、模块化技术。发展可视化天气仿真技术,进一步加强并行计算、网格技术的研究开发。
二、基本气象业务体系
(一)气象观测系统
1.现代气象观测系统发展现状
(1)现代气象观测系统的重要作用。许多国家先后实现了地面观测遥测化与自动化,观测项目增多、精度显著提高,相继建立了业务化的自动观测网络,如美国的ASOS自动地面观测系统、日本的AMEDAS自动气象资料收集系统、法国的MISTRAL基本站网自动化观测系统等。近年来GPS探空技术得到广泛应用,美国已开始在全国用GPS探空系统进行常规高空探测的升级。多普勒天气雷达在许多国家普遍应用,不少国家已业务组网,如美国于1998年底形成了由165部S波段全相干多普勒天气雷达组成的全国观测网。为提高定量降水的测量精度,有些国家已开展双偏振、多地基等多功能多普勒天气雷达的科研和业务试验。气象卫星已经成为大范围天气观测和中尺度风暴系统监测的基本手段。
应该看到,中国现有地基观测业务网络在站网布局和探测水平上都与发达国家和现代天气观测的要求有较大差距,主要表现在:①站网布局不均匀,东部沿海、平原地区站网较密,西部高原、沙漠、高山等天气气候敏感地区存在气象监测空白,无法满足应用需要;②由于城市群落及经济圈的发展,原有的城市气象观测站布局难以描述区域气候变化的特征;③高空观测手段单一,观测精度达不到要求;④针对性的特别观测尚未完全开展,没有建立机动观测体系;⑤观测资料,特别是遥感资料尚未被充分应用;⑥监测精度较差,尚未全部达到世界气象组织的要求,很多资料不具有时间、空间上的可比性,难以满足气候监测及提高预报准确率的需要;⑦目前我国的气候监测网络中的监测内容很不完善,缺乏与气候变化监测有关的不少观测变量,特别是海洋气象监测基本上是空白,地气通量观测还没有进行业务布点,在大气化学领域除瓦里关本底观测站列入全球大气监测网外,我国还未建立气溶胶、温室气体、臭氧及紫外辐射等要素的系统观测网。对冰雪、冻土及生态的综合观测业务也仅处于小范围布点阶段。辐射业务观测从布局到技术水平均未达到世界气象组织的要求。
(2)发展中国气候观测系统的战略地位。大量研究表明,气候异常及年际、年代际变化取决于气候系统的总体行为。目前的全球气候变暖是在人类活动影响下气候系统变异的结果,在全球变化背景下,自然生态系统及经济社会系统将受到严重影响。为此,l990年在日内瓦召开的第二次世界气候大会上,各国科学家提出了制定GCOS计划的建议。1992年,WMO、联合国教科文组织(UNESCO)的政府间海洋委员会(IOC)、国际科学联盟理事会(ICSU)、联合国环境规划署(UNEP)共同发起了GCOS计划。
中国地域辽阔,地表特征复杂,西部有大范围沙漠、世界屋脊青藏高原,东部沿海为丘陵平原,东北有温带森林,西南为亚热带森林,这些典型自然特征均可体现不同圈层相互作用及其影响效应。上述各类不同地表陆—气过程多圈层综合信息的采集及其物理模型与参数化改进是改进短期气候模式预测水平的关键。实施中国气候系统观测计划,可以监测我国气候异常“强信号区”及其影响,提高对极端气候事件的预测能力,为进一步提高防灾减灾能力做出贡献;为气候系统及其变化的监测和检测、评价气候变化对生态系统及经济社会的潜在影响等提供综合信息;为适应气候变化趋势确定经济发展规划、调整生产布局、开展生态环境建设和保护决策提供客观数据。
2.建立现代气象观测系统的重点任务
(1)发展现代气象观测业务系统的重要任务:建立高分辨率、全天候的以卫星对地观测、空基和地基自动监测相结合的综合气象观测业务系统,实现大气结构与大气成分、天气与气候的综合观测,确保长期稳定运行。
综合遥感探测技术将在气象预报综合业务信息获取中发挥关键性作用。目前,气象业务卫星探测已进入微波遥感阶段,主动遥感技术将逐步在气象卫星业务探测中得到应用。已建立了高精度、高时效、低成本和多信息源的资源卫星综合应用系统,对突发性灾害重点地区实施了高频度加强观测。卫星掩星技术的气象应用也正在发展。由上述多种卫星观测技术构成的多元化天基综合观测系统将为大气探测带来革命性变化。
未来将发展商用飞机及多功能气象探测飞机(飞行实验室)的综合空基观测系统,并建立多用途无人驾驶遥测飞机观测系统。
发展多功能天气雷达技术,包括相控阵技术是监测强风暴的主要手段。利用多普勒天气雷达网及多普勒风廓线雷达、激光雷达综合探测技术可获取大气细微三维结构和风暴生命史演变的资料。
建立自动遥测、数字化、多功能、高精度和通用化地基探测系统。单站单要素观测将向多要素、综合化方向发展,同时增强自动站业务化组网能力和技术水平。发展GPS技术及探空地面自动接收系统,采用智能型探测仪组成自动化观测网或在城市间交通运载工具上实施动态监测。发展闪电定位探测技术的多站组网系统,组成高时空密度的地面气象综合探测系统。
(2)建立中国气候观测系统的重点任务:建立中国区域大气、海洋、陆地、生态、环境、多圈层气候系统业务观测网及其管理系统;通过多方面集成和协调,形成统一、规范化资料采集处理和分发系统。
未来中国气候观测系统将向综合、集成、立体、自动化方向发展,并逐步实现气候系统各圈层的全程、实时、定量综合监测。推进高新技术在中国气候系统观测系统中的应用,组成我国对地球的总体监测系统,实现对地球环境长期立体、动态和高分辨率的监测。建立优化的天基、空基、地基观测系统,增强大气与海洋、陆地、生态、环境等相互作用的信息资源采集能力,开发气候环境变化与气候系统模式对所需新参数和综合信息的应用能力,强化气候系统资料标准化建设,尽快实现各部门气候系统观测资料和信息的共享。
(二)气象信息系统
1.现代气象综合信息共享系统的重要作用
气象综合信息是国家重要的基础性、公益性资源,对国家宏观决策、防灾减灾、可持续发展和经济建设具有重要的技术支撑作用。实现资料共享,在部门、领域、行业之间顺畅地交换和共用,将使国家投资发挥最大效益,同时促进各类探测系统的优化、规范化和科学合理布局。
资料共享是国家实现信息化和现代化的重要标志。在当今信息时代,数据和信息的开发利用与开放程度是衡量一个国家信息化和现代化程度的重要指标。建立地球系统(气候系统)资料共享体系将有效发挥数据资源的潜在价值,提高数据资源的使用效益,实现数据高效流动与低成本使用,带动其他领域资料的开放和共享,加速整个国家信息化和现代化进程。
2.气候系统资料共享体系的战略任务
2010年基本建成覆盖全行业的结构合理和网络化的,以气象资料为主,并具有气候系统关键资料的共享与交换体系;2020年全面建成布局合理、规范、高效的实时气候业务系统资料共享服务与交换体系。
以气象数据融合与共享交换为突破口,构筑气候系统领域的网络化、分布式资料共享体系,形成一批时空尺度完整、物理量描述科学的高质量综合数据集。采用大规模数据库技术和海量存储技术,建成结构合理、服务高效、互联互通的分布式数据库群和网络共享平台,为用户提供便捷、高效、智能化数据服务。制定有利于资料共享交换的政策法规,营造数据开放流通氛围。借鉴国际先进经验和技术,建立与国际接轨的共享技术标准规范;建设有利于资料共享的服务体系、标准体系和政策、法律环境,以共享促进应用,最大限度发挥气候系统资料对国家发展、经济建设、社会进步和科技创新的支撑能力。
(三)气象预报系统
1.气象预报业务现状与发展趋势
20世纪80年代中短期天气预报业务已经转入以数值天气预报为基础的轨道,代表中期天气预报国际领先水平的欧洲中期天气预报中心,其预报可用时效在北半球接近8天,东亚区域也达到6天,但是离可能预报时效(半个月左右)仍有相当大距离。以变分同化技术为代表的资料同化技术在过去20年中也取得突破性进展,在延长预报时效和提高天气预报精度等方面发挥着重要作用。数值预报技术及其业务系统仍是今后天气预报的发展重点。延伸预报(8-30天)、短期气候预测、灾害性天气预报已经广泛使用集合预报技术,并成为今后20年的发展重点之一,超级集合预报不仅将成为气候预测,而且也将成为灾害性天气预报的主要方法。气候系统乃至地球系统模式已经成为国际前沿领域,并将在气候预测、气候变化预估及全球变化预测等方面发挥主导作用。
近10年世界各国对重大灾害天气如暴雨、台风等降水预报水平总体在提高,我国预报总体水平与发达国家相近,但在预报时效、时空分布和定量方面仍有一定差距;探测站网和探测资料的时空分辨率还远不能满足突发性天气灾害精细预报需求,各类先进探测手段、能力、水平与综合实力尤其有待提高;与发达国家相比,资料同化技术落后,非常规资料的利用率低。
2.现代气象预报业务体系发展的重点任务
我国现代气象预报技术发展的总体战略目标是:灾害性天气预警水平明显提高,实现定量的灾害性天气临近预报业务,短期气候预测达到可用水平,成为政府决策的重要参考依据;建立具有国际先进水平的地球系统模式,长期气候预测与气候变化预估水平明显提高。中国区域中期数值天气预报可用时效将达到8天,制作预报时效内精细的气象要素预报产品,5天、4天、3天的降水和温度预报水平分别达到目前3天、2天、1天的预报水平;建立灾害性天气气候事件、中短期天气预报、延伸预报、月、季、年际、年代际气候预测的无间隙预报系统。预报业务系统总体水平达到国际先进水平。
完成上述任务的关键是大力发展数值天气预报业务。将全球数值天气预报的水平分辨率提高到40千米以内,中国区域数值天气预报分辨率达到1千米;发展资料同化业务系统,使之能够同化卫星、雷达资料(包括GPS/MET等资料),提高初始场的客观性描述水平;发展多初值、多过程、多模式的超级集合预报业务系统,气象灾害短时(3-12小时)/短期(1-3天)预报水平有明显提高;发展各类观测资料的融合技术和气象灾害临近预报系统,提高突发性暴雨、冰雹、雷电、风暴潮等气象灾害的预警率。
(四)气候变化预测预估与应对系统
1.气候变化预测预估与应对系统在经济社会发展中的战略地位
目前全球变暖及大气环境状况的改变,已成为影响全世界经济发展、社会进步和人类健康的一个重要因素。全球变暖的一个重要原因就是对化石能源的开发利用及工业化进程中产生的大气污染物质增加和生态系统储碳能力下降(陆地自然植被被城市所代替)。2020年我国将基本实现工业现代化目标,但同时亦将继续向大气中排放更多的温室气体,并受到更大的国际环境外交斗争的压力。面对这一严峻形势,为适应全球变化,履行我国政府签署的各类与此相关的国际公约,必须加强气候变化的评估与决策,并寻求相应的对策。
中国目前的产业结构仍以第二产业为主,近年第三产业在一些城市化基础好的地区有明显增加,农业比例呈明显下降趋势。总体而言,当前的产业结构有明显的东西差别和南北差别。东部、南部地区农业产业的比例下降明显,西部、北部农业比例下降幅度偏小。我国的能源结构仍以煤炭为主,虽然一些地区发展了核能或开发了水电资源,但煤炭作为我国主要能源的格局将会持续相当长时期。一些研究资料表明,到2020年,我国以煤炭为主的能源结构不会改变。因此,评估全球变化,研究气候影响因素,及调整产业与能源结构的适应对策,已成为十分紧迫的国家需求。评估土地利用格局影响也是适应全球变化的重要举措,作为减排温室气体的重要途径受到国际普遍关注。在IGDP/GBP开展的LUCC第一阶段科学计划中,不仅重视由LUCC引起的诸多区域性生态环境问题,如水土流失加重、水旱灾害加剧、沙尘暴频发等,而且还在宏观尺度如大陆与全球尺度上,特别关注由LUCC引起的生态系统储碳能力的变化。增加森林植被不仅可提高固碳能力,而且对缓解由二氧化碳增加引起的气候变暖有显著影响;近年的研究还表明,湿地生态系统的扩大不仅对保护生物多样性起作用,也对缓解气候变化起重要作用。因此,建立气候变化预测评估与应对系统对经济社会可持续发展具有重要的战略意义。
2.气候变化预测、预估与应对系统重点战略任务
(1)气候变化预测模式:加强气候系统各圈层相互作用及人类活动影响气候的监测研究;发展具有中国特色的气候系统模式,以预测 10年以上长期气候变化趋势,建立具有权威性的中国未来20-100年气候变化情景。
(2)气候变化影响评估模式:发展气候变化对经济社会各部门影响的评估模式,建立相应业务系统,提供气候变化对农业、水资源、能源、人体健康和其他敏感部门及对我国陆地生态系统、海岸带、近海地区和其他脆弱地区影响的定量评估结果。发展气候影响综合评估模式,深入研究气候变化对我国环境、生态系统和经济社会系统产生的影响,分析气候与气候变化对重大工程建设的影响,提供更具针对性的气象保障对策。
(3)气候变化适应和对策:开展气候变化适应和减缓对策工作,为党和政府提供适应与缓减气候变化的建议和对策,每5年滚动编制气候变化国家评估报告。积极参与IPCC的科学评估和UNFCCC履约谈判工作,在国际论坛上提交有份量的科学报告,以强有力的科技成果支持中国在国际环境与发展问题上的国际谈判,树立良好的国际形象,并通过外交谈判为赢得发展争取时间与空间。
三、气象与经济社会发展
实现我国气象事业与经济社会的协调发展,必须优先建立新一代公共服务体系,发展现代农业、交通、海洋气象保障新技术,建立航空气象保障体系,建立城市化气象与重大工程气象保障体系。
(一)公共气象服务体系
1.公共气象服务的地位和重要性
公共气象服务包括决策服务、公众服务及重大社会事件保障,是整个气象服务的关键和核心。服务的目的是要以科学、高效的公共服务手段,及时、主动、准确的将服务产品传递到政府决策部门和社会公众中,为政府决策和公众防灾减灾提供科学依据。
随着国民经济的快速发展,作为气象服务中心内容的公共服务,面临着重大挑战。与国民经济各行各业的内在联系日益紧密,促使气象公共服务的内涵和外延发生深刻变化。公共服务系统的能力必须适应从气象大国到气象强国的转变,解决好公共服务与专业气象服务协调发展的服务体系建设。既要能够开展天气预报预警服务,又要深入开展气候变化、地学、环境、海洋、空间等领域的公共服务工作,健全以基本业务系统为主要依托、现代化程度较高的全行业服务系统。
2.公共气象服务体系的战略任务
未来公共服务发展的战略任务是建立和完善适应社会发展需求的新一代公共服务体系。这个体系以气象基本业务系统为主要依托,以资料与信息共享为主要特征,利用现代化业务技术实现全行业服务。
建立现代化气象公共服务系统旨在确保该系统能够获取任何时间、空间尺度的地球环境信息及服务产品;吸收知识创新成果,提高服务技术创新能力;开展全局性、关键性、适应性与拓展性研究及开发有应用前景的重大服务,促进地学、水文、环境、人文等科学相互交叉、融合。建设新一代公共服务系统可实现公共服务的连续滚动、灵活迅速、个性化、数字化、多媒体化及动态跟踪全程服务。在决策服务系统中把防灾减灾放在首位,强化为国家安全服务的项目。优化和完善公共服务系统的专业化,不断拓宽服务范围,使服务产品更加深刻、生动、丰富、科学,更加可视化和精细化。实现公共服务手段现代化、服务产品专业化、服务队伍专职化、服务管理规范化。
(二)现代航空气象体系
1.航空气象保障体系的重要地位
以中国、新加坡、日本为代表的亚洲航空运输业在世界民航中占据着举足轻重的地位。全球定期航班旅客运输业务量可望以大约4%的年平均速度增长。中国航空运输业在改革开放中迅猛发展,中国民用航空总局2003年确定了在本世纪头20年中实现由航空大国向航空强国跨越的奋斗目标。为使我国成为民航强国,民航总局提出了具体目标:航空运输总周转量世界排名前3位,国际旅客周转量世界排名前10位。航空运输适应国民经济和社会发展的需要,在国家综合运输体系中所占的比重大幅度提高。民用航空业的发展对航空气象提出了新的要求。近年来,我国民航气象的服务水平有了很大提高,但仍然落后于我国航空业的发展,不能满足航空安全飞行与效益飞行的需求,与发达国家相比还有相当大的差距。
2.我国航空气象保障体系的战略任务
发展航空气象保障综合监测技术,针对航空飞行区域及机场航空危险天气监测的需求,发展低空气象综合探测系统新技术;研究机场区域大气廓线仪、多普勒天气雷达、GPS与AWS等先进探测设备的数据处理与同化系统新技术,发展航空低空气象保障与预警数值模拟技术。提高航空气象探测技术、探测精度与密度,加密沿航线气象综合监测。建立跑道及起飞和着陆区域、机场及终端区、航路各项气象要素和天气现象的综合航空气象监测系统;建立机场终端区重要天气实时警报系统,提高对终端区重要天气的实时警报与预警能力。民航气象保障预报业务系统应以数值预报技术为基础,综合运用国际航线各种航空气象信息,使航空气象预报系统业务产品向全球化、客观化、定量化、自动化、综合化、智能化和精细化方向发展。另外,要加强未来超音速机群的温室气体排放对全球和区域气候变化影响的研究。
开发全球性航线气象数值预报模式系统,使国际航线终端重要天气的预报准确率实现质的飞跃。增强全球航空气象服务产品的开发能力。加强国际航线飞机报告综合观测信息的应用,为安全飞行和效益飞行服务。增强国际航线气象保障系统整体服务能力,提高航空用户对航空气象情报的可信度,拓展国际航线气象保障服务市场。
(三)农业气象服务体系
