人与自然是生命共同体。在经济社会发展过程中,尊重自然、顺应自然、保护自然,才能可持续发展。“十年九旱”的山西,发展之短在于水。大力保护和修复自然生态系统,有利于植被恢复和地下水位回升。

通过建立集观测、分析、预报、预警、评估、服务于一体的气象业务体系,在生态文明建设的资源开发、风险防范、科技支撑、生态修复等方面,气象都发挥着不可替代的作用。“气象+生态”呈现全方位、多领域的融入式发展,为生态文明建设“加”出更浓绿意,增添深刻内涵。 

推动“绿色增长”,发挥基础性科技保障作用

 大气在空间分布上是三维的。除了水平运动之外,大气还一刻不停地进行垂直运动,其温度、湿度和压强也是随时间变化的。大气的运动和变化就是天气现象的本质,而天气预报的基础就是对大气的精准观测。

为了增强对大气的垂直探测能力,我省建成了微波辐射计、L波段高空探测站、风廓线雷达和遍布全省的GPS/MET观测站。这样,把晴空大气在垂直方向上切层,对云的种类、云的结构等有了更深的探测能力。

气象综合观测系统是生态综合观测网的重要组成部分,是生态环境监测评估的权威数据来源。截至目前,我省已建成109个国家级气象台站,实现了能见度、固态降水、日照等的自动化观测,数据每分钟传输1次。

我省是“强对流”频发的省份,尤其在春夏之交和汛期,冰雹、短时强降水、雷暴大风等频发。为提高综合观测能力,我省建成了4713数字化天气雷达站、6个新一代天气雷达站、28部小型数字化雷达,以及中频雷达、移动X波段天气雷达等,实现了空间分辨率5公里,时间分辨率1小时的网格化预报。

作为影响自然生态系统的活跃因素,气候是自然生态系统的综合反映,天气、气候服务在生态文明建设中发挥着基础性科技保障作用。发展天地空一体化气象综合观测网络,全面提升全方位、多层次、自动化的立体综合监测能力,为严守生态保护红线、提高资源环境承载力、保护和修复山水林田湖草生态系统等提供高精度的监测评价产品,是气象为生态文明建设贡献的气象智慧和气象力量。

守望生态变化,生态遥感监测预警趋利避害

卫星遥感监测,是监测气候变化,实时掌握生态植被状况的又一利器。目前,我省已经在太原、临汾、阳曲等地部署了风云二号、风云三号、风云四号卫星地面接收站,建成了以卫星遥感观测为主,地面遥感观测为辅的生态遥感观测体系,基本形成面向山水林田湖草城气等的卫星遥感监测。

我省较早利用卫星遥感资料的领域是森林火点监测。现在,基于森林火险的监测已经能做到每天预报主要林区未来24小时的森林火险等级,并对林业病虫害进行预报预警。预报预警信息通过短信平台第一时间发送到一线。为了实现了各类遥感信息的网络化、自动化和精确化服务,我省自主研制了具有3S技术的“极轨卫星森林火情卫星遥感监测服务系统”技术,开发了“卫星遥感火情无线网络传输系统”,并通过“EOS/MODIS火情监测系统”,实现了高分辨率卫星资料监测和火情信息的快速、精准分析评估。

守望生态变化,推进绿色发展,着力解决突出环境问题,加大生态系统保护力度,改革生态环境监管体制是新时代发展生态文明建设气象保障服务的行动指南。目前,我省已经可以利用卫星遥感技术和相关资料开展森林草原火情、干旱、沙尘暴等灾害监测分析,以及农作物长势监测、土壤墒情监测、植被变化监测、气溶胶监测、水体变化监测、地表亮温和地物分类等生态环境监测与评估,并结合航空遥感监测项目开展灾害遥感监测预警服务和市域航空遥感综合调查等。

气候条件是人类社会生存与发展的重要物质基础,有利的气候条件是自然生产力、是资源,可被人类直接或间接利用。对太阳能、风能等的评估以及气候可行性论证,即是对气候资源的有效利用。目前,我省已经大力发展了风能、太阳能等清洁能源。在这一过程中,风电、光伏发电功率预报就成为一项重要内容,气象部门发挥趋利避害的作用,通过精细化评估、气候资源普查、数值预报等为能源科学调度提供数据支撑。

对气候资源进行监测预警,有利于趋利避害,而强化与自然生态安全、人居环境治理、绿色产业发展相关的气象实时监测、动态评估、风险预警、科学修复和依法监管能力,是推动“绿色增长”的重中之重。

生态修复好帮手,人工增雨年增降水30亿立方米

“十年九旱”是山西长期缺水的写照。数据显示,我省多年来的平均水资源总量仅占全国2.8万亿立方米水资源总量的0.4%。生态文明建设,最重要的依然是水。

围绕水资源开发,我省向云中进发。当云层达到一定厚度,云中有过冷水存在时,利用飞机或高炮、火箭将干冰、碘化银等催化剂播撒到云中适当部位,充当人工冰核,从而增加过境云的降水量。作为全国最早开展人工增雨防雹作业的省份之一,我省人工影响天气经历了从局部旱区作业到全域作业,从季节性作业到全年不间断常态作业,从1架飞机作业到4架飞机同时作业的过程,现在每年的飞行次数已经扩展到150架次,增雨目标总量达30亿立方米。高频次、立体化人工影响天气,为有效增加自然降水、改善生态环境做出了积极贡献。数据显示,2001年至2017年,我省年平均降水量达到496毫米,比常年平均偏多28毫米,增加了5.94%,平均降水量的增加对植被生长提供了良好的自然环境条件。

汾河是我省的母亲河,汾河流域自古经济发达、城市化程度高,但是近年来受气候变化影响,汾河流域季节性干旱频繁,水库、河渠干涸或断流,地下水位不断下降,甚至导致人畜饮水困难,直接影响了人民生活质量,使工农渔业生产、布局以及城市发展受到制约。2018年,人工增雨重点围绕汾河流域水生态修复、太行山和吕梁山林业生态修复、海河流域水源涵养区修复,实施汾河源头生态修复人工影响天气能力建设工程,依托气象综合监测站网,优化了太行山、吕梁山,汾河、桑干河、滹沱河、漳河、沁河、速水河、大清河等地区的生态气象监测站网,加强了森林、草地、湿地、河湖、农牧交错带等生态系统植被监测,形成了由37高炮、固定和移动火箭作业装置以及地面烟炉组成的高密度地面作业网络,作业影响面积达到了0.7万平方公里,年增雨2亿立方米。

同时,研制成功了国内首个人影飞机大气参数采集处理系统D/ XAS-45,为提升飞机人影作业效果和水平提供了科技支撑。“一种机载人工影响天气便携式交互系统”,方便了紧张作业中的工作人员对数据的监控和处理,有利于工作人员在最短的时间内做出高效的判断。

监测数据显示,近年来,我省植被覆盖发生显著变化,植被总体呈现变好趋势;地下水资源变好趋势明显,地下水位不断上升,部分水源地年平均上升高度达2米以上。(责任编辑:张淑萍)