1.农业气象新技术发展与服务体系建立的战略地位
我国是一个农业大国,农业是国民经济的基础。农业生产与环境气象条件有着非常密切的关系。随着我国经济社会的发展,农业生产的对象、条件、环境、技术等均发生了变化。特别是随着气候变化和生态、环境的变化,传统农业气象工作已远不能满足现代大农业、防灾减灾、生态环境保护和建设的需要。随着经济社会的迅速发展,我国生态环境形势更加严峻,土地退化、水域生态失衡、湿地破坏、草地退化、城市污染、海洋生态恶化、酸雨增加、沙尘暴频发、生物多样性减少等生态环境问题日益突出。搞好生态系统保护和建设,是推动我国国民经济可持续发展战略、全面实现小康目标的需要,是具体落实生态环境各项规划、纲要的体现。新形势下农业气象工作应在深化传统农业气象工作的同时,积极、稳妥地向生态领域拓展,为我国的生态系统保护和建设提供科学支持。
2.农业气象调控新技术与服务体系的战略任务
在深化传统农业气象科研与业务工作的同时,积极、稳妥地向生态领域拓展,不断加强特色农业、精准农业、设施农业的气象科研与信息服务业务水平,为中央和各级政府提供及时、可靠的决策依据。
(1)调整与完善现有农业气象观测体系:进行适当的调整以完善农业气象观测系统。通过地面观测与卫星遥感有机地结合,建立地、空配套的农业气象观测体系,加强卫星资料在农业气象科研、业务中的应用研究,逐步提高农业气象科研与业务服务水平。
(2)农业气象保障与调控新技术:开展农业生物化学综合防灾技术、新型高科技节水灌溉(包括滴灌、喷灌与“土壤地下水库”等开发利用技术)、日光温室等调控系统工程实施的气象保障技术研究。加强区域农业气候资源开发利用技术的研究,积极开展精细农业的气象高科技研究;开展特色农业的气象研究,为开发利用山区农业气候资源,发展名、特、优、新农产品提供气象服务。
(3)农业气象灾害预警评估技术:随着我国经济社会的发展及农业结构的不断调整,种植业面积逐步缩减。为确保我国粮食安全,必须开展农业气象定量评价技术研究与服务,建立农业气象重大灾害预测预警业务体系及主要农作物产量动态预测预报业务系统,发展农业病虫害的气象预报预警技术。大力开展牧草生长发育与气象条件的关系研究,预测产草量和评估牲畜承载力,研究畜牧业重大气象灾害预测预警业务体系。同时,必须加强荒漠化、盐碱化等动态监测与成因研究力度,建立业务运行的监测、预警和评估系统。
(四)水文气象服务体系
1.水文气象新技术发展与服务体系建立的战略地位
我国由于水土资源有限,人口不断增长,水资源供需矛盾尖锐,水旱灾害的防治是一个长期而艰巨的任务。近年来北方连续出现严重干旱,旱灾发生频率和影响范围不断扩大。水资源短缺问题已成为未来20年我国实现全面建设小康社会目标面临的重大挑战之一。未来20年由于全球变化,经济社会发展可能面临水资源短缺及旱涝异常灾害频发的严峻形势,建立水文气象服务保障系统是在上述背景下水文与气象业务共同发展的重点战略任务之一。
当前水文气象服务在不同程度上受部门、系统的分割与局限的影响,交叉学科的渗透与融合尚存在很多问题。“部门分割”局面已成为开展有效的水文气象服务保障的“瓶颈”。新中国成立以来,我国修建了8万多座大、中、小型水库和许多水利设施,可控制利用的水资源从1000亿立方米增至现在的5650亿立方米。由于降水、径流在年内的高度集中,我国年径流中洪水径流的比例高达2/3,发挥水库的功能和蓄滞洪区的作用以有效利用暴雨洪水资源显然十分重要。受目前水文气象服务保障能力的限制,水库的蓄、泄及防洪、发电等趋利弊害功能不能得到最大限度发挥。另外,城市及城市化发展地区水灾损失增长最快。城市在同等降雨下的内涝损失呈增长趋势,损失约为河道洪水的2倍。做好汛期城市暴雨洪水预报、保护城市,建立有效的城市水文气象服务保障系统以减轻城市洪水与内涝灾害是未来15-20年的紧迫任务。
2.水文气象新技术与服务体系的战略任务
(1)建立水文气象综合监测系统:建成可共享的水文气象综合监测业务系统,该系统以常规雨量站网、多普勒天气雷达网、卫星遥感、遥测等手段为主,具有高时空分辨率,既能对山区和平原的降水量和降水强度进行实况监测,又能够按不同需求计算单位时间内的面降水量及不同时间尺度的降水量和分布,为建立新一代气象- 水文水利业务服务体系提供信息基础。对水循环要素的其它各分量逐步建成整体、统一的监测系统,以满足不同时空尺度的水量平衡计算分析需求,并满足旱涝及其相关地质气象灾害预警系统的业务需求。
(2)建立水文——气象耦合模式:该模式系统具有较高的短、中、长期预测预警能力;充分利用综合信息(包括气象、水文要素及其下边界条件的自然变化和人为影响),预测与评估水循环动态变化过程,延长洪水及旱情预测的预见期;满足汛期防汛的水文气象保障,并为水库调度、洪水资源利用、地表水和地下水的资源优化配置及水力发电提供优质水文——气象服务;预测与评估全球变化和人类活动对水循环过程、水资源的影响及趋势,避免或降低全球变化和人类活动对生态环境的负面作用。
(3)建立水文——气象监测、预警、预报系统:发展暴雨、洪水、干旱半干旱区的暴雨洪水预报系统;加强山地灾害的监测与气象预警预报;发展干旱灾害卫星遥感监测评估系统;发展水资源综合评估系统,包括水力发电、水环境评估与预报。
我国幅员辽阔,自然条件复杂,地质灾害频发,由局地暴雨引发的山洪、滑坡、泥石流等山地灾害占地质灾害总数的95%以上,每年因各类山地灾害造成的人员死亡约占全国洪涝灾害死亡人数的2/3。水文气象部门要加强利用雷达、卫星及自动观测站对山地灾害的监测,认真研究山地灾害发生的气象特点和规律,了解强降水气象灾害及危害的发展趋势。结合短时强降水天气的预报、预测,开展气象因素致灾的山地灾害预测,缩小先期预警范围,最终实现有效预报。
(五)交通气象服务体系
1.交通气象新技术发展和服务体系建立的战略地位
许多国家非常重视道路交通气象服务保障。1992年成立的国际道路天气常设委员会(Standing International Road Weather Commission,简称SIRWEC)致力于降低和减少气象条件对交通的不良影响的合作。目前,已有包括澳大利亚、比利时等30多个国家加入该组织并合作研制出道路天气信息系统(Road Weather Information System,简称RWIS)。这套系统能够纪录道路天气状况,尽早预报影响交通的恶劣天气状况,其目的是安全运输、及时送货、减少意外事故。其花费和效益比为1:8,现已有30个国家使用RWIS系统。
我国幅员辽阔,东西南北中气候差异显著,每年都会因各种气象灾害造成大量交通事故。天气气候对交通影响的主要类型不尽相同,据统计1980-1995年,暴雨洪水引起全国铁路断道2553次,断道时间累计达38799小时,平均每年分别为170次和2587小时,经济损失达到10亿元。2000年全国水毁公路路基32558千米,沙石路面47271千米,柏油路面22596千米,全毁桥梁853座,局部被毁桥梁3109座。冻土可能成为高寒地区路基松动的隐患,强降水和积水会冲垮或侵蚀铁路、公路路基,雨、雪、雨淞和冰冻使路面及铁轨湿滑;雨、雪、雾影响视程,容易造成严重交通事故。因此,加强重点地区主要路段、港口、海域的交通气象观测网建设,发展交通气象预测、预警和评估系统,对减少交通事故、降低交通维护费用,合理布局交通干线、减少突发事件灾害影响,提高交通质量和效益十分重要。
2.交通气象新技术和服务体系的战略任务
首先,针对近30年及未来50-100年的气候特点和气候变化,对公路、铁路气候进行区划,并与交通部门合作,制定交通工程实施标准。其次是依托现有气象观测台站网,加强重点地区重点路段的气象观测,观测路面温度、气温、相对湿度、露点温度、降水、风向和风速等,系统建立公路、铁路气象监测网,开展交通气象预测和灾害预警服务。加强交通道路局地气象气候的数值模拟研究与应用服务,组织开展气象对交通影响的评估方法、评估指标和应用方法研究,提供科学合理的决策方法;加入国际道路天气常设委员会,引进先进的道路气候信息系统,合作开发、研制中国特色的道路气候信息服务系统。未来20年力争建立公路、铁路建设的气候论证制度,提高交通安全系数,延长道路使用寿命。
(六)海洋气象服务体系
1.海洋气象新技术发展和服务体系建立的战略地位
海洋占地球表面面积的71%,海洋和大气是全球气候系统的重要组成部分,两者之间的相互作用,包括影响、响应和反馈在很大程度上决定了全球气候和环境变化。海洋具有较大的热容量和较长的“记忆”,控制着气候变化的速率,在全球能量循环、水循环和碳循环中扮演重要角色,在季节、年际、年代际甚至更长时间尺度的气候变率中起着关键作用。
海洋蕴藏着巨大的资源,开发利用海洋对于未来经济社会发展具有重要意义。由于台风、海雾、风暴潮、赤潮等灾害频繁,海洋及沿岸地带的气象和气候保障任务越来越紧迫。随着全球气候变暖,全球气候极端事件呈上升趋势,产生了一系列海洋环境问题,严重制约经济社会的可持续发展,并已经上升为国家安全和外交斗争的重要内容。我国是海洋大国,搞好海洋气象保障工作显得尤为重要。
2.现代海洋气象新技术和服务体系的战略任务
拓展海洋气象领域的重大科学技术问题是:建立海洋环境监测系统;开展全球变化作用与海洋影响评估研究,海洋环境变化及其对气候影响研究,海洋资源开发的气象保障服务;海洋气候资源可持续开发利用。现代海洋气象服务保障体系包括如下三个方面。
(1)海洋—大气环境监测系统:发展面向海洋经济、生物资源、海洋运输、渔业发展、生态保护的特殊海洋气候监测。完成中国近海和邻近洋面ARGO浮标布设,同时加强对南海海域、黑潮海域、西太平洋暖池—东印度洋地区等对我国气候影响较大的关键海区的海洋气象和水文观测。
(2)海洋气象保障预警系统:开展适用于全球性海洋导航业务系统的海—气耦合业务模式研究。开发和改进海洋环流风暴潮、海雾、海浪灾害数值预报模式系统,提高全球性海洋导航气象保障及预警系统服务水平。
(3)海洋气候资源开发技术:风能、太阳能、潮汛能是海洋气候资源中最具开发潜力的可再生能源,我国沿海地区和近海蕴藏着丰富的风能和太阳能资源,对它们的合理、有效开发将缓解这些地区能源紧缺的矛盾。风能、太阳能、潮汛能属低密度能源,且因受天气气候变化影响而不稳定,因此将其作为恒定能源加以利用目前仍存在很多技术问题。目前沿海的测站密度难以满足需求,需加强相关项目观测与分析研究,科学规划海洋气候资源开发区,建立海洋气候资源开发的观测与评估系统。
(七)城市气象保障体系
1.城市气象保障的战略地位
“城市化”是世界各国经济发展的必然趋势。我国近20年来“城市化”发展迅速,不仅大中城市而且小城镇也快速发展。但随着城市化进程加快,也产生了一系列环境问题,如城市热岛、城市雾、城市大气污染等。伴随着城市化发展,以大城市为中心加上周边的中小城市己形成了新的“城市群”,如长江三角洲、珠江三角洲、京津唐地区。这些地区已经不单是原先孤立的一个个城市,而是形成了下垫面特性复杂的城市连绵带,它们不仅有自身的污染物分布、转化规律,而且相互影响和相互转化,不仅对大气质量产生影响,而且不同程度影响区域气候。因此,加强“城市群”及城市化气象保障技术系统的综合研究,提供城市及周边经济圈大气环境可持续发展的决策依据,研制不同区域经济圈城市群落气候—环境—生态耦合模式及其综合评估模型,将成为未来城市发展规划设计与研究的重点战略任务之一。
2.城市气象保障的战略任务
发展城市边界层大气物理、化学结构三维观测系统是城市大气环境保障系统与调控工程的重要基础。在此基础上,迫切需要发展具有高精度、细网格的空气质量数值模式,以形成空气质量精细预报和新一代预警系统,为城市大气环境评估与治理决策系统提供关键技术工具。
应用城市高分辨率数值模式,发展资料同化技术,充分利用雷达、卫星等探测资料,开展城市气象要素极端值及其持续时间的临近、短期和中期预报,提高对高温、浓雾、暴雨等城市气象灾害的预报准确率,研究中小尺度城市区域大气数值模拟方法,发展城市区域精细化数值预报模式系统,提高城市气象预测、预警和防灾减灾水平。此外,还要开展城市居民生活大气质量预测模式,提高城市大气质量预报精细水平。
未来城市人口将剧烈增加,合理利用城市气候资源,建立各类气候评价系统,包括城市规划气候预评价,城市发展气候跟踪评价,城市居民生活气候评价,城市气候影响评价等是当务之急。提高城市气候评价水平已成为城市保障气象十分重要的环节。另外,也应开展城市气候环境的宏观调控。此调控系统工程包括城市气象与规划、城市发展与环境调控、人类活动的管理对城市气候的调控、城市工程建设对区域气候的调控、城市工程建设对居民生活气候的调控等,合理的城市规划可实现城市人类活动有序管理,达到趋利避害的目的。
(八)重大工程气象保障体系
1.气象保障在国家重大工程建设中的战略地位
随着经济社会发展,重大工程建设项目越来越多,建设规模越来越大,气象保障在国家重大工程建设与设计中的地位更为突出。我国高原山地面积占陆地国土总面积的2/3,地质气候条件复杂,降水诱发的各类地质灾害种类多、规模大、分布广。在我国大江大河的上游地区,地质气象灾害造成的损失占各种自然灾害损失的80%。许多国家重大工程,如三峡工程、西电东送、青藏铁路、南水北调、川藏公路等均受到地质气象灾害的影响。在以往的工程建设中,曾因忽视气象保障因素而出现严重失误。目前,除在长江三峡库区建立气象保障服务监测站网外,其它重大工程区尚未建立气象监测站网,这不利于工程建成后生产运行的安全保障。此外,要加强气候变化对重大工程未来运行影响的研究,以及工程设计中气象环境参数取值的科学论证等工作。因此,建立重大工程气象保障系统对经济社会发展具有重要的战略意义。
国家重大工程的建设与设计需要一个气象高新技术的保障体系,其中,全球变化的区域影响评估及重大工程的气象、水文灾害链的引发评估模型与技术发展将为重大工程气象保障提供重要气象技术支撑。
2.重大工程气象保障体系的战略任务
开展重大工程相关地质气象灾害的预测预警技术研究,开展重大工程对区域气候系统如大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈等影响效应研究,加强为重大工程服务的特种气象监测网系统建设,加强气候极端事件对重大工程影响的监测和灾害评估技术研究,并在此基础上开发重大工程气象保障的服务技术系统。
四、气象与国家安全保障
根据国家安全保障的需求,建立重大天气气候灾害防御体系和军事气象保障高新技术体系;拓展空间天气与雷电防御新技术;发展能源与环境安全、人类健康、粮食安全气象保障系统。
(一)重大天气气候灾害预警
灾害是一种危及人类生命与财产的可感知的自然事件,灾害是一种自然现象,与人类关系密切,常常会给人类生存带来危害或损害人类生活环境。天气气候灾害是指台风、暴雨、洪水、干旱、暴雪、低温冷冻等自然灾害所造成的损害。重大天气气候灾害具有突发性、持续性和多灾种并发等特征,要加强研究其规律,提高灾害预警能力。
1.重大天气气候灾害预警的战略地位
中国处在东亚季风影响下的复杂天气气候区域。这一地区是多种天气气候灾害频繁发生地区,从国家安全出发对重大多发性、连锁性自然灾害、持续大旱、重大暴雨、洪涝、台风等危害国家安全的强灾做到及早发现预防,建立综合灾害防御、警急救助体系具有十分重要的战略意义。由于重大灾害存在多发性、并发性、持续性和扩散性等特征,建立跨学科、跨部门的研究与业务,形成多学科防灾综合平台,对于重大灾害防御意义重大。
2.建立重大天气气候灾害预警体系的战略任务
采用先进的灾害防御、监测、分析、情报处理和信息分发技术。发展多灾害实时监测分析情报体系和现代网络信息多级分析和资料共享平台。建立重大天气气候灾害防御信息综合收集、处理中心和分发中心。
建立重大灾害发生关键区或上游敏感区监测体系,建立飞机探测、卫星探测、雷达探测、GPS、大气廓线仪及遥感自动观测网,对暴雨、台风、风暴潮灾害等进行三维立体监测,形成对重大灾害发生发展跟踪分析系统。在江河流域或沿海、海岸线附件地区建立实时暴雨、台风灾害地基——空基综合采集与信息处理系统。研究重大天气气候灾害和其它重大自然灾害如暴雨、洪涝、风暴潮、地质灾害、火灾、地震、病虫害等的防灾减灾、抗灾救灾保障机构多部门协调的综合预警防御体系。建立应对突发事件的紧急响应系统。
(二)人类健康安全保障气象应急响应
人类健康水平是社会环境、自然环境、物质生活水准及公共福利水平的综合反映。人类健康水平主要取决于社会环境,但不可忽视自然环境变异及威胁人类健康突发事件的影响,尤其核泄漏、有毒气体泄漏等重大突发事件对一定范围内居民将构成严重威胁。天气、气候的变化会助长一些疾病的蔓延或使病情加重;许多疾病的分布与环境气候条件有关;许多疾病的发病和死亡率有明显的气候特征。人类必须有效采用各种适应措施,减少气候变化对人类健康的负面效应及突发事件危及生命的影响,加强突发事件及气候变化对人体健康的影响规律及应急气象保障系统的技术研究具有重大战略意义。?
1.人类健康安全保障应急系统的重要战略地位
近年来全球气候变化导致的区域环境气候和天气的剧烈变化,以及极端异常天气的频繁出现对人类健康产生了广泛影响。由于气候变暖适宜媒介动物生长繁殖时空范围扩大,使细菌和病毒的生长繁殖期延长。气候变暖有利于媒介昆虫的孳生繁衍,提早出蛰,提前形成密度高峰,并使其体内的病原体毒力增强,致病力增高。气候变暖亦使气候带改变,导致热带边界扩大到亚热带,原热带地区传染病发病区域扩大到亚热带及温带人口密集的大城市,造成严重污染。城市高温热浪强度和持续时间增加导致以心脏、呼吸系统为主的疾病或死亡增加。
近年来,国内外在气象与健康领域的研究大致包括人体对气候变化的敏感性、脆弱性和适应性分析;热应力(包括热浪、寒潮)对健康的影响;极端事件和天气灾害包括洪涝、风暴、气旋、飓风、干旱对健康的影响;空气污染对健康的影响;气候变化对传染病的影响等。还包括沿海水污染问题,因为在沿海水域中常发现一些影响人体健康的病原体;气候变化的最大影响可能是由于海岸线侵蚀、沿海洪涝和农业遭到破坏而引起的大量人口迁移。另外,极端事件强度和频率增大也可造成政治不稳定和社会动乱,进而影响人类健康。
2.人类健康气象保障及突发事件应急响应体系
近年来我国发生一系列有毒物质泄漏事件,对人体健康造成了严重影响。如2003年12月23日,重庆市开县发生特大井喷事故,含高浓度硫化氢的天然气喷出扩散,导致243人死亡和特大财产损失。2004年1月30日,江苏省农药研究所南京农药厂发生意外泄漏;4月21日气象灾害引发湖南衡阳烧碱厂有毒气体泄漏;4月28日江苏省无锡市高浓度硫化氢泄漏,造成3人死亡;同日江苏省扬州市发生氯气泄漏事件。这类事件的应急处理均涉及到有毒扩散问题,而这一问题与事发现场当时的气象条件有直接的关系。因而需要研究有毒物质泄漏等突发事件安全措施气象保障应急系统。
人类适应气候变化是社会系统的一种功能,是金融资源、技术知识、公共卫生基础设施及福利系统综合能力的体现。突发事件及气候变化对健康影响显著,甚至可危及生命。然而各种情况涉及的因素非常复杂,疾病的增加和传播都需要流行病学、气象学及交叉学科进行系统与深入研究。要研究识别各种适应需求,评估适应与应急措施。建立早期预警监测系统对防御疾病研究及突发事件应对决策研究具有重要意义;应探讨天气气候及全球变化、极端事件和流行性疾病之间的关系。加强极端高温产生的热效应,极端天气事件的频率和强度变化,气候变化对冰川河流和海岸带的洪水风险影响等重大灾害引发区域性疾病传播的短、中和长期影响研究,探讨气候环境变化及经济社会发展对城市空气污染及人类健康的影响。
(三)军事气象保障
1.军事气象保障及其高新技术发展的战略地位
信息化战争阶段对国防安全与军事气象提出了新的挑战和需求。未来战争是建立在信息基础上的高科技战争。大气、海洋与空间环境的无缝隙综合保障已成为国防军事安全的急需。
现代国防对实时的空间立体监测系统,对信息共享的抗干扰技术平台提出了新的需求。高精度天气气候和气候变化的科学信息与预报对形成现代化军事气象保障系统是必不可少的。
2.军事气象保障及其高新技术发展的战略任务
现代国防与军事需要的全天候、全球、实时的、高分辨率的立体监测系统,包括常规地基观测系统、非常规地基观测系统和空间综合观测系统。观测涉及空间环境及特殊的国防、军事信息。为现代国防建设,重大国防和重要军事演练、军事行动,高技术尖端战略武器的制导和航天器的发射提供必需而及时的气象信息。为实现国防安全与军事气象保障,需要建立高速通信网络、高性能计算机和大容量存储系统,建立气候系统五大圈层数据、空间天气、国防信息、军事信息及相关数据共享的技术平台。
(四)粮食安全气象保障
1.粮食安全气象保障的战略地位
农业是国民经济的基础,粮食是农业的基础。粮食生产不仅直接关系到全国人民的食物安全,而且影响畜牧业、轻工业和粮食加工业的发展。研究表明,我国农业资源承载力的合理值是6-8亿人口,理论警戒线是14亿人口,理论极限是15.8亿人口。目前我国人口已开始向理论警戒线靠近,到2030年人口高峰期达16亿时,如何在农业资源承载能力处于崩溃边缘的极限条件下解决人口的基本食物需求,已成为国际、国内各方面密切关注的重大政治与经济问题。按人均400千克谷物的温饱型基本需求计,要为2030年时16亿多人提供足够的粮食保障,粮食总产必须达到6.4亿多吨;按三步走的战略设计,届时至少应有一半以上人口达到小康生活水准,其人均粮食需求量至少为450千克,粮食总产至少达到6.8亿吨;按照目前的粮食生产水平,平均每个5年要增产3000万吨。事实上,近年来粮食不仅没有增产反而连续减产,对国家的粮食安全构成严重威胁。
21世纪粮食安全的主要障碍因素是:①在粮食单产水平很高的情况下,再平均增产50%以上,难度很大,如水稻单产已高出世界平均水平的62%。②主要粮食作物单产增幅趋减,以增幅最高的稻谷为例,1990年代以来年均增产率仅为0.2%,远低于1970和1980年代2.14%和4.07%的年均单产增产率。③未来30年主要粮食作物单产要保持1%的年增长率,必然给已遭到严重破坏的资源与生态环境造成更大的压力。④中国的地理与气候特点决定了农业自然灾害严重,加之未来全球气候变化对农业的不利影响因素增大,粮食生产的不确定和不利因素将增加。
2.粮食安全气象保障的战略任务
如何应对国家粮食安全面临的严峻挑战,江泽民同志指出:“中国的农业问题、粮食问题,要靠中国人自己解决”。这一论述指明了我国粮食安全的任务,确立了21世纪农业可持续发展的基本方向;同时也为粮食安全保障体系的建立指明了目标和方向。
气候变化可能导致异常突发事件加剧农业气象灾害。另外,研究表明,几乎所有大范围流行性、爆发性、毁灭性重大病虫害的发生和流行均和气象条件或气象灾害密切相关,即与异常突发气象灾害相伴发生。近年来的天气气候异常,特别是气候变暖的影响,使农作物病虫灾害亦日趋严重。
由于我国农业生产面临的资源、人口矛盾的制约,未来粮食增产的出路主要是依靠科技进步提高粮食单产和现有气候资源的利用率。建立国家粮食安全保障体系需重点突破以下关键问题:发展农业自然灾害的综合防灾减灾新技术,包括干旱、洪涝、低温等重大农业气象灾害或爆发性、毁灭性病虫害的监测预警、评估及控制技术。
建立农业气象灾害的监测预警、评估及控制系统,即以气象部门现有监测网络体系为主体,结合农业、水利等相关部门的监测信息,采用地面、卫星遥感信息源,研究主要农业气象灾害的监测预警、评估及控制技术,实现对大面积主要农业气象灾害的灾前预警、灾中跟踪、灾后评估及减灾控制;采用气象部门的气象监测网络与农业部门病虫害监测网络相结合的方法,研究农作物重大病虫害的监测预警及控制技术;研究区域农业自然资源的生产潜力及其优化布局技术,气候变化对区域粮食安全的影响及应变对策。
(五)能源安全气象保障
随着经济的发展,对能源的需求越来越迫切,能源短缺和经济高速发展之间的矛盾日趋尖锐。当前国际上的很多纷争及战争绝大部分都和能源有关,因此能源己成为21世纪最重要的战略物资。然而,能源特别是化石燃料的开采、运输、加工使用等带来一系列环境问题,它们都和气象条件密不可分。因此,建立一整套合理的中国能源结构方案及相应气象保障系统十分必要。
1.清洁能源在国家安全保障中的战略地位
我国是能源结构以煤为主的国家,也是煤炭消费大国,燃煤造成的环境问题日益明显。我国面临严峻的能源短缺问题,而能源污染使国家每年损失1000多亿。全球大气污染最严重城市前10位中我国占7个,资源与环境问题已成为我国实施可持续发展战略急需解决的问题。我国未来的能源发展战略要求提高能源效率,清洁使用化石能源;调整能源结构,增加替代能源。开发利用新能源和可再生能源,提高技术水平,推动产业发展,已成为实施可持续能源战略的重要措施。
在现有大气环境研究基础上,对化石燃料的开采、运输、加工和使用过程中产生的对大气环境的影响进行系统的综合观测研究,特别要关注大气质量变化对气候的反馈作用;研究各种清洁能源如太阳能、风能使用过程中可能产生的气象和气候影响;开展新能源如深海甲烷压缩冰的利用可能带来的环境污染问题的研究。
适应、减缓气候变化对人类社会的影响是当今国际外交斗争的热点,《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》、《生物多样性公约》、《臭氧层保护公约》的签署与履约已上升为世界瞩目的国际政治和外交问题。为在环境外交中争取主动,维护国家权益,需加强科学数据和研究成果的支撑,这是我国广大地球环境工作者面临的国际环境领域的挑战。
2.能源与环境安全保障新技术发展的重点任务
综合我国各种化石燃料能源使用过程中可能污染环境的因素,提出一整套趋利避害的技术路线和实施方案;提出我国各种清洁能源利用及新能源开发的潜在气候资源;合理利用清洁能源的气候规划;加强未来发展和安全使用核能的气象保障。
能源开采、运输、加工和使用过程都离不开大气环境条件,例如风能和太阳能直接和天气气候条件相联系。近年来全球气候变化及在此条件下区域气候不同程度的变化,将直接影响这两种清洁能源的开发与使用,因此应针对各种能源类型进行气候变化对其开发利用潜力的研究。在此基础上进一步合成研制保障我国总体能源结构安全的气象预测系统。
(六)雷电灾害防御保障
1.雷电灾害防御保障技术的战略地位
雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的影响人类活动的严重灾害之一。闪电落地后容易破坏地面目标,使供配电系统、通信设备、计算机信息系统中断,闪电也可引起森林火灾,击毁建筑物,造成仓库、炼油厂、油田等燃烧甚至爆炸,危害人民财产和人身安全。雷暴云在大气中放电时,对航空航天等运载工具威胁很大。全球每年因雷电灾害伤亡超过10,000人,估计经济损失数十亿美元。
随着国民经济的高速发展,我国已迈入以电力和电子为基础的时代,微电子器件和信息技术应用也日渐普及,因此,雷电灾害造成的经济损失越来越大。雷电防护已从防直击雷和感应雷进入防止雷电电磁脉冲(LEMP)侵入的三维空间范围。这既是21世纪雷电灾害最显著的特征,也是雷电防护技术需要解决的最重要的课题之一。
雷电是对流性天气造成的主要灾害之一。由于其发生的随机性和瞬时性,雷电的发生、接地过程、雷击和雷电感应机理的认识尚不十分清楚,也缺乏有效检测手段。因此,雷电监测、预报和防护技术的开发应用受到严重制约。当前,应进一步加强对雷电发生发展物理过程和机理的研究,开展雷电影响、成灾过程的理论与实验研究,开发雷电综合探测技术,探索以物理预报为主、数值模拟和各种统计、经验模式相结合的综合雷电预报技术和方法,以满足现代雷电监测预报及防护的需要,提高整个社会的雷电防御能力。
2.雷电灾害防御高新技术发展的战略任务
雷电监测和防御保障系统涉及的防雷减灾技术包括雷电机制、雷电探测技术、雷电监测和灾害警报、雷电防护技术等防雷减灾全过程的研究。要加强雷电理论研究与雷电防护技术系统,建立现代防雷科学高新技术体系。
建立现代雷电灾害防御保障体系:雷电研究是一门实验性很强的学科,首先要建立国家级雷电研究实验室、雷电防护设备检测中心及野外实验基地;开展对雷电物理过程、雷电防护工程理论、雷电防护技术标准和规范、雷电监测、预报及雷电防护设备检验等多学科综合研究。从我国实际情况出发研制和开发防雷产品和器件、地基和星载相结合的闪电空间综合探测设备和地面闪电定位网。建立雷电信息共享资源数据库,为整个社会提供雷电预报和防护服务。
利用全国范围的雷电监测系统,结合雷电观测和探空、卫星云图、地面电场等观测手段,获取全面的雷电监测资料,开发雷电资料综合应用技术平台;建立雷电监测预警和对策分析系统、综合预报预测业务流程和应用软件,与气象预报业务相结合,准确发布雷电要素逐日预报、周报、月报;对重大雷电事件进行逐级警报,形成规范化流程、建立现代化雷电预警系统。
(七)空间天气预警
1.空间天气发展的战略地位
空间天气是指太阳活动引起的日地空间环境尤其是地球磁层、热层和电离层中的扰动现象。这种瞬时和短时间内发生的剧烈变化,其短期效应可能会引起地球空间环境的灾变,直接影响空间和地面技术系统的运行和可靠性,甚至影响军事活动和高科技发展,并危害人类健康。长期效应则会引起中高层大气和气候变化,最终影响地球环境变化和人类活动。据不完全统计,几乎每年都有重大空间灾害性事件发生,40%以上的航天故障、电力和通信事故均与日地空间环境中的灾变有关。近50年来,人们逐渐认识到地球除陆地、海洋和大气环境外,还存在与人类生存发展息息相关的由太阳、行星际、地球磁层、电离层和中高层大气组成的日地空间环境。对空间环境的了解不仅是和平利用太空资源的基本保障,也是解决气候预测、地面天气预报中诸多疑难问题的重要途径之一。
由于监测手段的限制和对空间天气过程物理机制了解的局限,当前国内外对空间天气的预报能力仍十分有限,其水平仅相当于40年前气象预报的水平。我国当前空间天气工作基本上以科学研究为主,远未形成空间天气技术系统及业务能力。
2.空间天气预警的战略任务
建立全方位的空间环境变化监测和分析能力;深入开展太阳活动对地球磁层、热层和电离层影响和空间天气变化的机理研究;通过“研究—业务—再研究—业务应用”的方式逐步建立空间天气分析、预警和预报模式,实现关键空间要素的预报服务。
建设基于“子午”工程和包括GPS观测网在内的地基观测并形成业务运行网络。主要观测内容包括中高层大气和电离层,地球磁场、太阳辐射等参量;建设基于风云系列卫星和军事卫星的天基观测网,通过对卫星空间环境监测器测量资料的处理,获取空间粒子成分分布、高能粒子能谱、太阳辐射剂量等参数;发展高性能星载空间环境探测仪器,如对日观测的太阳X射线成像望远镜等;必要时可发展专用的空间天气业务卫星,如太阳活动监测卫星、电离层天气监测卫星等;发展空间天气预警预报模式,建立业务化的空间天气预警预报系统及空间天气军事保障系统;开展空间天气各物理过程的机理研究,研究空间天气灾害对航天器的危害及对通讯、导航和军事保障系统的影响;建设空间天气监测预警和效应分析系统,形成规范化、现代化的空间天气业务系统。
五、气象与可持续发展
为在2020年实现小康社会目标和经济社会可持续发展,要积极推广开发利用气候资源、水资源的新技术,研究气候资源管理与调控问题,开展气候变化对流域水资源的影响评估,加强生态系统监测和建设,研究气候变化对我国生态系统的影响,预测我国生态系统的未来演变趋势。建立针对气候与环境国际公约的科学支撑体系,最大限度地为我国的经济社会发展争取时间与空间。
(一)气候资源开发利用
1.气候资源开发利用的战略地位
气候资源泛指支持人类活动及整个生命系统的地球表层大气环境条件。气候资源由人类生产、生活及整个生命系统所必需的光照、温度(热量)、降水(水分)、气压、风、气体成分等构成。这些气候要素及大气成分共同构成人类和生命活动的基本自然条件。气候资源一般是可再生的,但气候变化或大气成分改变也可以引起气候资源的改进或退化。随着经济社会的发展,人们需要不断寻找新的资源来弥补能源的匮乏,气候资源是未来人们开发利用的丰富、理想资源。加强气候资源的合理开发利用,是经济社会可持续发展的一个重要方面。我国气候资源的开发利用主要是对农业气候资源、光热资源、风能资源等的利用。
2.可持续气候资源利用及其新技术发展的战略任务
气候资源承载能力评估:气候资源是一种比较丰富的可再生自然资源,但其合理开发利用也有最佳值与极限值,称为气候资源的承载能力。对气候资源进行评估的目的主要是摸清某一地区气候资源的拥有状况(数量和质量)、可利用程度(最佳值与临界值)以及影响气候资源有效利用的气候灾害类型和出现机率等。不仅要分门类描述和评价农业气候资源、风能资源、太阳能资源等,还要对各类气候资源的组成要素进行分析和综合。气候资源评估需要定期进行,以便及时了解资源量及其分布随时间的变化情况。
气候资源开发利用新技术:大力开发和推广光、热、水、风等气候资源应用技术。建立一批农业气候资源、森林与湿地气候资源、草原气候资源等开发示范基地和城市化建设气候资源合理开发利用示范基地。根据农业区划和农业资源与环境数据库资料,对农业自然资源与环境分类、分区进行评估;加强太阳能直接和间接利用技术的开发;根据自然条件扩大风能利用规模,重点解决边远地区生活用电等问题。
气候资源管理与调控技术:气候资源管理是指利用基本科学理论和技术对气候资源进行监测、评价、调配和保护。加强对气候资源的管理,开发气候资源优化调控技术,是气候可持续开发利用和保护的前提条件。我国除气候资源评价外,气候资源管理与优化调控技术开发仍处于起步状态。对全球气候资源变化的适应与保护正在引起广泛关注,但调控全球气候资源的技术研究欠缺;区域性气候资源变化处于研究中,调控技术开发尚未开始;城市及微观气候退化及其保护和人工调控已经有初步的工作。
气候资源评价要进一步考虑人为因素影响下(全球环境变化、土地利用变化、工业、城镇化、重大建设项目等)的气候变化问题。研究减缓气候变化对策、区域气候资源保护、大气层保护与大气环境保护等气候资源保护的政策和法规。开发全球环境变化影响评价技术,区域和局地气候资源及其演化评价技术,气候资源管理技术,不同空间尺度的气候资源优化调控技术,人工调控气候资源的工程设计技术。
(二)气象对水资源影响评估
1.气象对水资源影响在国民经济中的战略地位
水资源在我国是一种稀缺资源。我国水资源的可持续开发利用面临人口增长、经济社会发展、生态系统对水需求的增加及气候变化可能的影响等多方面的压力。目前我国人均水资源为2300立方米,2030年人口达到16亿时,在气候不变的条件下人均水资源仅为1700立方米,已接近影响经济社会发展的临界值。在气候变化条件下,水资源短缺及严重影响水资源可持续利用的洪涝干旱灾害是否进一步加剧的问题需要做出回答。
我国人口多、人均水资源少、环境保护压力大。水资源供需矛盾突出将长期困扰经济建设。实践证明,以牺牲后代的水资源和水环境为代价,过度开发利用地表水和地下水,既危害当代又影响未来经济社会的发展,解决水资源供需矛盾只能走可持续发展道路。
2.气象对水资源影响评估的战略任务
(1)气候变化对流域水资源的影响评估:气候变化对水资源的影响是指在一个气候单元内(至少30年)由于气候要素变化,包括它们的均值、变异及极值变化引起的自然状态下的水资源量和质的变化,其最大的影响是对水文循环和水管理系统的影响,并通过它们影响经济社会发展。气候变化对各流域水文水资源的影响研究包括对各水资源分区的土壤水、蒸散发、地表径流、地下水和其它水体的影响,对干旱洪涝发生频率与强度的影响及对水资源系统可供水量和各种需水量的影响研究,进而大至对水力发电、河道航运、可调水量、娱乐等各种用水量的影响。在此基础上确定水资源对气候变化影响的敏感区和脆弱区,为水资源管理及采取适应性对策提供科学依据。
(2)流域水循环及水资源变化过程的综合模拟系统模型:利用水文示踪、雷达和卫星遥感等技术手段,研究气候变化和人类活动导致环境变化条件下的陆地水文循环的物理过程,大气—陆面水气相互作用关系,地下水形成及演变规律,地表水—土壤水—地下水间的水文循环作用,流域水循环运动的流路与速率。加深认识流域水资源的形成规律和影响机制,建立包括大气、土壤、植被和人类活动的水文循环动力耦合模式,发展流域水循环及水资源变化过程综合模拟系统,为水资源合理配置、水资源承载能力的确定及水资源安全提供服务。
(三)气象对生态与环境影响评估
1.气象对生态与环境影响的战略地位
事实证明,良好的生态环境和人与自然的和谐是实现经济社会可持续发展的保证。建立经济社会系统与大气、海洋、陆面和生态系统模型的综合耦合模型,开展大气、海洋、陆面过程与生态环境相互作用的研究,评估全球变化、气候变化对我国生态系统的影响,预测我国生态系统未来演变趋势,将有助于提高人类对环境的主动影响水平,促进人与自然和谐发展。
2.气象对生态与环境影响评估的战略任务
(1)不同生态系统和气候系统的相互作用关系研究:揭示气候变化对生态系统的影响,分析两者之间的相互影响与反馈机制,对于适应、减缓和控制生态气候,规范人类活动,保护生态系统有重要意义,并可为气候系统、生态系统、人类活动间相互作用模型的发展提供科学依据。
(2)生态系统监测和生态建设:利用现有气象观测网,与有关方面联合开展生态系统与气候系统相互作用的监测;利用卫星遥感技术对多种生态系统进行动态监测;开展生态系统发展趋势预报极端事件如旱灾、火灾、病虫害等对生态系统严重影响的预警预报;开展生态系统变化对气候变化的影响评估;依据气候区划规划生态建设,为生态建设提供气象服务;利用气候区划,开展生态恢复、重建、保护的规划服务;依据气候特点,研究生态脆弱地区农民增收与农业产业结构调整,农村能源开发和利用的途径。
(3)气候、生态、经济社会系统耦合综合模型研究:发展气候系统、生态系统、人类经济社会活动等相互作用的综合耦合模式,开展大气、海洋、陆面过程与生态系统相互作用的研究,评估全球变化、气候变化对我国生态系统的影响,预测我国生态系统未来演变趋势。
(四)人工影响天气
1.人工影响天气的战略地位
我国气象灾害频繁,干旱、洪涝、雹灾、大雾等都严重影响国民经济和人民生活。我国淡水资源短缺,人均占有量仅为世界人均占有量的1/4,每年平均受旱灾影响的耕地面积约3亿亩。相当一部分地区地下水开采已经过量。人口增长、经济发展与水资源短缺的矛盾日益加剧和生态环境进一步恶化有可能成为本世纪比能源紧缺更严重的影响我国经济发展的难题。人工影响天气可以改变云降水物理过程,从而改变降水的分布、性质和降水发生的时间,使更多或更少的大气水转化为降水,或减少降雹量,或使大雾消散或减弱,从而达到减灾防灾、增加水资源,缓和生态系统退化的目的。
2.人工影响天气的战略任务
人工影响天气的主要战略任务是优先发展农业生态抗旱型和水资源增蓄型人工增雨成套优化技术,发展人工防雹的有效作业技术,拓展人工消云雨等服务领域,并开展相应的科学试验。对人工影响天气中的重大关键技术,如高效可靠的催化技术、云雨监测识别技术、数值模拟技术和效果检验评估技术继续进行研究。启动人工影响天气的重大基础性研究工作,如空中水资源开发区划、各地云雨特征、增雨潜力和解决途径;人工影响天气的效果评价;人工影响天气的中尺度效应。力争人工影响天气在多个地区农业抗旱、水资源增蓄和森林防火、林草飞播、增雨等服务项目中形成有可靠效益的业务。力争人工防雹、消雾在典型地区形成业务。开展人工消云、消雨或人工调节云雨试验。
筹建国家人工影响天气技术中心,使人工影响天气形成业务。建立区域人工影响天气作业基地和调控决策系统,为跨省区水利、农业、生态服务提供技术支撑和决策系统。与水利、生态、林业等部门合作,建设国家和省、地级人工影响天气综合监测、作业服务信息共享网络。开展人工影响区域气候和生态的前期研究,提出规划意见和对策建议。加强省、地级人工影响天气作业指挥系统的技术水平,在已有的人工影响天气作业指挥系统基础上,充分利用大气科学综合监测和数值模拟技术,特别是新一代多普勒雷达网的监测产品。
(五)气候变化与环境外交
1.气候变化与环境外交的战略地位
全球气候变化对世界的生态系统和经济社会已经产生并将继续产生重大影响,这种影响已经威胁到整个人类生存,气候变化影响及人类社会怎样适应和减缓这一变化已成为当今国际外交斗争的热点。为在环境外交中争取主动,维护我国和发展中国家的权益,在环境外交谈判中需要充分的科学数据作技术支撑。国际国内形势均对气候变化科学和政策研究提出了迫切需求。这是新时期地球环境工作者面临的挑战。
2.气候变化与环境外交的战略任务
为在气候变化与环境外交谈判中处于主动地位,需要组织国内跨部门、跨学科的研究与业务队伍,开展气候变化的科学和国际外交对策研究。重点研究内容为:气候变化对我国经济社会发展影响;我国未来在多大程度上可以承担CO2等温室气体的减排义务;《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》各种履约和遵约机制对我国的利弊关系;如何利用《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》推动我国经济社会的可持续发展。针对发达国家要求发展中国家承担义务的压力,研究我国应采取的谈判应对策略。
科学研究的重点是建立、完善和检验我国气候系统模式,综合分析气候系统模式和气候变化相关历史资料,识别全球气候变化中自然与人为变化的分量,预估未来可能由人类活动引起的全球和区域气候变化。特别是加强中国未来气候变化区域情景的研究。开发研制气候变化对生态系统和经济社会的综合影响评估模式,开展气候系统敏感性研究,研究我国人为活动对温室气体排放或吸收汇的量化影响,开展气候变化对我国生态系统和经济社会系统影响的定量评估,采用我国自己发展的气候变化区域情景和新的研究方法,开展未来全球气候变化对我国敏感经济部门和敏感地区综合影响的定量评估,为国家制定气候变化适应和减缓对策及环境外交政策提供决策依据。
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第四章 能力建设
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根据全面建设小康社会目标的需求,结合前几章对当今世界气象科技发展前沿的分析和对今后发展趋势的预测及提出的战略任务,本章进一步提出了为完成上述战略目标和战略任务的能力建设问题,凝炼出八大建设工程。它们是中国气象事业发展战略目标的核心组成部分,是整个战略目标和构想得以顺利实现的关键所在。开展并完成这些工程建设,具有十分重要的战略意义。
本章所指的能力具体包括:监测和诊断分析能力,预测和评估能力,科技创新和协调发展能力,决策咨询和支持能力,公共管理和公共服务能力。加快中国气象事业发展的能力建设,就是要根据中国气象事业发展战略提出的总体目标,在气象综合监测系统建设方面,在提供连续、滚动、无缝隙的定时、定点、定量天气预警、预报产品和气候预测预估产品方面,在国家应对全球变化,特别是气候变化的科学支持系统方面,围绕提高中国气象事业整体业务服务和科技创新水平,充分发挥气象在国家政治、经济、社会、环境和提高人民生活水平中的重要基础性和公益性作用等方面,增加投入力度,把提高能力作为系统工程来抓,通过实施重点工程建设,努力加快中国气象事业发展,实现从气象大国到气象强国的跨越。
能力建设主要包括以下工程:综合观测系统工程、气象灾害预警系统工程、公共气象服务系统工程、气候预测系统工程、气候变化应对工程、航空航天气象保障工程、人工影响天气工程和气象科技创新工程。
本章对每一项工程的建设依据和必要性进行了论述,并提出了开展工程建设的主要内容和目标(或关键技术问题),对工程建设实施后可能产生的重大影响也进行了初步分析和评价。
一、综合观测系统工程
观测系统是气象事业的基础。气象赖以支撑的观测系统是一个在地球系统各个圈层内进行的长期、不间断、立体、综合、庞大的观测系统。就探测器而言,包括天基观测系统、空基观测系统和地基观测系统;就探测对象而言,涉及大气物理、大气化学及描述地球环境的诸多参数。同时还包括信息分发传输网络系统、探测基准和探测质量技术支持保障系统等。加强观测系统建设对加快气象事业发展至关重要,是气象事业发展能力建设的关键和重点。
(一)建设必要性
为提高天气预报准确率,我国已建成了观测内容较完整、分布较合理的气象观测站网和与之配套的信息分发传输网络系统,初步开展了面向气候预测业务的站网建设。目前的气象观测站网是世界气象组织全球天气和气候监测网络系统的有机组成部分,也是目前我国诸多地球观测网络系统中最重要的部分。
为应对气候变化,首先要开展气候预测。然而,导致气候变化的因素来自地球系统各圈层的相互作用,只依靠原有的主要基于天气监测的气象观测网络已无法满足气候预测需要,必须引入地球系统各圈层及其相互作用的参量,才有可能建立起先进的气候预测系统。因此,建立涉及地球系统各圈层的一体化综合地球观测系统,已成为开展气候预测的首要条件。不仅如此,它也是地球系统其它学科发展的需要。
国际社会对建立一体化地球观测系统给予高度重视,并付诸积极行动。2003年7月31日在美国华盛顿,由美国商业部的NOAA组织召开了以地球观测为主体的部长级峰会,美国、日本、中国等八个国家(组织)的官员和科学家参加了会议,会议通过了《高峰会议宣言——建立全球一体化综合地球观测系统》,与会专家认为,拟建立的一体化综合地球观测系统将兼顾目前国际上许多重要的观测系统。会议还决定成立地球观测特别工作组(GEO),用一年左右的时间进行方案设计和有关协调工作,我国是工作组成员。华盛顿宣言标志着全球一体化综合地球观测系统建设已经进入实质性阶段。
我国是建立综合地球观测系统的倡导者,并已经为建立一体化地球观测系统做出了积极努力。近年来,为研究全球变化对我国的可能影响,中国气象局和有关科研、业务机构积极开展了我国地球综合观测系统的设计和部分观测站点的建设工作。我国地域辽阔,地表特征复杂,建立针对不同地表特征的陆—气和海—气过程物理模型及设计这些模式中合理的参数化方案,已成为影响我国短期气候预测的关键问题,是提高预测准确率的“瓶颈”。目前,我国与气候系统观测相关的观测和资料收集分别由气象、海洋、水利、环保、农业、林业、科学院等多个部门分别完成,观测内容和方法、资料处理方式等都是按本部门、本学科的需求确定,缺乏对多圈层相互作用的有关变量进行观测,缺乏对陆—气、海—气、生态—大气、人类活动与大气过程相互作用等进行观测,没有形成完善的科学数据共享体系,尚无法提供气候预测业务及气候变化研究需要的多种信息。
根据上述分析,建立综合观测系统十分必要。它对于提升我国气象现代化水平,增强对全球气候变化的监测、预测能力,提高对气象灾害监测预警能力,开发利用气候资源,更好的为经济社会发展和国家安全服务具有重要意义。
(二)工程建设的主要内容
跟踪并借鉴全球一体化综合地球观测系统建设的最新进展,以强化气候观测为目标,在现有气象观测系统基础上,进行升级和补充建设,建立包括中国气候观测系统(CCOS)在内的综合观测系统,以便为正确认识气候变化及其影响以及气候变化中自然因子与人类活动的作用提供所需的各类观测资料。
综合观测系统建设的总体目标是:瞄准国际先进水平,建设成一个门类较齐全、密度适宜、布局合理和自动化程度高的地面、高空观测网,逐步形成以极轨、静止和GPS小卫星为主的综合对地观测体系,实现全球、全天候、多光谱、三维、定量观测。建立与各种观测系统相适应的信息传输收集处理系统和计量检定、技术支持与保障体系;对影响我国环境与天气气候变化的常规气象要素及温室气体、气溶胶成分、臭氧、有毒有害气体,辐射、云水、土壤水分、海气和陆气及气候系统其他圈层之间交换通量等物理、化学要素进行立体的、动态的、综合的监测,获取较完整的地球系统观测数据。
综合观测系统主要包括:地基观测系统、空基观测系统、天基观测系统和特种观测系统。综合观测系统包括中国气候观测系统(CCOS),因而包括以下重点内容:陆地和海洋近地表参数、辐射参数、陆气与海气边界的相关通量和交换及高层大气观测;与大气能量平衡分量有关的要素观测;大气成分的浓度和分布测量;水循环和碳循环观测;卫星连续观测;土壤、植被、土地利用、冰原、冰盖和冻土观测;已有观测资料的收集、数字化、质量控制及资料集成和同化;古气候代用序列重建等。
1.地基观测系统
地面常规观测要全部建成具有更高测量准确度和运行可靠性的自动气象观测站,完善包括国家基本地面天气站网、中尺度天气监测站网、城市天气监测站网、高速公路监测网及气象资料空白区(沙漠、高原、深山、海洋、滩涂)布设的无人自动气象站网,基本地面天气站网密度达到50公里;在主要中、小尺度天气预报服务重点地区建成加密自动气象站网,站网密度达到10-15公里;建设具有双线偏振和相控阵技术的新型多功能、全国组网的多普勒天气雷达站网;基本形成站网布局合理、观测要素齐全、观测精度较高、时效性较强,能满足不同业务、服务与科研需求的地面常规综合气象观测网。
2.空基观测系统
空基观测系统是气象综合观测的重要组成部分,负责对0-36千米高空气象变化进行三维空间的定时、连续观测。到2020年,建设基于GPS的气象观测系统,并应用GPS探空仪、臭氧探空仪、地基GPS水汽遥感探测仪、闪电定位仪、风廓线仪、激光雷达和微型无人驾驶飞机探空仪等高空观测新技术,完成25个基准高空观测站和95个基本高空观测站建设或改造;在不同纬度、青藏高原、西北干旱区增建臭氧探空站和辐射探空站,获取臭氧、太阳辐射的垂直分布的气象观测数据;在全国布设闪电定位系统,部分地区布设地基GPS水汽遥感站和风廓线仪;建立国内商业航空器气象观测业务体系,着重做好航空器气象资料下传(AMDAR)的业务应用;同时组织技术力量开发长续航时间和升限高的无人驾驶大气探测飞机,形成系列化气象探测无人驾驶飞机和配套探测设备,成为我国无人区进行高空观测的主要手段之一;并在一些特大中心城市的城市天气监测网中与风廓线仪相配合,建设使用微型无人驾驶飞机探空系统进行近地面层、边界层气象观测。重点建设一批代表性好和具有高精度、基准监测的高空观测站,使其在高空气象观测中起到对观测资料质量控制的作用;建立必需的技术保障体系。
3.天基观测系统
坚持在发展业务化的极轨、静止气象卫星的同时,发展我国先进的综合对地观测卫星系统。通过发展第二代极轨风云三号,风云二号02批和第二代静止气象卫星风云四号及GPS小卫星研制,提高卫星的寿命和稳定性,完善卫星对地观测平台,提高卫星遥感探测能力。组建由卫星观测平台,航空观测平台、地面验证观测系统和数据与信息中心组成天地一体化的综合监测系统,实现全球、全天候、多光谱、三维、定量对地综合探测业务应用。建立以接收国内卫星资料为主、兼收国外对地观测卫星的资料获取和共享体系,提高对气候系统五大圈层地球物理变量和天气尺度、中小尺度天气系统高时效监测分析能力;建立卫星遥感资料和常规观测资料综合处理、优势互补的应用体系;提高卫星遥感应用水平,拓展卫星遥感应用领域。天基观测系统将为我国地球系统科学全球和区域气候变化研究提供强大的观测支撑。
4.特种观测系统
完善现有1个全球本底和3个区域本底监测站的业务功能。在云南中甸、湖北神龙架和新疆新建三个业务功能比较齐全的区域本底站。按照WMO推荐的选址代表性条件,完成在华南、华中、西北、青藏高原、南海和内蒙古中西部地区建立区域大气本底监测站建设和1个邻近海洋地区全球大气本底监测站的建设。
在完善全球、区域大气本底监测站、区域大气生态站、区域大气污染和城市监测站网的基础上,以大气本底监测站网、臭氧探空站和气溶胶、辐射、酸雨监测站网为平台,建立平流层臭氧、气溶胶激光雷达观测系统,发展地基光学遥测手段,实现对高空主要温室气体、近地层臭氧、臭氧垂直廓线和臭氧总量、大气气溶胶的主要物理化学特性、降水(雾)酸性、辐射、有毒环境物质及其它化学活泼性痕量气体等进行长期、系统和精密的观测。
二、气象灾害预警系统工程
我国地处东亚季风区,天气气候复杂,气象灾害造成的损失严重,是世界上受气象灾害影响最严重的国家之一。受全球变化的影响,极端天气气候事件增多,使气象灾害问题更加复杂,严重威胁了我国的可持续发展,减轻气象灾害造成的影响和损失已成为我们的迫切任务。
(一)建设必要性
我国气象灾害发生的时空分布极广,并且很不均匀。低纬度地区多台风、暴雨和洪涝,中高纬度地区多寒潮、大风、沙尘暴、干旱与洪涝;沿海地区夏季多发暴雨灾害。我国的气象灾害种类繁多,不仅包括台风、暴雨、冰雹、寒潮、大风、暴风雪、沙尘暴、雷暴、浓雾等天气灾害,还包括干旱、洪涝、冷害、雪灾、持续高温、海平面上升和沙漠化等气候极端事件。山体滑坡、泥石流、病虫害等气象次生和衍生灾害也时常发生。与气象条件密切相关的大气环境污染、重大传染性疾病、有毒有害气体泄漏扩散等越来越受到人们的关注,成为影响人居生活质量的重要问题。此外,气象灾害还往往导致各种灾害链的发生。
当前我国受气象灾害影响的形势十分严峻。就城市而言,全国670多座城市中有400多座不同程度地缺水,其中缺水严重的城市达130多座。估计全国因缺水给城市工业产值造成的损失在1200亿元以上,且呈逐年增长的趋势。近5年华北连年干旱,北京市人均占有水资源量不足300立方米,仅为世界人均的1/30,严重威胁到城市的可持续发展。2003年夏季南方持续高温干旱,城市供水供电十分紧张,许多城市不得不让部分企业停产以保证市民生活用水。城市化进程的加快使得城市生命线工程显得非常弱,有些普通天气现象可能会导致严重的灾害。如2001年12月7日,仅1.8毫米的小雪就导致北京全市交通瘫痪。全球变暖使农业种植结构受到冲击和国家粮食安全受到威胁。不仅如此,全球变暖引起海平面上升,将给河口湾生态系统和海岸带经济带来灾难性影响。沿海实测资料显示,我国海平面近五十年呈明显上升趋势,近几年上升速率加快。据专家预测,到21世纪末海平面上升将达到30-70厘米。约有70%以上的大城市、一半以上的人口和近60%的国民经济受到严重影响。同时还将引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失、海岸侵蚀、海水入侵沿海地下淡水层、沿海土地盐渍化等,从而造成海岸、河口、海湾生态环境失衡,严重影响珊瑚礁、珊瑚岛、礁岛、盐沼及红树林等海岸带生态系统和海洋生物资源,进而影响河口湾生态系统和海岸带经济。最新研究表明,在海平面升高50厘米的情景下,我国长江三角洲地区的低湿区和潮间带浅滩将减少10%-20%,防潮大堤的厚度将增加1-1.5米,仅此一项就将增加政府投资几十亿元人民币。
综上所述,加强气象灾害预警系统工程建设,增强气象防灾减灾能力,具有非常重要的现实意义,已迫在眉睫。
(二)工程建设的主要内容
气象灾害预警系统工程是一项巨大的系统工程,在设计中应该特别重视系统的整体性、结构性、层次性、阶段性、开放性等原则。它由6个层次功能系统组成(图4-1)。
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图4-1 气象防灾减灾系统框图
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1.灾害综合信息监测系统建设。该系统建设是气象灾害预警系统工程的基础。首先,要实现我国气象灾害及次生灾害综合信息资源整合,优化资源配置,构建科学合理的信息共享平台;其次,要在中国一体化地球观测系统基础上,建设针对气象灾害的监测系统,特别要加强城市气象灾害监测系统建设,加强大中城市群及周边地区如京津冀地区、长江中下游地区和珠江三角洲地区监测站网建设,加强自动气象站,增加观测站点数量和大气化学、大气成分、闪电定位、大气边界层观测等观测项目,与天气雷达和卫星形成一体化的监测网。
2.预报、预警系统建设。建成天气灾害及其次生灾害精细、准确、及时的定时、定点、定量的预报、预警系统;建成气候变化与极端气候事件的预测系统,为各级政府防灾减灾决策指挥提供科学依据和咨询意见。
3.灾害信息传输和服务系统建设。县以上的气象灾害信息传输系统、信息中心系统、决策咨询系统和公共服务系统的建设要求是:在现有框架基础上进一步充实和完善,以满足日益增长的需求。
4.灾情评估系统建设。灾情评估是气象灾害预警系统的重要环节[2],是拟定减灾对策的定量依据。建立科学有效的评估方法,改善以往灾情损失统计中可信度不高的缺陷。建立完整的评价体系,包括评价目标、评价指标体系、评价模式、评价结构、评价群体等内容,开展灾前评估和灾后评估。根据可能发生的气象灾害特征,结合灾区的经济密度、人口密度、减灾实力、预测灾害能力等综合指标,灾前预先估测气象灾害的损失,作出灾前评估。根据对受灾范围,人口伤亡程度,健康状况的破坏,被毁生产和生活条件及其它经济损失和环境损失的客观统计,及时开展灾后评价。
5.应急救援支持系统建设。建立完善的组织领导系统,在政府灾害管理体系的统一框架下,建设气象灾害应急服务系统,充分发挥气象服务在灾前、灾中、灾后各阶段的作用。积极开展以人工增雨为主的人工影响天气作业,改善水资源短缺状况,开展人工消雾、消云等作业。同时,要针对重大突发性事件(核污染、化学污染、能源危机、交通事故、公共卫生突发事件等),研究应急气象服务技术,建立气象应急响应机制。
6.决策指挥系统建设。将气象灾害管理纳入各级政府灾害管理体系。从制度上保证把气象环境影响评估,特别是气象灾害的风险评估,纳入各级政府的发展规划。该系统附设执行系统、保障系统、监督系统等。
三、公共气象服务系统工程
(一)建设必要性
气象与人们日常的生产、生活和切身利益息息相关,党和政府及人民群众对气象工作越来越关心。特别是近年气候变化问题已成为公众和国际社会关注的热点问题。随着经济社会的飞速发展,人们对生活质量的预期要求将越来越高,气象服务也就越来越重要。
各级政府和有关部门从防灾减灾、环境保护和资源开发利用、粮食安全体系的建立、城市和区域经济发展、水资源的可持续利用、国家可持续发展战略、西部大开发战略、城镇化战略的逐步实施,从国家重大基础设施工程建设等出发,已经或将对公共气象服务提出新的、更高的要求,要求在准确的观测数据分析及定时、定点、定量预报和预测基础上,提供有针对性的防灾决策依据、气候评估、气象情报、气象资料、气候分析应用、大气环境影响评价、长期发展规划依据等各种气象服务产品。
近年来,公共气象服务领域已发展到涵盖国防、科技、教育、工业、农业、渔业、商业、能源、交通运输、建筑、林业、水利、海洋、盐业、环保、旅游、民航、邮电、保险、消防等100多个部门。公共服务产品大为丰富,已由最初单一的气象预报服务发展为集多种服务为一体,多层次、全方位的综合性气象服务。与人民群众相关的公众气象服务表现出为全社会提高大众生活质量的专门性服务(如健康、舒适、娱乐、旅游、度假等气象指数预报),深受群众欢迎。公共服务产品日益丰富、精细,更加贴近生活、贴近百姓。公共气象服务手段借助于电视、电话、报纸、网络、手机等媒介更加多样化,用户能够灵活便捷地获取所需要的信息。气象服务产品在经济社会生活中发挥着越来越重要的作用。
经济和科技全球化的大趋势,已使国家经济运行融入全球经济轨道,这必然要求我国的公共气象服务必须以全球的眼光、开放的思维融入全球气象经济和科技活动。公共服务面临着发达国家的直接竞争。美国、日本等发达国家的气象部门和私营机构设备精良、技术先进、资金充足,已能在全球范围内为众多领域和行业提供多种服务产品。我国公共服务必须采取跨越式发展战略,扩大开放,加速技术引进,提高自主创新能力,在日趋激烈的竞争中赢得主动。尽快建立面向21世纪的新一代公共气象服务体系。
(二)工程建设的主要内容
新一代公共气象服务系统就是用现代化的、硬软件一流的公共服务平台,开展全局性、关键性科学技术研究及有重大服务应用前景的技术开发,提高气象服务的技术和手段;提供生动、丰富、科学、可视化和精细化的一流公共服务产品;建立可满足防灾减灾、国家安全、可持续发展、社会公众物质和文化生活需要的服务体系,开展面向国民经济各行业、环境外交、国防建设、趋利避灾的工程建设,面向气候变化相关领域、科研与教育、体育与健康、旅游与娱乐等的全方位气象服务。实现公共服务的连续滚动、灵活迅速、个性化、数字化、多媒体化,动态跟踪,全程服务。
公共气象服务系统的建设目标:到2005年,初步建成适应社会主义市场经济、与国际接轨的我国新一代公共气象服务系统,初步建成科技水平高、适应需求、现代化的公共服务业务系统。实现服务产品多样化,服务手段基本现代化,服务产品加工专业化,服务人才队伍专职化,服务管理法规化。显著提高公共服务的社会、经济、生态效益。
到2020年,建成满足经济建设和社会发展需求,总体上达到国际先进水平,某些方面达到国际领先水平的我国新一代公共服务系统。
公共气象服务平台的主要建设内容有:
1.信息加工处理系统。建设公共气象服务产品综合集成和再加工系统,主要用于建立规范化服务产品加工平台,进行气象服务产品的综合集成和再加工。建设气象服务数据库系统,用于存储与公共气象服务有关的资料,包括与用户相关的特种观测资料和指标、加工包装好的服务产品、服务反馈资料以及有关预报服务方法工具等。建设气象服务通信网络系统,用于实现气象服务系统与气象基本业务系统之间、气象服务系统内部的信息交换。
2.气象预报发布系统。建设天气预报电话咨询服务系统,建立和完善电视、报纸、公共无线网络(如手机短信)等天气预报制作分发系统,建设重大灾害性天气预警网系统,建设公众气象服务互联网网站,建设现场跟踪服务系统。建设便携式现场决策气象服务子系统,包括现场气象服务通信设施、现场气象服务信息调用显示设备等。
3.气象专业电视频道建设。建设国家—省级天气频道节目制作系统,通过气象专业电视频道满足公众对气象信息需求,发挥电视媒体普及、快速、形象的宣传优势作用。
4.农村气象服务系统建设。建设以地理信息系统(GIS)、遥感系统(RS)和全球定位系统(GPS)技术为支撑的农业气象信息综合服务系统,建设农村气象信息服务互联网网站,为农业生产提供气象科技指导。
5.公众气象服务质量评价系统建设。通过对各种气象预报、警报产品发布的时效、频率,产品内容是否准确、连贯、表述清楚,产品文本是否恰当地强调了事件可能造成的危害及是否将实际发生的情况告诉公众等服务内容的科学评价,掌握公众对气象服务的满意度,掌握气象服务的经济社会效益,促进气象事业发展。
四、气候预测系统工程
当前气候问题已成为重点科学领域,在气候变化背景下提高气候预测水平,对适应和减缓气候变化及其造成的负面影响有着十分重要的作用。它不仅涉及国家经济、社会和人民生活,还涉及政治和国家安全。因此,加强气候预测系统建设是摆在我们面前的十分迫切的任务。
(一)建设必要性
近十几年来在全球气候变化影响下我国的天气气候灾害呈加重趋势,给国民经济造成了重大损失。预计未来我国气候将继续变化,并可能加剧一些地区水资源短缺,加快土地沙漠化,极端天气气候事件可能更为频繁, 给中国经济社会和生态环境带来更大压力和挑战。《中国21世纪议程》“保护大气层”方案领域D要求进行“气候变化的监测、预报及服务系统的建设”,并提出如下目标:确立短期气候振荡的物理基础,提出年际气候预报方法,并开展业务预报试验;研究气候系统动力学的基本理论,开展年以上时间尺度气候趋势预报的试验研究;研究人类活动与各种自然因子对气候的影响,建立气候长期变化理论;建立气候变化影响评估模式,评估气候变化对中国社会、经济及环境的影响。《中国21世纪议程》还针对气候变化监测和研究计划提出了具体任务。
当前,提高气候的预测水平,适应和减缓气候变化已成为衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志,因而受到国际社会的普遍重视。世界主要气象大国和组织投入巨额资金,启动了旨在提高气候预测能力和水平的气候模式发展计划,如欧共体的PRISM模式计划,美国的ESMF模式计划,NCAR的 CCSM模式计划和日本的地球模拟器计划等。
过去十余年我国的气候预测研究和业务工作得到了很大加强。开展了国家气候中心的建设,成功地实施了“九五”国家重中之重项目“我国短期气候预测系统的研究”,短期气候预测业务系统建设一期工程已基本完成。各省积极开展了省级气候科研和业务系统建设,相关部门进一步加大了对气候科学研究的投入,使我国气候科研和业务水平得到很大提高。但我国的气候业务和科研工作距离世界先进水平仍存在一定差距。当前我国发布的气候监测、预测和评估产品还远不能满足国家经济建设诸多方面的需求。
面对这一情况,我国应采取的战略是加快气候系统工程建设,加强研究气候变化的事实、成因及气候变化对我国的影响与适应对策,提高我国的气候变化监测水平和预测能力。
(二)工程建设的主要内容
我国的气候预测系统建设包括三大重点:一是研发新一代气候系统模式;二是建设高性能计算机及网络系统;三是将国家气候中心(NCC)建成亚洲区域气候中心,并成为世界气象组织的区域气候中心之一。
1.研发新一代气候系统模式
建立一套拥有中国自主知识产权的、具有可持续创新能力的、标准化、模块化、多种尺度结合的、研究与业务应用通用的气候系统模式,为最终建立中国自己的地球系统模式奠定基础。将气候系统模式应用到业务实践和科学研究中,显著提高我国气候预测预估和气候变化研究的水平。发展人机交互工作平台,完善预报业务流程,全面提高气候预测预估能力和水平。
2.建设高性能计算机及网络系统
紧跟国家信息化步伐,按照“统筹规划、资源共享、应用主导、安全可靠”的原则,加快“北京高性能计算机应用中心”的建设。该中心将以高性能计算机及网络建设为核心,加快信息处理和存储能力建设与信息资源共享,加快计算能力建设与计算资源共享,加强网络化建设与网络资源共享,强化信息安全和网络安全体系,大力推进资源共享超级平台建设,提升气象信息化水平,实现信息资源高度共享。
为提高“北京高性能计算机应用中心”的能力,满足气候系统模拟和预测的需求,近期引进 “神州-Ⅳ”巨型计算机,计算速度达到13.4万亿次/秒,建立峰值性能为30-50万亿次/秒的大规模并行计算机系统;到2010年前后争取建立具有100万亿次/秒以上的高性能大规模并行计算机系统。
3.北京气候中心(BCC)建设
“十一五”期间,完成我国短期气候预测业务系统工程二期建设任务。它将成为BCC的基础能力建设,届时将可能把BCC的业务能力拓展到东亚区域和全球,承担WMO区域气候中心的职能,并力争成为WMO的区域气候中心(RCC)。工程建设主要内容是:BCC基础设施建设;BCC业务系统工程建设(气候系统模式与超级集合业务系统的建设);全球气候系统综合数据库及东亚区域再分析资料数据集建设;季节到年际气候预测综合系统的建设;应用气候业务系统建设(东亚和全球气候影响评价);气候变化相关业务研究系统建设;国家级与区域和省级气候业务集成系统。
在BCC下还要建设国家级气候科学技术研发中心。针对全球气候变化问题跨学科和综合性的特点,需要建设具有多学科专业队伍的综合性国家气候变化研究实验室,开展有关全球气候变化的科学技术和对策研究。针对未来水资源紧缺和干旱的严峻形势及气候变化对水资源的明显影响,建立国家空中水资源和干旱监测、预警、评价中心。针对人类活动影响和气候资源退化问题,加强气候资源优化调控技术研究,建设国家级气候资源优化调控技术研究实验室。
五、气候变化应对工程
近200年来,人类活动对地球环境的影响达到空前水平,气候系统面临失衡的危险。以增温为特征的全球气候变化已成为不争的事实,它导致极端天气气候事件增多,各种气象灾害频繁发生。政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估预测:21世纪全球平均气温将上升1.4-5.8℃,使海平面升高9-88厘米。这些变化足以淹没一些沿海繁荣经济带,像马尔代夫这样的岛国生存将面临威胁。
气候变化将对自然和经济社会系统造成从未有过的压力。据英国观察家报2003年10月披露,美国五角大楼向白宫报告,气候变暖可能导致气候突变,由此引发全球性骚乱和核战争。灾难性气候变化将在很多方面对国家安全构成挑战;核冲突、罕见的旱灾、饥荒和暴乱有可能波及全球。维护气候系统的均衡,统筹人与自然的和谐发展,已成为当今国际社会的共识。适应和减缓气候变化对生态系统与经济社会的影响,已成为当今在国际环境外交中维护国家权益斗争的焦点。
十六届三中全会强调坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的科学发展观,促进经济、社会和人的全面发展。中国的经济发展和现代化受到人口、资源和环境的严重制约。同时中国人口和经济的快速增长及其对气候系统施加的巨大压力也受到国际社会关注,个别国家甚至以此为借口要求限制中国的发展。面对这一形势,积极应对气候变化带来的挑战,已成为摆在我们面前的重要课题。
本工程围绕适应和减缓这个主题,从气象能源开发利用、固碳减排、海冰资源化利用、食物安全、国家重大工程生态影响评估等方面,提出了应对气候变化的建设内容。
(一)气象能源开发利用
1.建设必要性
我国的能源结构状况及面临的挑战。我国是世界上以煤为主要能源的国家之一,也是煤炭消费大国。据中国新能源和可再生能源1999年白皮书估计,目前我国煤炭剩余可开采量为1145亿吨,可供开采不足百年;石油剩余可开采储量32.735亿吨,可供开采不足20年;天然气可开采储量11704亿立方米,可供开采不足60年。能源污染使我国每年损失1000多亿。资源与环境问题已成为我国实施可持续发展战略急需解决的问题。
开发风能、太阳能等气象能源是建立高效、低碳、零碳、低成本能源结构的重要途径。2001年7月,国际社会在德国波恩通过UNFCCC公约缔约方会议达成共识,赞成推动风力发电的发展,并一致认为核电并非所谓“清洁能源”。2001年10月27日通过了可再生能源指南,目的是推动可再生能源的电力发展。风能、太阳能等是气候资源的重要组成部分,并且是经济、无污染和可再生的新能源。开发利用气象能源是我国建立高效、低碳/零碳、可持续发展能源体系的重要途径。1992年“世界环境与发展大会”之后,我国制定能源战略规划,明确了建立气象能源体系的目标,提出要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”。明确了太阳能等重点发展项目。为促进风电的快速发展,国家推行了风电场特许权建设方式,在国家发展和改革委员会组织下又专门起草了风力发电中长期发展规划,提出到2020年全国建设2000万千瓦风电项目的宏伟目标。
我国风能、太阳能利用现状及开发潜力分析。气象能源具有取之不尽、用之不竭;就地可取、不需运输;分布广泛、分散使用;不污染环境、不破坏生态;周而复始、可以再生等特点。近年来,我国大型并网风力发电发展迅速,2003年新增风电机组131台,装机容量9.8万kW,增长率为21%。新增8个风电场。到2003年底全国累计风电机组1042台,装机容量56.7万kW,共有40个风电场,分布在14个省(区、市),使我国风力发电迈上了一个新台阶。全国累计安装使用小型风力发电机19万多台。我国太阳能利用多以光伏电池与太阳热能综合利用为主。1999年,西藏7个无电县城安装了光伏系统(总计3039户,430kW光伏系统功率),解决了机关和居民用电问题。另外,我国太阳能采暖建筑发展很快,如兰州“阳光计划”投资4.28亿元,兴建73.3万平方米太阳能住宅小区。
我国风能资源十分丰富。据测算,全国离地面10m高度层上的陆地风能资源总量为32.26×1011W,实际可开发量为2.53×1011W,近海(水深10m),离海面10m高风能储量约7.5亿kW,为陆地总量的3倍多。
我国太阳能资源十分丰富。陆地每年接受太阳辐射能相当于2.4万亿吨标煤,丰富区主要集中在藏、青、新、甘、宁和内蒙古等地区。青藏高原总辐射量(5850兆瓦/米2以上)和日照时数(3000小时以上)均为全国最高,属世界太阳能资源丰富地区之一。有“日光城” 之称的拉萨市,1961年至1970年相对日照为68%,年平均晴天为108.5天,年日照时数为3200~330O小时,辐射量在670~837x104kJ/cm2·a,相当于225~285kg标准煤燃烧所发出的热量。
开发利用气象能源的可能性。我国自主开发的200-300千瓦级风电机组的国产化率已超过90%;600千瓦机组样机的国产化率达到80%左右。具备了自行研制开发容量从100瓦到10千瓦的10多种小型风力发电机的能力。太阳能作为一种重要的清洁能源,其开发利用远没有达到风能的开发利用水平,主要原因是由于太阳能资源的开发利用成本太高,难以达到大规模开发利用的程度。
2.主要建设内容
建设风能、太阳能评估系统。利用最近30年(1971-2000年)全国2600个气象台站的气象整编资料,建立我国高分辨率风能、太阳能评估系统。该系统应研究全球气候变化可能导致的中国气候变化情况,科学评估我国的风能、太阳能状况,为开发利用风能、太阳能提供依据。
风能实时监测与预报服务系统。随着风电装机容量不断增加,风电在地方电网中的比重不断增大,风电对电网的安全、稳定性影响越来越大,对风的预报势必成为风电上网调配的有效手段。目前美国和丹麦正在建设风场预报系统,我国应尽快启动这方面的建设项目,建立风电场风资源短期预报系统。
(二)固碳减排
固碳是减缓温室气体排放与气候变暖,保护人类生存环境的重要措施,对于我国环境保护与履行国际公约将起到重要作用。陆地植物固碳是指植物利用光合作用来吸收并贮藏二氧化碳。植物固碳是控制二氧化碳最直接且副作用最少的方法,因而受到国际社会关注,常被作为固碳首选方案。
1.建设必要性
我国减排面临的形势。作为发展中国家,我国在《京都议定书》第一期行动中不承担减排义务,但我国作为温室气体排放第二大国,随着经济发展和人口增加,将面临越来越大的减排压力。同时,气候变化对中国生态环境和经济社会的负面影响日益凸现,亦要求采取应对措施以减少气候变化造成的损失。
植物固碳对减缓气候变化的重要作用。陆地碳贮量超过2万亿吨(大气碳储量为0.75万亿吨)。而且,陆地的固碳潜力受人类活动如植树造林和退耕还林还草的影响。与能源和工业部门的减排措施相比,植物固碳相对廉价,且可改善环境,因此备受关注。
植物固碳的可能性。目前已有三种较成熟的植物固碳技术,一是基于生态系统管理的森林固碳技术,二是基于选种育种和种植技术的固碳技术,三是基于基因技术培育新品种的固碳技术。它们为实现植物固碳提供了技术保障。我国森林平均碳密度(40吨/公顷)仍远低于世界平均水平,仅为其潜在碳储量的一半左右,且幼龄林和残次林较多,尚存在较大的增长空间。
2.主要建设内容
发展速生丰产用材林增加植物固碳。速生丰产林以其巨大的生产力和固碳速率成为重要的固碳途径。速生杨树林生产力相当于天然林(比如针叶林)的20倍到30倍,5年到7年就可以成材,生物量相当于原始林在自然情况下150年到200年的产量。我国基于速生丰产林固碳工程建设要从3个方面着手:一是发展育种和选种技术,最大可能地提高人工林固碳能力;二是加强生态系统管理,提高人工林生产力。我国现有人工林约38万平方千米,到2050年可达158万平方千米。若今后50年内采取集约经营,使人工林平均蓄积量提高一倍,即平均生物量达到112吨/公顷,平均固碳56吨/公顷,则可增加固碳量44.2亿吨,总量达到88.4亿吨;三是结合不同区域特点,建立生态系统结构或食物链及生物地球化学循环的优化模式,高效提供食物、能源与工业原料,并充分发挥人工林在景观和污染控制方面的综合效益。
建设稳产高产的人工草地增加植物固碳。草地与森林和海洋并列为地球的三大碳库。中国的天然草地品质偏低,人工草地比例过小,不足全部农牧业用地面积的1%;而且占国土面积45%的草地只能提供不到20%的国民所需肉食,每公顷草地畜产品单位仅相当于发达国家的1/20-1/50。人工草地生产量高出天然草地的15-20倍,我国只需要发展10%的人工草地就可以代替原来的天然草地,且有利于发展现代化舍饲畜牧业。为此,我国应因地制宜适度发展人工草地,在实现畜牧业可持续发展的同时,增加固碳能力。
保护天然林和天然草地增加固碳。森林是陆地生态系统的主体,具有显著的固碳功能,在减缓全球气候变化中具有不可替代的作用。森林每生产一立方米木材约可吸收1.83吨二氧化碳。目前,我国森林的平均碳密度(40吨/公顷)仅为其潜在碳储量的一半左右。因此,通过加强抚育和管理可极大提高固碳能力。
我国天然草地约有430万平方千米,占国土面积的45%,居世界第二位,其中85%的草地分布在西部。但由于植被破坏、超载放牧、不合理开垦及草原工作低投入、轻管理等,我国天然草地中退化草地达到70%,其中严重退化的达40%。因此,保护天然草地不仅有助于改善我国生存环境,亦将大大提高固碳能力。
实施生态农业增加固碳。农业生态系统是一种开放型生态系统,农业生态系统的投入和产出环节是不平衡的,人类对耕地物质投入不足及利用不当都会导致耕地质量退化,并使耕地成为温室气体的重要排放源。研究表明,与施化肥农田相比,不施化肥农田的温室气体综合排放效应下降15.99%,少施化肥则下降5.9%,不施化肥或少施化肥是减少温室气体排放的最佳措施。因此,增加绿肥播种面积或利用野生绿肥可使农业土壤成为更大的温室气体汇。尽管要维持耕地的高产和稳产必须施用化肥,但可以通过科学施肥措施提高肥料的有效利用率,逐步减少化肥使用量从而达到减少温室气体排放与增加固碳的目的。同时,通过选育高产的优良作物品种,贮备和培育一批高产、优质、抗病虫害的作物品种,提高碳氮利用率,减少碳氮损失,亦可达到减排与增汇的目的。
实施退耕还林草增加固碳。一般农牧交错区旱作耕地与开垦初期相比,有机质含量下降60%~80%,含氮量下降60%左右,从而使耕地成为向大气排放碳氧化物和氮氧化物的重要源。因此,退耕还林还草等措施将可大大增加陆地固碳能力,减少温室气体排放。
适应全球气候变暖的经营管理固碳工程。为适应全球气候变暖,特别是未来可能继续变暖的总趋势,应采取必要经营管理措施,达到最大限度地提高森林成活率,增加森林固碳能力的目的,包括选育良种、营造温暖性耐旱树种和采用适应气候变化的间伐和轮伐期经营对策。
(三)海冰资源化利用
我国渤海在冬季形成大范围的海冰。由于海水在冻结过程中将大部分盐分排析出,因此海冰的盐分(3‰~8‰)大大低于海水,经过简单的处理以较低的成本将其转变为淡水,就有可能为解决北方地区缺水问题找到新的淡水资源,并为增加我国淡水资源总量做出贡献。
1.建设必要性
环渤海地区是我国淡水资源最紧缺的地区之一。环渤海地区的辽宁、河北、北京、天津和山东三省二市是我国北方的重要经济区,人口占全国总人口的16.4%,国内生产总值占全国的22.8%。随着京津唐、辽中南和山东半岛大都市群的形成,这里已经成为仅次于珠江三角洲和长江三角洲的经济快速发展地带。快速的城市化进程使得这一地区淡水人均拥有量大幅度减少,2002年人均淡水资源拥有量为:北京119 m3、天津36 m3、山东108 m3、河北128 m3、辽宁353 m3,显然处于严重短缺状况。水资源短缺已经成为21世纪环渤海地区经济社会可持续发展的主要制约因素。
增加淡水资源储备的新战略。国家对解决环渤海地区水资源紧缺问题非常重视,采取的战略对策主要是工程性调水和节水灌溉,已陆续实施了引滦济津、引黄济津等工程性调水。然而长距离调水不仅工程浩大,投资甚多,水质的改变及由此带来的生态环境方面的影响更难估量。对于解决环渤海地区的淡水资源短缺问题而言,“开源”的意义更大于“节流”。渤海的海冰如果经过简单处理,以较低的成本将其转变为淡水,就有可能为解决缺水问题找到新的淡水资源。据初步估算,辽东湾常冰年(1999/2000年)的海冰资源量为38亿立方米,轻冰年(2001/2002年)为8.4亿立方米;渤海海冰作为淡水资源的潜在可利用储量在重冰年为1000亿立方米,常冰年为300亿立方米,轻冰年也可达100亿立方米。
由国家“863项目”支持的渤海海冰资源开发利用技术研究报告指出,海冰淡化是一项解决环渤海地区战略性水资源短缺的创新技术,与海水淡化工程相比较,海冰淡化示范工程在投资额、产水量、造水成本、大规模战略水资源储备等方面都具有明显优势。
2.主要建设内容
建立海冰资源调查和监测系统。利用卫星遥感等先进技术,调查海冰资源,实时监测海冰的动态变化,可以准确把握海冰资源数量与质量,了解海冰储量的时空分布规律和变化特征。
建立海冰开发的环境影响评价系统。对环渤海地区气候的影响进行评价,评价海冰资源可开发利用潜力,研究海冰开发的环境影响及对渤海盐度和海洋生物的影响。
海冰资源利用成套技术开发与管理体制研究。海冰资源利用成套技术包括海冰采集技术、海冰淡化技术、海冰存储技术、海冰水输送技术和利用技术。按照生活用水、生产用水和生态用水三种方式决定海冰淡化的水质标准,建立集约化利用管理体制、成本价格管理体制和水质安全管理体制。水资源是国家的基本战略资源,海冰的产业化过程应按照政府指导下的市场经济体制进行运作,即由企业进行投资和管理,科研部门提供技术支撑,政府部门提供政策扶持和行政支持,也就是执行“产、学、官”的产业化模式。
海冰资源产业基地建设。实现海冰资源量与淡水需求量之间的有机统一,基地周边既要有足够的海冰资源,又要毗邻淡水资源紧缺的城市群、工农业生产基地或经济开发区,同时还要具备有利于存储和输送的条件。
(四)食物安全气象保障
自1974年11月联合国粮农组织(FAO)提出“食物安全”概念以来,食物安全的内涵已由最初的强调食物数量安全演变为现在强调食物的数量、质量和可持续三方面的内容。食物数量安全既涉及食物的绝对数量,也涉及到食物的相对数量,即食物的人均拥有量。
1.建设必要性
我国人口众多,既是食物生产大国,也是食物消费大国,这就需要生产更多更优的食物。因此,实现食物数量安全的任务十分艰巨。随着经济发展和人民生活水平的提高,膳食结构也发生了变化,要求食物的种类丰富,营养含量高而且符合卫生标准。食物可持续安全主要强调在进行农业生产满足当代人需求的情况下,要保护好生态环境,使土地、水域等能保持其原有生产力,为后代提供源源不断的食物。气象与粮食产量及储运、食物质量与加工等密切相关。
2.主要建设内容
(1) 食物数量安全气象保障工程建设
食物综合生产能力建设。食物综合生产能力指各种食物原料和加工食品的综合生产能力。加强食物综合生产能力气象保障建设应主要解决以下关键问题:① 根据区域气候特点优化布局农业生产。充分发挥区域气候资源潜力,在原有土地、水域上生产出更多的粮食、蔬菜、肉类等。② 加强病虫害发生流行与气象条件的关系研究,提高农业病虫害的气象预测预报水平,减少农业生产因病虫害所致的损失。③ 提高气候中长期预报水平,加强对农业生产的气象科技指导,减免各种气象灾害对农业生产导致的损失。④ 加强家禽、牲畜和鱼类等动物与其生存环境的关系研究,以便在极端天气来临时,能够做出预报并采取适当防护措施。
食物储运能力气象保障建设。食物储运能力建设涉及食物的存储和运输。加强食物储运能力的气象保障建设需要解决以下关键问题:① 研究不同气象条件下各类食物原料和加工产品的保质期限和使食物原料及加工产品能保质较长时间的最适环境条件。② 研究各种气象条件下适宜储运各种食物原料和加工产品的最适材料。③ 研究不同区域气候变化的趋势及其对食物原料和加工产品储运的可能影响。
食物加工能力气象保障建设。食物的加工能力建设主要强调食物的加工设备和工艺建设,以便提高食物原料转化率,增强食物营养,使食物品种多样化。在加强食物加工能力的气象保障建设方面,需解决以下关键问题:① 加强食物加工与气象条件的关系研究,确定最适宜食物原料加工转化的气象条件,以便实现食物的快速加工,减少食物的营养损耗。② 加强食物原料转化与气象条件的关系研究,以便采取措施,提高食物原料的转化率。③ 考虑区域气候条件,规划布局食物的加工产业,以便节省食物加工消耗的能源。
食物贸易安全能力气象保障建设。与其他国家建立贸易合作关系,以便灾害严重的年份调用国际市场上的食物原料和加工产品。
(2) 食物质量安全气象保障工程建设
食物原料质量安全的气象保障。目前,食物原料生产过程中大量施用化肥、农药等已成为普遍现象,对人类健康已造成潜在威胁。另外,一些转基因食品未经深入研究已大批投放市场。这些都属于食物质量方面的不安全因素。为确保食物质量安全,做好气象保障工作,应解决以下关键问题:① 加强不同气象条件下作物品种的选育,充分利用作物品种资源改善食物的营养成分。② 在食物原料生产过程中增施有机肥,尽量减少化肥、农药等化学物品的使用。③ 发生农业病虫害时尽量采取生物措施,利用生态系统中种群之间的捕食、寄生等关系进行防治。④ 对进口食物原料及加工产品加强检疫,预防有害生物的侵入。
食物消费安全气象保障。食物的消费安全建设主要应提高人们的消费意识,使他们充分认识到只能食用质量有保证的食物,而且要注意膳食结构的合理性。另外,在不同气象条件下适宜消费的食物品种也不同。食物具有易腐烂、变质等特点。为保证食物的消费安全,在食物由生产到消费的各个环节都必须加强气象保障。
(五)国家重大工程的生态影响评估
1.建设必要性
我国实施的一些重大工程必将对气候、生态与环境产生深远影响。为加强防洪减灾、合理调配水资源、改善生态、保护环境,国家相继启动了长江三峡、重点地区生态环境综合治理与建设等重大工程。这些重大工程的实施将对我国经济社会发展及可持续发展产生重要作用。但在工程建成后要监测和评估重大工程对我国区域气候、生态与环境的影响,并由此进行合理布局和科学调度,这将有助于工程效益的充分发挥和实现经济社会的全面、协调、可持续发展。
多年来,我国已建立了一些监测网络和评估系统,但尚未形成规模,表现在站点布局不合理,一些区域缺乏监测站点;监测目的和侧重点不明确,存在重复建设;数据无法共享,标准不统一,缺乏有效的共享机制;最主要的是至今尚未进行系统完整的重大工程对气候与生态环境影响的评估。因此,在全球气候变化背景下开展区域生态与环境的评估意义重大。
2.主要建设内容
在重大工程影响范围内,建设生态与环境动态监测系统。该系统监测内容包括森林生态系统、草地生态系统、湿地生态系统、陆地水域生态系统、海洋生态系统、荒漠生态系统、农田生态系统、城市生态系统。同时加强生态环境状况及其灾变的动态监测,包括土地荒漠化、水土流失、气候变化、生物多样性、酸雨、沙尘暴等。
建设气候、生态与环境评估系统。评估系统建设的基本内容是根据不同生态系统的性质,采用先进、成熟的技术方法,实现基础性、公共性生态环境信息监测与生态类型特征信息监测,大尺度时空监测与微观详查,定点自动采样与人工随机采样,地面分级分类定位组网观测与天基、空基遥感监测,长期连续监测与周期性监测,常规监测与专项监测,抽样调查与全面调查,面上普查与重点详查等的有机统一。特别是对已建成多年的一些重大工程,也应加强调查,分析建设前后的气候、生态与环境的变化情况,进行科学评估。
建立标准化、规范化的大型生态环境综合信息数据库。实现跨部门跨行业实时生态信息的快速分类与管理,实现各行各业生态信息资源的共享。在地面组网监测基础上,充分利用各类资源卫星、气象卫星的优势,结合航空遥感、无人小飞机遥感技术,实现生态环境宏观遥感动态监测和微观遥感重点监测。
充分利用各行业已有的相关技术成果,以地面和遥感实时监测信息为依据,以“3S”技术为支撑,采用定性分析与定量模拟相结合的方法,对生态系统的变化及时做出客观评价,实现生态环境的快速评估,提出生态环境的保护、恢复和重建建议,为环境保护、生态规划、生态工程和可持续发展提供科学依据。
建立全国生态环境数据库。改造现有信息获取、加工、传输网络;通过与传统方法相互结合、与地面调查技术相互结合,实现生态环境变化信息的动态监测,提高系统的总体可靠性;将大范围抽样调查、重点地区专项调查与长期定位观测相结合,保证系统的总体兼容性,满足不同时间和空间尺度生态环境整治的需要;建立通用数据格式、可靠的信息交换机制和有效的会商协调制度,切实做到信息共享。
六、航空航天气象保障工程
近年来,随着我国航空航天业的迅猛发展,对航空航天的气象保障需求越来越高。然而,我国的国际航线气象保障和空间天气预警能力还无法满足需求。我国航空气象保障已取得显著成绩,但航天气象保障能力上还远未达到要求。因此,实施航空航天气象保障工程十分迫切。开展航空航天气象保障工程建设的主要内容是建设北京航空气象中心和国家空间天气中心。
(一)北京航空气象中心建设
按航空运输总周转量计,2002年中国航空运输业已在世界上排名第五位;中国航空运输业将在深化改革和进一步扩大开放中继续前进,中国民用航空总局2003年提出了在21世纪头20年中实现由航空大国向航空强国历史性跨越的奋斗目标。加强北京航空气象中心建设,提高航空气象保障能力是航空安全运行与现代化管理的重要支撑。
1.建设必要性
目前,我国民航国际航线的气象保障主要由伦敦航空气象中心提供,为此民航每年需支付大量外汇(约占伦敦航空气象中心总收入的1/5)。而国际航空气象服务也正在形成被华盛顿和伦敦两大航空气象中心垄断的格局。提高北京航空气象中心对国际航空气象保障的能力,打破现行的垄断,维护国家安全和国家利益,是提升我国在航空业的国际地位的重要举措。同时也履行了我国对有关国际组织的承诺。因此,把北京航空气象中心建设成世界第三大民航气象中心具有重要意义。
气象对飞行安全的影响十分重要,据统计:航空事故的1/4是与天气有关,机毁人亡的重大事故中,有1/3与天气有关;从效益角度看,天气原因造成的不正常航班量在所有不正常航班总量中居第三位。随着科技进步,飞机性能和智能化程度都有了明显提高,飞机机械事故减少,因而由天气原因造成的事故相对增加。
航空气象保障的经济社会效益十分显著。提供及时、准确的高空风、温等气象信息,可在航空公司制订科学经济的飞行计划、选择合理的航线、节约飞机飞行时间、准确预计飞行时间、提高飞机正点率、合理安排载货量、载油量等方面,提高飞行效益。提供9小时、12小时、几天的天气预报,根据可能出现的大范围浓雾、降雨、降雪等气象因素提前合理安排航班,可减少因大批航班被取消而造成的混乱,减少大量人、财、物的耗费。据国家航管局介绍,一般取消一个航班,直接经济损失即达20万元左右。而取消一个航班还会造成连锁反映,导致大批航班的取消,需要很多天才能恢复正常。一次大雾天气过程可以造成全国航空公司几十亿元的经济损失,还不包括旅客自身的损失。一个航空公司损失一架飞机,要用几年时间才能扭亏为盈。
2.主要建设内容
北京航空气象中心的建设目标是: 争取用10左右的时间建立国际上第三个区域航空气象中心。该中心具有较高的国际信誉,航空气象保障服务接近同期国际先进水平,为航空客户提供以下服务承诺:①不增加因天气原因导致的飞行事故比例;②因天气原因造成航班延误百分率逐步下降;③为优化空域结构和流量管理提供可靠的气象情报;④降低航空公司运行成本。
通过改进机场和航线上的观测手段和数据采集分发能力,提高探测精度、密度和信息传递时效。以四维资料同化技术和高分辨数值预报模式为基础,提高天气预报质量,为航空飞行开发丰富多彩的时空高分辨预报产品,满足航空用户安全需要。提高航空用户对航空气象情报的信任度,拓展航空气象服务市场。主要建设内容如下:
观测与数据采集分发系统。在机场终端区建设自动气象观测系统,与具有连续运行和测风能力的多普勒天气雷达、风廓线仪、雷电定位仪等探测设备相结合,组成立体的密集的机场终端气象监测网,提高气象监测能力。利用各种现代化手段在时空上加密沿航线区域的气象特征量的监测,加强飞机报告资料的应用,为安全飞行和效益飞行服务。建设宽带通讯和资料处理中心,提高实时监测数据的时效性。
天气预报警报系统。利用机场终端区气象监测网及其他资料,利用数据同化等新技术,开发强对流天气、低空风切变、低能见度、颠簸等对飞行有重要影响的天气分析软件。建立机场终端区天气警报预报系统,开展临近预报(0-6小时)、短时预报(0-12小时)、短期预报(0-72小时),提高对终端区、飞行航线重要天气的实时警报与预报能力。
保障服务系统。改进网络(用户存取终端)、电话、广播(包括飞行服务站)和地空通讯等多种服务渠道。根据各类人员对气象情报的需求,利用新的科学技术增强航空气象服务产品的开发能力,开展各种有针对性的航空气象服务。如为飞行机组成员、航务签派人员、空中交通管制人员提供的服务,不利天气下的协同决策服务,为航务部门、机场运行管理部门提供的服务等。
质量体系。为实现航空气象服务的目标,需建立并实施一套包括航空气象服务程序、过程和必要资源的质量体系,对供应航空用户的气象情报进行质量控制和质量管理。
预报技术开发。重点研究与航空气象密切相关的大气科学问题和关键技术,建立并逐步完善水平尺度在1000米以内的中小尺度数值预报模式系统,使对终端重要天气的预报准确率实现质的飞跃。建立并逐步完善全球尺度数值预报模式系统,开发准确及时、内容丰富的为航路飞行服务的气象产品,为航空飞行提供多方位支持。
(二) 国家空间天气中心建设
航天气象保障主要是对航天器在发射与返回时的天气影响和航天器飞行时的空间天气影响进行监测、预报和预警,提供保障服务。与航天器发射与返回时的气象保障服务不同,空间天气需要了解高层大气密度、电磁场、地球重力场、高能带电粒子、空间等离子体、太阳电磁辐射、微流星、空间碎片等空间环境并做出预报。因此,它是一个新领域。发展我国空间天气业务,主要是要建设国家空间天气中心,建立空间天气监测、预报、预警系统以提高空间保障服务能力。
1.建设必要性
空间有丰富的轨道资源、环境资源、物质资源。开发利用空间资源已成为各航天大国的重要发展目标。开发空间资源必须对空间环境变化进行监测和研究,做到如同对大气中的天气一样能对空间天气进行监测预警预报,及时报告可能发生的空间天气灾害,保护在空间运行的航天器、航天人员及地面有关系统的安全。空间环境与空间天气对各种空间飞行物体的飞行速度、方向及电子学性能将会产生不同程度的干扰。空间天气环境发生异常变化时,可能造成空间观测出现失真,空间打击偏离目标,严重的还将造成飞行体本身的损毁。
事实证明,由太阳活动引起的日地空间环境,尤其是地球磁层、热层和电离层中的扰动现象,会引起地球空间环境的灾变,直接影响空间飞行器的安全。许多航天故障、一些电力和通信事故均与日地空间环境中的灾害有关。统计资料显示:1971年2月至1986年11月期间,美国卫星出现的异常事件中,70%与卫星所处空间环境有关。如1983年太阳发生的一系列大爆炸曾导致美国军用气象卫星一度中断向地面发送云图,导航卫星几天不能正常工作,低轨卫星姿态几乎失去控制。美国空军和海军长期监视的6000多个空间目标,也由于空间天气的影响,轨道参数发生显著变化而消失。我国也有类似情况,我国的通信卫星由空间环境诱发的故障占总故障的40%,与美国同类卫星故障率相近。“风云一号”气象卫星过早终结应用寿命,就是由于其主控计算机受到空间高能带电粒子的辐照影响。空间天气还会对地面通信、导航定位等的运行安全造成影响。当空间灾害性天气发生时,电离层扰动将会对利用电离层反射的无线电通信和雷达信号的传送造成影响,甚至造成空间通讯中断。
由于缺乏监测手段和对空间天气过程物理机制了解的局限,目前我国空间天气的预报能力还十分有限,气象保障主要集中于30千米以下,对30千米以上的空间保障存在困难。发展我国空间天气监测预测的理论和技术,研究太阳风暴及其对日地空间环境的影响,研究太阳活动对地球环境变化、天气气候灾害、人类太空活动和卫星与飞船运行、通信及健康、生命的影响,对国家安全有重要意义。因此,建立国家空间天气中心,建设空间天气监测、预报和服务体系,开展对太阳活动的预测,对保障航天系统和地面相关系统的安全十分必要。
2.主要建设内容
建设目标:建立国家空间天气中心,建设具有先进水平的国家空间天气业务技术体系,建成空间观测和地面综合观测相结合的立体观测系统、空间天气信息网络系统、空间天气监测预报预警系统、空间天气信息服务系统,发展具有支撑空间天气业务的科学研究与技术开发能力,形成以国家空间天气中心为主体,多层次、多部门共同协作的空间天气业务体系,提供及时、可靠的空间天气服务。
空间天气监测系统。装备并建设由可见光、红外、X射线、紫外、极紫外等探测仪器组成的地面观测站,发射由低轨小卫星组成的空间监测系统,对太阳表面黑子群、冕洞、强烈耀斑、剧烈的物质抛射等现象进行跟踪监视,对影响地球环境的宇宙射线、太阳射线、高能粒子事件进行探测,对地球磁场、电离层和中高层大气进行探测。
空间天气信息网络系统。建设空间天气信息网络系统,对空间天气观测数据进行收集、加工、存储和传输,对数据进行集中式整合、同化处理,完成数据库建设,将各种空间天气资料归档入库,共享使用。
预报预警系统。建设空间天气预报预警系统,依据空间天气观测系统数据,发布空间环境预报,发布高层大气密度、电磁场、电离层密度、太阳电磁辐射及其变化的监测和预测报告,对将要发生的危及卫星及相关地面系统和人类生命安全的危险做出警报。
服务系统。建设空间天气服务系统,建立有效的专业警报通讯系统,对重点行业、部门进行直接的专线服务。发布对公众有影响的重大空间天气灾害预报。为国防、航天、通信、导航、定位、电力、能源等部门提供及时准确的预警预报服务。
七、人工影响天气工程
积极开发空中云水资源是“开源”的一项重要措施,对防灾减灾、缓解水资源短缺、改善和保护生态环境至关重要。
(一)建设必要性
大气降水是水资源的重要来源,地表水、土壤水和地下水均来自大气降水的转化。开展人工影响天气工作,对缓解我国水资源紧缺状况和防灾减灾具有重要的现实意义。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》明确提出,要重视水资源利用,积极开展人工增雨。
目前,我国已形成了各级政府领导、同级气象主管机构归口管理的人影组织管理体系,基本建立了以《人工影响天气管理条例》为核心的法规体系,建立了人工影响天气服务体系和专业队伍,现代化技术系统建设取得积极进展,科研工作得到加强。据统计,1995-2003年,全国人工增雨影响面积已达300余万平方千米;23个省(区、市)开展了高炮火箭防雹作业,保护面积达41万余平方千米,累计减免雹灾损失约340多亿元。目前全国常年租用人工增雨飞机30架,30个省(区、市)的1862个县(区、旗)开展了高炮、火箭增雨防雹作业,拥有专用高炮6900余门,各型火箭发射架3800余台;作业人员达3.5万余人。我国的人影作业规模已居世界首位。
我国人工影响天气工作虽然取得了很大成绩,但人工影响天气的能力与经济社会发展需求不相适应的矛盾仍然十分突出。当前,增加农民收入已成为农业和农村工作的中心任务和基本目标。然而,农业发展受到资源和市场的双重约束,水资源短缺与农业和农村发展之间的矛盾越来越突出,农业靠天吃饭的局面并未从根本上改变。为了提高农业增长的质量和效益,改善农村生态环境恶化的现状,提高农业综合生产能力和可持续发展能力,加强人工影响天气,依靠科技进步防灾减灾的需求十分迫切。我国城市化发展迅速,城市化带来的环境、资源问题,如淡水短缺、交通拥挤、能源紧缺、环境污染、生态恶化等问题也越来越严重,对人工增水、人工防雹、防治大气污染和人工消雾、消云、消雨等提出了新的需求。
我国地表水和地下水的年水资源总量约2.8万亿立方米(地表水占96%),人均水量不足2400立方米,仅为世界水平的1/4。多年平均降水量约为648.4毫米,陆面降水总量约为6.2万亿立方米。同时,我国大气降水的时空分布极不平衡。长江以北地区面积占国土面积60%以上,大气降水总量却不到全国的20%。西北大部分地区年降水量不足300毫米,雨量最少的柴达木盆地和塔里木盆地降水量不足50毫米。应从长远着眼,扭转当前只重视应急型抗旱作业的现状。人影工作需要围绕植树造林、退耕还林、退耕还草、天然草场保护及森林防火灭火等生态建设与保护工作开展以增加水资源为目的的作业。据专家测算,我国降水总量的90%是由境外输入的水汽形成的,10%由大陆内部蒸发的水汽形成。每年平均通过我国大陆边界输入境内的水汽量为18.2万亿立方米,其中的约31%形成降水,69%成为过境水汽。通过人工增雨作业可以促进云中水汽凝结形成更多的雨滴, 增大直径,提高降水转化效率,达到增加地面降水的目的。因此,空中水资源开发仍有较大潜力。
当前我国的人影现代化水平还不能适应业务发展的要求,观测和作业技术装备的整体水平与国际先进水平仍存在差距,效果检验工作有待深入开展研究,人影作业的科技水平和效益亟待进一步提高。开展人影工程建设对提高我国人工影响天气工作的科技水平和效益,更好地使人工影响天气服务于防灾减灾、缓解水资源短缺、生态建设和保护具有重要意义。
(二)工程建设的主要内容
重点地区人工影响天气作业基地。由国家和地方共同投资在华北京津冀地区,西北黄河上游河曲地区及“三江源”地区,黑河上游祁连山地区,新疆天山地区,东北辽河、第二松花江流域,华中“南水北调”丹江口水库源区,长江中上游地区及国家生态建设重点地区,开展以人工增雨(雪)为主的工程建设,建设现代化人影作业基地。促进区域经济与人口、资源、环境的协调发展。该基地建设包括水资源观测系统、作业监测系统、作业催化系统、通信指挥系统、效果评估系统等。
加强作业催化及监测系统。加快现代化催化设备的研发和生产,提高人影装备的现代化水平。选择先进、适用的飞机,装配高效、先进的播撒设备和探测设备,形成高效增雨飞机作业催化系统。更新地面作业催化系统,使用更加安全可靠的炮弹和火箭。炮站建设达到行业标准。建设基于飞机综合探测平台、气象卫星系统、地面观测系统、GPS/MET等组成的全国空中水资源立体监测网,努力提高我国大气科学综合探测和云水资源监测能力,开展空中水资源状况调查。
人影作业指挥系统。在开展人工影响天气工作的省(区、市)、地、县由当地政府投资建设三级作业指挥系统。具体如下:
省级系统建设。该系统建设的目的是提高增雨防雹作业的指挥、指导及保障能力,重点内容是建立以新一代天气雷达为核心的综合探测系统、决策指挥系统、通信网络系统、催化作业系统和效果评估系统,形成合理的业务流程。
地级系统建设。该系统建设的目的是提高作业指挥能力和业务保障能力,重点内容是建立以雷达探测指标判据为基础的作业指挥系统、通信网络系统、催化作业系统和效果评估系统,有效提高作业科学水平和效益。
县级系统建设。该系统建设是要提高作业实施能力、信息快速传递、观测资料收集和效果评估能力,作业站点的建设达到行业标准。
积极实施人影防灾减灾作业。加强人工防雹工作,保护农业生产和人民生命财产安全,适应农村产业结构调整,合理调整防雹作业布局,加大对特色经济区内农作物的防护力度。大力推进保障交通安全的机场、高速公路、港口等大雾天气的观测、预报、预警和消雾的系列服务工作。逐步开展重大社会活动和旅游定点活动的防雹、消云、消雨等人影精细化服务试验,为2008年北京奥运会和2010年上海世博会等重大社会活动做好保障服务工作,建立应对公共突发污染、森林火灾等事件的作业组织运行机制,探索为国家安全和国防建设服务的途径。
国家级人影技术支持系统。开展国家级人影技术支持系统建设,不断提高重点区域人影作业能力及对全国人影的业务技术指导能力。重点内容是建设国家人工影响天气中心和开放实验室。建设飞机探测实验平台,外场试验示范基地,云物理、催化技术的室内试验平台,人影数值模拟预报系统,信息采集、存储、分析系统,全国人影资料数据库。开展人工影响天气催化作业成套技术开发研制作业效果评估系统。
八、气象科技创新工程
气象科技创新体系建设是寻求跨越式发展的必然要求,是建设气象强国的必然选择。气象科技创新体系是国家科技创新体系的重要组成部分,实现气象事业现代化要体现在科技创新能力的不断提高上。因此,要贯彻科技创新是先导,要加强气象科技创新工程建设,保障中国气象事业可持续发展。
(一)建设必要性
中国已成为名副其实的气象大国,是世界气象组织中一支举足轻重的力量。改革开放以来,我国的气象科技实力得到了快速提升,极大地促进了气象业务服务能力的提高。但创新能力薄弱已成为气象现代化建设面临的新挑战。
过去20年气象业务水平的提高主要建立在现代化装备和技术跟踪引进上。随着经济的发展以及国际地位的提高,我国的科技发展正在实现由跟踪为主向自主创新为主的战略转变。作为一个气象大国,我们与发达国家相比,在气象科学积累、技术水平和现代化建设方面仍然存在差距,某些领域的差距还有拉大的趋势,竞争态势明显出现。当前,气象科技内涵和自主创新能力不足已成为气象事业发展的重要制约因素。具有自主知识产权的科技成果不多,自主创新和系统集成能力较弱,特别是在数值预报模式、对重大灾害性天气和气候变化的机理认识、大气和地球环境监测水平等标志国家气象科技水平和能力方面还比较薄弱,这些已成为中国气象事业发展的瓶颈,严重影响了我国在国际上的竞争能力。气象部门要率先基本实现气象现代化,在提高创新能力方面走在前面,努力建设气象强国,在世界气象科技领域占有一席之地。国家科技创新体系的建立为中国气象事业的发展带来了前所未有的机遇。气象事业必须不断完善适应社会主义市场经济体制和科技自身发展规律、与国际接轨的气象科技创新体系;优化科技资源配置,重点科研院所、实验室、试验基地建设要达到国际先进水平。科技创新与体制创新相结合,以科技创新带动体制创新,以体制创新保证科技创新。
(二)工程建设的主要内容
国家创新体系是融创新主体、创新环境和创新机制于一体,在国家层次上促进全社会创新资源合理配置和高效利用,促进创新机构间相互协调和良性互动,有效提升创新能力和创新效率,使科学技术与经济社会融为一体、协调发展,充分体现国家创新意志和战略目标的系统。工程建设主要包括以下内容:
国家重点实验室。以高科技研究为重点,开展高水平探索和科技创新,提供技术储备,培养学术和技术带头人,为实现气象科技跨越式发展创造基础条件。
国家级科研机构基础设施。进一步加强中国科学院从事与大气科学及地球系统科学研究相关机构和实验室的基础设施建设,加强高等院校所属相关院系与专业的基础设施建设,加强中国气象局、农业部、水利部、林业局等部门的有关研究机构的基础设施建设。建设国内一流并具有较大国际影响的综合性新型气象科学研究院。
气象科技平台。在积极参加国家科技平台建设的同时,重点加强气象科技平台建设,其中包括建立体系完备、功能齐全的物质与信息保障系统;建立以共享为核心的运行服务机制;形成一支保障平台高效运行的专业化队伍。在物质与信息保障系统建设中,重点建设大型科技设施与基地平台、科学基础数据平台、自然科技资源平台、网络科研环境平台。
飞机大气综合探测实验室。建立飞机实验室,开展人工影响天气机理、催化作业成套技术、作业效果评估及大气成分变化等方面重要理论和关键技术的研究,提高人工影响天气的科学决策水平。
特殊台站。根据大气探测、气象预报和生态环境监测等方面的需要,在关键和敏感地区建设特殊观测台站,其中包括建设卫星辐射校正场、野外科学台站、树木年轮库等。
重大野外科学实验基地和台站。在某些对天气气候和生态环境有重要影响的地区建立野外科学实验基地,为重大理论和技术研究提供基础。
教育和培训基地。主要是:①建立高新技术培训中心。整合国内现有教育资源,以培养在气候系统若干领域国际一流的科学家为目的,建立国际一流的人才培养平台。与国外知名教育培训机构合作,建立定点的国外培训基地。②建立重点工程项目及新技术应用培训中心。为气象现代化建设中各类大中型重点工程建设项目提供教学、实习场所。为新技术应用于业务提供必要的试验和培训。③教育培训网络系统建设。既实现教育资源的共享,又能满足教学信息的交流。通过远程网络教育重点培养气象信息采集技术人员的基本素质和能力。
大力实施相关科学研究计划。主要包括:①气候和气候变化研究计划。借鉴世界气候变化研究计划,制定具有中国特色的国家气候变化研究计划。组织东亚季风和海陆气相互作用的科学实验,加强人类活动与气候系统各圈层及反馈机制的研究,发展气候系统动力模式,建立具有国际先进水平的气候业务系统。②新一代天气气候系统数值预报研究计划。在大力发展大尺度天气动力学、中小尺度天气动力学和短期气候动力学等天气、气候系统动力学基础上,重点研究数值预报和新理论,发展大气和海洋四维变分同化系统,构建多尺度通用的模式框架,模拟不同尺度物理(化学)过程,发展集合预报新技术,建立新一代数值预报系统。③大气化学研究计划。在建设大气化学监测和沙尘暴监测预警系统的基础上,加强我国区域大气的组成与化学成分研究,掌握我国温室气体和气溶胶的变化特征,建立全球和区域大气成分及化学过程的数值模式,提供全球和区域大气成分及化学过程对气候、环境、生态系统和人类健康的长期影响科学评估,加深对沙尘暴起沙机制、沙尘输送和影响的科学认识。④自然控制论与人工影响天气研究计划。在发展自然环境演变动力学的基础上,加强自然灾害的局部人工调控理论和技术与环境保护研究。重点研究人工影响天气的原理和方法,局地气候和环境的调控机理,都市和区域空气污染与生态系统相互作用,干旱灾害形成机理及其对策等。⑤日地空间环境与空间天气研究计划。在加强空间环境与空间天气监测的基础上,重点研究太阳等离子体和磁场输出的空间结构及动力学过程,高低层大气之间的相互作用及地域特征,空间天气事件演化规律与预报技术,建设空间环境与空间天气预警系统。
第五章 战略措施
战略措施是实现战略目标的保障体系。保障和促进中国气象事业的发展,关键在于围绕中国气象事业发展的总体战略,大力推进气象科技创新,全面实施人才强业战略,进一步深化改革,完善以公共财政为主的投入机制,建立健全法律法规体系,广泛开展国际合作,加强对气象事业发展的领导,树立国民气象意识,实现新世纪中国气象事业的跨越式发展。
一、大力推进科技创新,实现气象科技进步
围绕本世纪头20年中国气象事业发展的战略目标,面向国家战略需求,跟踪世界科学前沿,以科技创新带动体制创新,以体制创新促进科技创新,加强原始性科学创新,加强战略性技术创新,实现气象科技理论水平和技术水平的快速提升,为中国气象事业的跨越式发展提供强有力的科技支撑。
气象科技创新要将气象基础理论研究,气象在国家安全、经济社会发展、生态环境建设、人民生活等各领域的应用研究与技术开发以及气象业务系统自身的科技进步等作为重点,力争在气象基础理论创新、技术创新和体制创新等方面有所突破。
(一)加强理论创新,提高气象科学基础理论研究水平
瞄准世界气象科学发展前沿,结合我国中长期发展战略需求,部署若干前沿领域特别是交叉科学气象基础研究的大型科学和试验计划,组织国内外优秀人才形成攻坚团队,建立相应的支持、运行和评价机制,力争推出一批世界一流的科学创新成果。
要从水圈、冰冻圈、岩石圈(陆面)和生物圈对全球气候的影响、作用、相互反馈的角度,全方位地研究大气运动变化的本质,探索天气、气候系统演变规律和预报预测,加强气象基础理论研究和原始性创新,为气象科学技术的研究与发展奠定坚实的理论基础。
我国气象科学在国际上以东亚季风动力学及其预测、青藏高原气象学、江淮梅雨、短期气候预测和季风区全球变化等研究著称。未来20年应遵循重点突破原则,面向世界气象科技前沿,加强基础理论研究,重点开展天气气候系统物理动力学、气候预测科学、数值模式研制、气候变化的影响、气候与生态环境相互作用、东亚暴雨、大气化学和大气环境等方面的研究。
(二)高度重视技术创新,为提高综合实力提供有力支撑
加强高新技术研究,提高气象应用水平;开展科学数据管理技术和共享技术研究,加强气象资料处理和共享能力建设;高度重视探测技术的创新,为气象科学、大气环境、海洋科学等研究领域的原始创新提供强有力的技术支撑。通过遴选先进成熟的科技成果和实用技术进行系统集成,大幅度提高气象事业的技术水平。
把气象科学及相关领域科技含量高的前沿技术和研究成果或开发的新技术及时应用到重大业务技术领域,加快新一代探测技术和自主研制高分辨数值预报模式的业务应用,鼓励和支持大气探测方法及仪器设备、气象业务方式与效果的改进工作。根据国家与社会需求不断拓展领域,利用最新媒介和信息技术,不断更新手段,加强针对城市交通、人民生活、大气环境、疾病防控、农业生产、防汛抗旱等专业气象预报技术的研究工作;加强防雷防雹、增雨消雾等人工影响天气技术的研究工作;加强为城市规划、建筑施工、生态环境建设与治理、水利工程等领域服务的气候预测预估和评价技术研究;加强对农业设施、居室、交通工具及其他人工环境下的小气候调节控制技术等研究工作。
(三)积极推进体制创新,为构建气象科技创新体系提供保障
1.进一步完善气象科技创新体系
通过改革,建立适应社会主义市场经济体制和气象科技自身发展规律,与国际接轨的气象科技创新体系。继续深化科技体制改革,建立适应国家创新体系建设要求的科研机构管理运行机制,以体制创新促进气象科技创新。进一步优化科技资源配置,组建精干、高效的国家科研队伍,承担基础性、公益性研究,着重解决气象事业发展的全局性、关键性和前瞻性重大科技问题。强化制度创新,在用人机制、分配制度、科研立项及成果评价机制等方面不断进行探索和创新,建立健全“流动、开放、竞争、协作”的高效运行机制,充分调动广大科技人员的积极性和主观能动性。
2.着手建立气象科技评价体系
按照“职责明确、评价科学、开放有序、管理规范”的原则,建立现代科研院所管理制度。遵循“目标导向、分类实施、客观公正、注重实效”的要求,着手建立气象科技评价体系。采用国际通用的评价方法,聘用海外科学家参与科技评价,对各个层次、各种性质的研究开发活动的绩效和水平进行合理评价,引导研究开发方向及创新资源的合理配置,提高研究开发人员的水平,使科技评价真正发挥激励创新研究开发活动的功能。建立健全气象基础研究创新、气象应用技术创新、气象软科学研究等各类气象科技创新活动的分类评价方法,明确气象科技创新评价的法律责任,建立和完善科技创新激励机制,推动气象科技的持续健康发展。
二、全面实施人才强业战略,提高队伍整体竞争力
牢固树立科学的人才观,充分认识人才资源开发在气象事业发展中的基础性、战略性和决定性作用,把实施人才强业战略作为推动气象事业长远发展的一项重大而紧迫的任务抓紧抓好。
实现我国气象事业的跨越式发展,关键在提高队伍总体素质的基础上,培养和造就一批具有创新能力的高层次人才。因此,气象人才建设的重点在于加大人力资本投资,实现人才资本价值,调整人才资源结构,造就一批国际化、创造型和复合型的高层次人才和高技能人才。同时要推进体制和机制创新,优化人才成长环境,以人才资源能力建设为主题,以调整和优化人才结构为主线,培养和造就一批拔尖创新人才和一流学者,全面实施人才强业战略。
(一)以高层次人才和高技能人才培养为重点,带动队伍整体素质提高
人才战略要有突破性、预见性,要打破常规,增强机遇意识和人才意识。首先要抓住高层次人才和高技能人才这两个重点,通过气象拔尖人才创新开拓的带动作用,实现气象事业的跨越式发展。要下大力气把气象高层次人才和高技能人才队伍建设好,培养和造就一批气象科学领域拔尖创新人才和一流学者,形成稳定的科研业务技术骨干和学术带头人队伍,在世界科技舞台上保持人才队伍的核心竞争力。
(二)加大人力资源开发投入,实现人力资本增长
气象人力资源是气象事业发展中最能动、最积极、最活跃的因素,是中国气象事业发展的第一资源。气象人力资源开发必须有与第一资源开发相应的足够的经费保证。要围绕人力资源能力建设,通过加强教育培训等工作,将人力资源转化为人才资源优势,实现人力资本增长。人力资本和物质资本都是气象事业发展不可或缺的生产性投资。以人为本,加速改变注重物质资本积累的倾向,不断加大人力资源开发力度,加大对气象教育培训的投入,强化与经济发展相适应的人力资本投入,充实气象人力资本积累,为我国气象事业在国际舞台充满活力的竞争和国家可持续发展的强大需求提供人才保证。
(三)调整人才资源结构,建设开放的人才体系
充分利用国内外两种资源,用好现有人才、稳定骨干人才、选拔优秀人才和引进急需人才,建设开放的人才体系。利用各种形式,引进国外智力。全面部署基础研究人才、应用研究人才、技术人才和管理人才,形成气象业务、科研、和教育三位一体的人才资源布局。采纳教育部和科技部的成功经验,实施类似“长江学者”计划的科技队伍建设计划,像抓重大工程建设一样抓人才工程建设。同时加强综合协调,调动行业的积极性,充分发挥行业资源优势,建立业务部门、科研、教育等机构在人才培养、科学研究方面的联合机制,搭建人才成长的大舞台,在教育、科研、业务发展过程中落实高水平科技人才队伍的建设规划。
在分工明确、各有侧重的基础上,通过广泛交流、资源共享,形成气象人才在国家层面上的强大合力,凝聚我国气象科技在国际上的竞争实力。通过对气象监测、气象服务、气象研究、气象技术、气象管理等各类人员的合理规划,形成不同层次,满足不同需求的气象人才梯队,积极稳妥地改善气象队伍的总体结构,提高队伍的综合素质。
(四)推进人机制和体制创新,优化人才成长环境
以科技创新跨越发展战略目标为依据,以人才结构调整与优化为主线,以拔尖创新人才为重点,为各类人才脱颖而出创造更大的舞台和更多的机会。为此,要遵循“四个原则”,体现好“三个留人”。
“四个原则”是,第一,坚持德才兼备的原则。这是人才各要素中至关重要的;第二,有利于吸引与凝聚优秀人才的原则。任何政策的制定和战略的推出,一定要有利于吸引和凝聚优秀人才;第三,有利于培养与造就未来人才的原则;第四,有利于人才结构动态优化的原则。
“三个留人”是事业留人,感情留人,适当待遇留人。要围绕人才的培养、选拔、使用等关键环节,不断创新体制和机制。以深化人事制度改革为突破口,完善竞争与激励机制,建立开放型的人才体系和科学的人才评估体系,加强创新文化建设,在公平竞争中识别人才,在创新实践中培育人才,在工作生活中关爱人才。营造有利于人才健康成长和充分发挥作用的环境,完善人才培养、使用和激励机制。打破部门利益、资源垄断、重复浪费的狭隘观念,努力营造全国气象事业无界限的发展环境。
三、深化改革,促进资源与信息共享
要在国务院统一部署和领导下,不失时机地推进气象行政体制改革,逐步实现部门行政向公共行政的转变,从体制上为中国气象事业各项战略任务的实施提供保障。在此基础上进一步加快中国气象资源的有效整合,实现资源合理配置和开放共享,促进资源高效利用。
(一)积极推进管理体制改革,实现部门行政向公共行政的重大转变
现行气象管理体制对推动和保障气象事业的发展发挥了重要作用,但随着我国改革开放的深入及社会主义市场经济体制的不断完善,全球变化特别是气候变化对国家经济、社会发展和环境、外交、国土安全等领域产生深远影响,气象事业发展的体制性障碍日益凸现。体制性障碍具体表现在部门行政色彩浓厚,行政管理职能狭隘,难以应对全球变化带来的挑战及形成对气候系统的全面认识。这种状况不适时改变,将会严重影响和制约新世纪气象事业的发展,拉大我国气象科技发展水平与国际水平的距离。
完善现行气象管理体制,实施气象管理体制创新势在必行。为此,要加强各级气象行政管理机构建设,明确国家气象主管机构与有关部门气象行政管理的职责和权限,建立适应气象事业全面、协调和可持续发展要求的行政协调机制,强化社会管理职能、行业法规和标准,改革和完善行政审批制度。国家气象行政管理机构特别要在协调气候观测系统建设和布局,应对全球变化等方面发挥统揽全局、综合协调的作用。同时要通过管理体制创新逐步建立符合中国气象事业发展规律、行为规范、运转协调、公正透明、科学高效的气象行政管理体系。
(二)尽快建立资源共享协调机制,不断提高资源共享水平
以发展战略目标和国家宏观调控政策为导向,加强气象资源的协调和管理,通过各级行政管理部门的统一规划、统一布局和统一标准,建立高效资源共享协调机制,早日实现资源合理配置和共享。
1.加强行业气象工作,统一全国气象业务布局和总体设计
加强气象行业管理是实现资源全面共享的关键。根据发达国家气象行业管理的经验,结合中国国情和气象事业发展实际,成立气象行业协调委员会,统一规划气象事业的发展、统一协调重要气象设施的建设和业务布局,统一制定行业气象技术标准,避免重复建设、重复投入。气象行业协调委员会应由国务院气象主管机构领导和有关部门主管气象工作的领导组成。要从我国气象事业发展的实际出发,依靠科技进步,进一步加快气象现代化建设步伐,坚持大型气象专用技术装备统一协调、合理布局,充分调动各方积极性的原则,发挥各自优势,共同促进气象现代化建设的发展,不断提高气象预报准确率,不断提高自身的服务能力和水平。
适时调整现有气象监测网络和业务格局,通过建立有效协调机制,将水利、农业、林业、航空、海洋、环境监测、科研、军事等部门的气象监测网络和业务纳入总体布局。虽然其他部门气象监测站网的观测具有特殊性,气象业务和服务内容各有侧重,但其获取的气象资料及开展的相关业务仍然是国家气象资源的重要组成部分,应在国家层面上进一步统一。
在国务院领导下,统一制定气象事业发展规划,加强重大气象基础设施建设和布局的专项规划编制工作,避免大型气象专用技术装备和气候系统监测网络等气象设施的重复建设。尽快制定雷达、卫星和探测系统等专项规划。及时提出气象科学技术和业务发展的顶层设计,保持与我国气象事业发展总体战略协调一致,增加气象行业的凝聚力,充分调动行业内各部门的积极性,优势互补,促进相关业务工作的交流及科技成果的共享。
国务院气象主管机构应通过制定、实施气象技术标准,保障共享气象信息资源的质量。要加强气象标准化建设,建立气象标准化体系,研究制定和完善气象标准、规范和规程,建立健全以综合探测、气象仪器设备、天气气候产品和气象服务技术为重点的气象标准体系,并保证其贯彻实施。同时要逐步执行统一的气象技术标准、规范和规程,推进全行业规范化的岗位培训,实行气象业务人员统一资格考核,以推进全行业气象业务的规范化管理。
2.建立军民共用的气象保障体系
当今世界军用、民用技术日趋融合,高新技术两用化特点越来越明显,建立军民结合、寓军于民的气象体系已成为大势所趋。在中国气象事业未来发展中,这也是一个值得深入探讨的重要课题。在全球科技高度发展,气象监测陆、海、空手段多样,技术先进的当今世界,宏观上气象已无更多的秘密可言,这是军事气象民用化的前提。另一方面,中国军事气象又有其特殊性,需要认真区分,深入探讨军事气象民用的途径与内容,构建军民共用的气象保障体系。
(三)建立现代气象业务技术体系,逐步实现资源整合
现代气象业务技术体系是中国气象事业的骨干构架之一,需要结合气象事业体制改革的总体思路,全面设计适应中国经济社会协调发展、符合我国国情、满足不断发展需要的现代化业务技术体系及与之适应的管理和运行体制。通过业务技术体制改革,对目前我国气象业务技术格局进行适当整合和建设,形成优势互补、资源共享、规范兼容、协调发展的现代化气象业务技术体系。通过气象业务技术体制创新,协调国家各有关部门的气象业务,逐步形成气候系统五个圈层之间协调发展的机制,实现气象资源和资料的合理利用和共享,充分发挥气象现代化建设及国家对气象事业投入的总体效益。
建立适应中国气象事业长远发展的综合监测体系,不断完善现代气象信息存储与分发体系,建设高性能计算机系统和气象公共信息系统平台。加强国家层面预警、预报、预测、预估及评价体系建设,建立面向各级决策层和面向公众的公益性服务体系,逐步建立完善的、满足不同需求的多层次服务体系。
(四)构建数据平台,实现数据全面共享,促进资源高效利用
气象数据是社会共有的重要资源,作为公益性数据是国家资源的重要组成部分。最近30年积累的科学数据总量已经超过人类5000年发展史所积累的数据量总和。气象数据涉及社会、经济、科技、教育各个方面,气象数据的需求无处不在,其公益性共享、资源性开发利用有巨大潜力。
要在前期数据开放的基础上建成科学数据共享平台,通过资料交换等方式实现科学数据共享,充分发挥国家气象信息网络资源的总体效益。在实行信息资源共享的同时加强对科学数据的管理,不公开发布涉及国家安全的机密数据或按规定不能扩散的信息。
同时要科学合理布局地面监测、高空探测、特种观测、天气雷达和气象卫星接收及气候监测等综合气象探测网络与台站建设。进一步提高观测的自动化程度,降低获取数据的成本,建立服务性管理体制,确保公益性资金投入。要结合体制改革的推进逐步解决气象及相关资源的合理和高效配置,不断向实现卫星资源多用性、雷达资源全局性、海洋资源基础性、地面资源综合性、数据资源公益性的气象资源高效利用目标不断迈进。
四、建立以公共财政为主的气象投入机制
加快气象事业发展是各级政府和整个社会的共同责任。要根据气象事业的公益性特征,建立稳定可靠的以公共财政投入为主的气象投入体制,将气象事业发展纳入各级政府预算,设立专项支持资金,为气象事业可持续和跨越式发展奠定坚实基础。
(一)进一步完善投入机制,明确各级公共财政的气象支出责任
要划清中央、部门和各级政府对气象事业发展的事权,把气象事业发展全面纳入各地经济社会发展规划,明确各级财政和部门的支出责任,建立稳定的以各级公共财政投入为主的气象事业投入体系。各级政府应将国家和地方气象事业纳入中央和地方同级财政预算,根据当地经济的发展和需求逐步增大投入,完善稳定的投入机制。中央各有关部门也要加大对专业气象工作的投入,把对气象的投入列入重点支持领域。
首先,中央政府应把气象事业发展纳入国家经济社会发展中长期规划及国家中长期科学和技术发展规划,加强与天气、气候和气候变化有关的科学问题及重大经济社会问题的研究,从全局和战略高度重视解决中国气象事业发展面临的紧迫和关键问题,从国家层面上促进气象事业的发展。其次,各部门应将专业气象事业纳入相应发展计划和规划,地方各级政府也应把气象事业纳入相应的经济社会发展规划。在气象事业发展规划的统一指导下,进一步提高建设与项目的科学性和共享性,通过投资引导和监督管理,规范气象投资渠道,避免低水平重复建设,不断提高气象投资效率,充分发挥现代化建设的效益。
(二)满足需求,不断加大公共财政投入力度
实施中国气象事业发展战略,增强中国气象事业发展能力,对继续加大公共财政投入提出了新要求。中国气象事业发展战略分析了中国气象事业发展面临的突出问题和薄弱环节,根据全面建设小康社会的需求,结合对当今世界气象科技发展前沿的分析和今后发展趋势的预测,提出了对中国气象事业发展能力、对气象更好地服务于全面建设小康社会和环境外交至关重要的若干重大建设工程。实施这些工程必然要求国家和各级政府进一步加大对气象的投入。目前我国对气象事业的投入总体水平远低于发达国家和地区的水平。以2002年为例,我国气象灾害造成的经济损失居世界第一位,因灾死亡人口居世界第二位,而同年我国气象事业的投入水平却明显偏低,气象总投入为3.57亿美元,只相当于美国的1/8和日本的1/2。从人均国内气象投入、气象人均投入和国土气象投入三个指标来看,均远远低于发达国家的水平。我国人均国内气象投入为0.28美元/人,人均负担气象经费2.32元,仅相当于美国的1/36、澳大利亚的1/30、法国的1/21和日本的1/17(表5.1)。在保证国家重点气象工程建设、气象科研和技术推广、人工影响天气和防灾减灾投入的前提下,为解决水资源短缺和满足生态建设的需要,应着手建立人工影响天气基金,充分调动中央和各地政府的积极性,加强区域调度和合作,提高效益。
?
表5.1 部分国家和地区气象投入比较
?
国家和
地区
经济发展水平①
人均GDP
(美元)
气象灾害影响程度②
投入力度
死亡人口
(人/年)
经济损失
(亿美元/年)
气象投入③
(亿美元/年)
人均国内
气象投入④
(美元/人?年)
国土气象投入⑤
(美元/平方公里?年)
气象人均投入⑥
(美元/人?年)
美国
35888.59
227
19.14
29.00
9.99
309.41
604166.70
日本
31285.62
5
0
6.16
4.84
1628.82
102157.70
英国
25792.50
15
0.78
2.30
3.83
944.17
102495.50
德国
24029.42
46
91.29
2.87
3.48
802.76
109139.40
法国
23429.32
30
11.81
3.48
5.78
630.89
99428.57
澳大利亚
20803.77
20
3.00
1.67
8.47
21.74
111466.70
韩国
9877.93
116
3.88
0.65
1.35
655.99
60459.54
俄罗斯
2397.49
433
5.08
/
/
/
/
中国
963.48
1338
180.07
3.57
0.28
37.17
6273.74
印度
490.62
2806
9.62
/
/
/
/
越南
400.00(约)
207
0.43
0.13
0.16
39.45
3963.42
①GDP为2002年数据,人口数为2003年估计数。其中中国数据未包括香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾省。越南数据来自中华人民共和国外交部网站,其他资料来源:http://zh.wikipedia.org/。
②为2002年数据。资料来源:ADRC-Natural Disasters Date Book-2002/http://www.adrc.or.jp; www.unisdr.org。联合国减灾国际战略统计的气象灾害主要包括暴雨、暴风雪、洪水、干旱、龙卷、台风等,雷电灾害未统计。
③由于各国管理体制差异较大,有些国家气象工作比较集中,投入也就集中,而有些国家相对比较分散,投入也就分散,这样就造成投入统计口径差异较大。例如我国气象投入分散于国家气象部门和国防、民航、农业、林业、水文等多个系统,而英国则都集中于国家气象部门,此外美国对气象卫星的投入也不在NWS的统计范围内,而归NASA,所以在总量上的比较相对困难。这里的投入包括政府投入和一定的气象收入。各国财政投入的资料源自中国气象局代表团访问有关国家的报告及有关国家的气象财政报告,研究者未经全面核实。
④人均国内气象投入是指该国家或地区居民人均气象投入,即人均国内气象投入=该国或地区气象总投入/该国或地区人口总数。这项指标主要体现该国或地区人口气象事业负担额。人口数据引自中华人民共和国外交部网站。
⑤国土气象投入是指该国或地区单位国土面积上的气象投入数,即国土气象投入=该国或地区气象总投入/该国或地区国土面积。国土面积数据引自中华人民共和国外交部网站。
⑥气象人均投入是指该国或地区每个气象职工获得的投入数,即气象人均投入=该国或地区对气象总投入/该国或地区气象从业人数。这项指标主要体现该国或地区的气象事业的支持力度。
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(三)加快全局性重大工程项目建设
重点加强气象基础设施建设投入。要明确气象事业发展重点,把有限资源用在对气象事业发展具有全局性影响的重大工程项目的投入上。科学规划和分部门实施有利于实现全国资源共享的高性能计算机及网络系统、有利于各有关部门协调发展的中国气候观测系统和有利于发挥综合效益的中国对地综合监测卫星系统等。持续加大对气象科技发展和人才队伍建设的投入力度,持续加大对重大基础研究项目、影响气象业务服务的重大技术开发项目的投入。加强国家和省两级气象培训体系建设,重点加强国家级培训基地建设,建立稳定的人才培养和队伍建设投入渠道。实施投入倾斜政策,促进区域气象事业协调发展,国家要在投资项目、财政投入等方面加大对中西部地区气象事业的投入力度,逐步建立长期稳定的西部气象事业开发与建设资金渠道。
五、建立健全法律法规体系,加大执法力度
气象法制建设是具有中国特色社会主义法律体系的重要组成部分,是中国气象事业全面、协调、可持续发展的重要保证。加强气象法制建设是全面落实依法治国基本方略和全面推进依法行政的必然要求,是依法规范气象活动、管理气象工作、促进气象事业发展、有效防御气象灾害、维护安全和社会稳定的需要。
(一)完善气象法律法规体系,提高立法质量
为适应社会主义市场经济发展、社会全面进步和加入WTO的新形势,要完善气象法律法规体系建设,逐步建立以《中华人民共和国气象法》和有关法律为主体,由气象行政法规、地方性气象法规、地方政府规章、部门规章、规范性文件以及各类技术标准、规范和规程组成的气象法律法规体系,为气象事业全面、协调、可持续发展提供法律保障。启动我国已经缔结或参与的与气象有关的国际条约的国内立法,通过制定相关的气象法律规范,全面履行我国在国际协定中的承诺。
要积极完善防灾减灾、自然资源开发利用及生态环境保护和建设的法律制度,提高公共服务和为可持续发展服务的能力和效益。进一步推进气候资源立法进程,抓紧建立合理开发利用和保护气候资源的法律制度,促进经济、社会可持续发展。积极完善气象防灾减灾法律制度,将防御气象灾害的法律制度列入国家将要制定的紧急状态法,制定气象灾害防御应急条例,依法建立突发性气象灾害防范应急机制,最大限度保障社会公共安全和人民生命财产安全。进一步推进地方气象立法工作,积极建立并推行统一的气象行业标准、规范,促进资源与资料共享。统筹考虑气象法律规范的立、改、废,对那些不符合经济体制改革和政府机构改革精神的法律规范,要及时依照法定权限和程序进行清理、废止和修订。
进一步认识和把握气象立法规律,使气象立法进程同新时期气象事业改革、发展的进程相适应,同完善社会主义市场经济体制下全面建设小康社会的新形势相适应。在气象立法过程中,要以宪法为依据,按照法定权限、遵循法定程序立法,气象行政法规不得同宪法和气象法律相抵触,地方性气象法规和规章不得同宪法、法律、行政法规相抵触,处理好规章之间的矛盾。要按照法规规章备案的规定,进一步加强气象法规、规章的备案审查工作,不断创新立法技术和立法机制,通过强化调查研究制度、征求意见制度和专家咨询、论证制度,促进气象立法决策的民主化、科学化,切实提高立法质量和实效。
(二)加快气象行政执法体系建设,确保法律法规贯彻实施
1.提高气象行政执法能力
健全各级气象法制工作机构,加强执法队伍建设,强化气象执法人员的业务培训,完善气象行政执法运行、管理和监督机制,建立健全气象行政执法责任制、评议考核制及执法错案责任追究和罚没款罚缴分离制度,形成机构健全、队伍精良、制度完善、管理规范的气象行政执法体系。努力做到有法必依,执法必严,违法必究,不断提高气象行政执法的能力和水平。
2.完善执法程序
要充分认识执法程序在整个执法工作中的重要作用,加快气象行政许可、行政执法监督和气象行政复议工作的规范化、法制化进程,修改和完善气象行政处罚程序和执法文书,建立健全行政复议制度,修改和完善气象行政复议程序,建立气象行政许可制度和行政诉讼代理制度,严格依照规定程序执法。
3.加强气象执法检查和案件查处
建立气象行政执法动态执法监督检查机制,组织各级人大、政府对气象法律法规实施情况的检查、调研活动,抓住执法中的热点、难点问题,实施重点监督检查。依法查处违法案件,不断提高办案能力和水平,坚持严格执法、廉洁执法、文明执法,依法履行法律、法规赋予的行政管理职能,保障气象法律法规的全面实施。
4.强化气象执法监督
切实加强对气象主管机构和气象行政执法工作人员行政行为的监督。建立有效的气象行政执法监督机制,避免和防止权力滥用。加强部门内部的层级监督和专项监督。加强群众监督,各级气象主管机构要将气象执法活动置于群众监督之下,建立社会投诉制度、政务公开制度和群众来信来访制度,充分发挥全社会的监督作用。
(三)加强法制宣传教育,提高全社会气象法律意识
深入开展法制宣传教育,全面提高全社会特别是各级领导干部的法律素质,把法制教育和思想道德教育紧密结合起来;努力实现由提高公众法律意识向提高法律素质的转变,由注重依靠行政手段管理向注重运用法律手段管理的转变,为推进依法行政奠定基础。
注重培养全社会的现代法制观念,增强自觉运用法律、法规手段规范自己的言行,做到遵纪守法,能依法维护自身合法权益的意识。坚持法制宣传教育与法制实践相结合,以气象法制宣传教育为基础,依法行政为重点,把气象法制宣传教育工作落实到依法管理的实践中去,推进气象依法行政进程,全面提高气象依法管理能力和水平。
六、加强国际合作,扩大对外开放,支持履约行动
坚持实施对外开放战略,加大对外开放力度,认真履行国际公约,加强国际合作与交流,加快与国际接轨步伐,扩大气象事业发展空间。坚持“引进来”与“走出去”相结合,全面提高对外开放水平,通过参加我国的科技外交和环境外交工作,更好地服务于国家总体外交战略和气象事业发展战略。
(一)广泛开展国际合作,提升国际地位
积极参与地球环境领域的国际合作,大力支持我国科学家在WMO等有关国际组织及其技术委员会担任职务,帮助科技人员参加各种专业会议和国际培训,主动发起并主办地球环境领域有关的国际研讨会,提升中国在国际科技领域的地位和作用,维护国家利益和经济社会安全。进一步拓展多边、双边气象科技合作领域,聘请国外顾问,成立国际专家咨询委员会,发起和主办国际性气象科技系列论坛。
1.加强和发达国家的双边科技合作
面向世界,面向国际地学科技发展前沿,学习和掌握发达国家的先进思想、技术、方法和经验,实现气象事业的跨越式发展。加强与发达国家的气象科技合作,通过气象科技合作扩大共同利益的汇合点。发达国家的气象科技在相当一个时期内总体上仍将处于世界领先地位,与这些国家的气象科技合作仍将是我们今后双边合作的重点。因此,要继续推进和发展与美国的双边气象科技合作,讲究合作效益,充分利用良好的合作基础,采取不同方式做好长远合作计划。根据各国特长,结合我国气象事业发展战略和重点工程建设项目开展合作,争取更大的合作效益。
2.加强和周边国家的双边科技合作
大部分周边国家处于我国天气系统的上游地区,和周边国家建立长期稳定友好的合作关系,开展全方位、多层次的科技合作,营造良好的周边国际环境,对促进中国气象事业的发展具有十分重要的意义。通过合作和发展中国家建立友好关系,在国际活动中互相支持;通过WMO的自愿合作计划(VCP)向发展中国家提供力所能及的帮助。
3.积极实施“走出去”战略
坚持“走出去”战略,让更多科学家和科技成果走向世界舞台,让更多气象技术及装备走向国际市场。积极支持科技人员参与多边科技合作与交流,鼓励科学家在国际科技合作与交流、双边合作、气象技术及装备的输出中互利合作、以我为主、讲究效益,促进我国气象科技水平的提高。
广大科技工作者要积极、大胆走向国际舞台,推出自己的成果,展示自己的实力。在积极推出科技知识与成果的同时,更加融合国际社会,贴近国际社会,逐步与国际社会接轨,始终站在科学技术发展前列。拥有高水平的气象技术装备研发和生产体系是气象事业可持续发展的必要保障。“走出去”参与国际竞争,也有利于我国气象仪器生产厂商加快企业改革和建立现代企业制度的步伐。这些企业可以通过在国外市场上的竞争和磨练改进管理制度,培养出一批熟悉国际业务的企业管理人才,增强企业的国际竞争力,促进企业的体制改革和发展。
(二)积极参与多边合作活动,发起和参与大型国际科技计划
积极参与多边国际气象科技合作,支持我国科学家争取尽可能多地参与有重大影响的国际大型科学计划和项目。结合我国的特色和优势,适时推出由我国科学家主导、与国际计划接轨的区域性研究计划。通过现有研究项目的整合,形成综合优势,推向国际并使其融入国际研究计划。
积极参与WMO各专业委员会、气候及气候变化领域的国际科技合作活动,特别是要面向环境外交,更多和更有效地参与和承担诸如极端天气和气候事件、防灾减灾、全球气候变化和可持续发展等领域的全球性科学研究和合作,积极参与其他国际组织,包括民间科技组织在内的大型国际科技合作计划与项目,如联合国开发计划署(UNDP)、联合国环境署(UNEP)、联合国教科文组织(UNESCO)、联合国粮农组织(FAO)和国际科学联合理事会(ICSU)等机构组织实施的科学计划和活动,了解联合国专门机构的发展计划和研究动态,引进新的技术和知识,结合气象业务的具体实际,实现气象事业的发展目标。
(三)积极支持履约行动,全力维护国家权益
随着世界各国环境意识的进一步提高和可持续发展的进一步推进,国际社会一直致力于通过缔结各种环境保护与发展的公约、协定、议定书等共同保护人类生存环境。1994年《联合国气候变化框架公约》生效并成为在国际环境与发展领域中影响最大、涉及面最广、意义最深远的国际法律文书。2002年9月,中国核准《京都议定书》。中国还是《保护臭氧层维也纳公约》、《防治荒漠化公约》和《生物多样性公约》等国际公约的签约国。这些国际公约不仅在中国的战略选择和国家行动中得到充分体现,而且在战略实施效果中取得了举世瞩目的成绩,为推进全球履约行动计划的实施做出了应有贡献。
公约的有效实施不仅有利于全球转向可持续发展道路,同时也有利于中国走可持续发展道路,实现中国经济社会发展的长远目标。中国是联合国一系列气候与环境公约的缔约方,中国作为发展中国家中的一个大国,所面临的社会、环境、经济、发展等问题比较突出,我国要认真履行义务,切实按公约办事,加大履约的责任,树立中国在世界上的良好形象。
作为公约缔约方,中国应积极履行公约为发展中国家缔约方规定的义务,积极参加公约的各项活动。
充分发挥我国在政府间气候变化专门委员会(IPCC)和有关国际组织中的重要作用,研究与公约相关的关键科学问题,建立履约的科学支撑体系,提供准确的科学信息和对策方案,为我国在水安全、食物安全、能源安全及国际公约中的国家立场提供科学依据。
七、加强领导,健全国民气象教育体系和公众参与机制
随着经济的发展和全面建设小康社会的逐步实现,气象与国家的可持续发展和与广大人民衣食住行各个方面更加密不可分。只有树立全社会的气象意识,切实加强对气象事业发展的领导,健全国民气象教育体系和公众参与机制,倡导全社会共同关心、重视和支持气象事业发展,才能实现从气象大国向气象强国跨越这一宏伟蓝图。
(一)切实加强对气象事业发展的领导
从服从、服务于经济社会发展和人民生活的需要出发,以“世界眼光,战略思维”和创新精神,把加强气象事业发展的领导放在国家发展战略、中华民族利益、国家安全和保障可持续发展的高度来重新审视,把气象事业的发展纳入国家创新体系,切实加强领导。
发展气象事业是全面建设小康社会的重要组成部分。各级党委和政府要不断提高对发展气象事业重要性的认识,高度重视和支持气象工作,做到认识到位,责任到位,政策到位,工作到位。加强气象行政机构和领导队伍建设,提高依法行政和行业管理水平。
(二)健全国民气象宣传教育体系
国民气象教育要围绕干部教育、公民教育和专业教育形成多层次、全方位的体系,广泛宣传科学知识和基本国情,倡导正确的气候、环境与可持续发展观念。同时,通过宣传工作向全社会展示新世纪气象人的精神风貌,讴歌气象人精神,展示气象高科技的形象,使社会各界了解气象,关心气象,支持气象,应用气象。
加强气象文化阵地建设,充分利用气象科普基地和影视、广播、报刊、图书、网络及其它有效手段,宣传气象知识和气象事业取得的成就,把发展与传播先进文化和促进人的全面发展作为气象科学普及和宣传的重要方向,围绕中国气象事业发展重大工程建设广泛开展科普活动,做到创新与普及并举,采取有效措施使气象科学技术走近民众、走向社会,提高全民合理利用气候资源、防灾减灾意识和气象科技素质,增进全社会天气、气候、气候变化和气候资源的科技意识。
利用世界气象日与其他国际科技活动日,发动各类学术团体与民间组织,积极开展气象科普活动,扩大气象科技创新活动在全社会的影响,加强气象事业与工农业、国防、生态环境保护、城市规划建设等产业、行业与领域的科技合作,促进气象科技向社会发展与国民经济的深度和广度进军,不断开拓气象科技创新领域。
通过各类新闻媒体,准确及时客观地把气象信息特别是重要的天气、气候变化信息传达给社会公众;加强中小学的气象知识教育,普及气象基础知识;进一步加强农村气象科技宣传与普及,增强广大农民利用气象科技促进农业发展的能力。要把气象宣传和气象科技的普及纳入社会公益性宣传议程,大力加强气象宣传和气象科技、法律知识的普及,不断提高全社会的防灾减灾意识和气象意识。
(三)建立和完善公众参与机制
要通过建立各级政府、企业、公民、社会间的沟通和协调机制,加强社会公益组织的能力建设,集中民智,反映民意,鼓励公众及社会公益组织参与气候资源开发利用的管理和监督。努力提高公众保护全球气候资源的参与意识,引导公众建立有助于减少温室气体排放的生活方式和消费模式。
吸引社会各方面人力、物力和财力资源投入气象事业发展;积极创造条件,建立一支社会志愿观测队伍。从法律、政策等方面为气象事业渗透并融入社会主义市场经济体制提供良好的外部环境。