【CMA】博贺海洋气象科学试验基地:临海觅珍宝 荒地写丰饶

发布日期:2016-04-12阅读:1288 次

    十年

    2007年初,中国气象局广州热带海洋气象研究所海洋气象首席黄健来到茂名博贺新港区北山村时,这里还是光秃秃的一片。

 

    建站近十年来,家在广州的老黄始终往返奔波。4小时车程,每月都有两三次,老黄几乎就在基地宿舍扎了根。“学的就是这个,喜欢。”

 

    老黄说“喜欢”,是喜欢这里海岸线平直,无地形阻挡,利于对各种海洋和大气参量进行观测。同时,这里也是台风及破坏性海浪和风暴潮的多发区,观测数据对研究南海台风、改善预报精度有重要意义。

 

    建站时,国内海气相互作用研究处于起步阶段。科学家只能利用国外研究机构的公开数据进行研究,自己的数据几乎空白,建站的意义就在于获取第一手数据。但建立较为完善的观测体系竟然用了近十年。

 

    和工程人员共同画图设计,克服海上建设工程难题,搭建海上综合观测平台就花了两年;为给它配备9公里长的海底光电复合缆,解决太阳能供电不稳定的问题,又花了近四年;引进、集成、调试各种海洋观测、大气边界层观测、天气背景观测及海面波流观测的高科技仪器设备,检验它们在不同环境条件下性能,确保观测数据的质量,更是漫长。

 

    头几年,公寓没有建起来,老黄和同事们住板房。台风到来时,不仅扫荡观测基地的防风林,房顶也随着强风,纸片般飞起,再重重砸下。后来,每次台风来时他们都要用铁丝、钢缆固定房顶,将板房捆成“粽子”。

 

    2015年11月,在专家评估鉴定会上,老黄攥着书写着这十年的近200页报告材料,收获了专家组成员一致认可——博贺海洋气象科学试验基地获取的综合观测数据,对海洋气象科研和业务及相关学科的发展起到重要支撑作用;我国首个海洋气象综合观测体系的建立,填补了我国海洋气象观测的空白,观测能力达到国际先进水平。

 

    日常

 

    面朝大海,不一定都是春暖花开,还有设备损毁的困扰。

 

    老黄就是这样。他告诉记者,在博贺海洋气象科学试验基地,仪器设备维护是一项大工程。海洋环境条件恶劣,短期观测试验容易,长期的运行维护十分困难。

 

    老黄的工作常常是这样一幅画面——

 

    起床发现监控平台的数据出现异常。他一拍脑袋,嘟囔一句:“又坏了。”

 

    这次坏的是位于距离海岸6.5公里、水深16米处海上平台的仪器。海上平台——这个在海面上看起来孤零零的“铁架子”,海面以上25米,以下27米,有7层支架和两个10米的副塔,搭满进行海气通量、海面波流、海洋边界层结构及海洋飞沫观测设备。

 

    接下来,老黄评估哪里出了故障,该如何维修。随后,他通知广州方面配齐需要更换的仪器或配件、安排技术人员、租船,等待好天气随时出发。

 

    不能乘大船去,大船的撞击力会对海上平台的结构和观测仪器设备产生影响;也不能乘快艇,如果快艇不慎碰到海上平台,艇体很可能被击穿。只剩下渔民的木船了。在海上颠簸50多分钟, 老黄爬上“铁架子”,只想抓紧时间维修好。

 

    这样的场景每十几二十天就要上演一次。

 

    “如果都只是这种颠簸就好了。”老黄回忆着,“抢时间维修遇到坏天气才是要了命。”2014年台风“海鸥”来袭前,海上观测平台的变压器坏了,必须赶在台风到来前修好备用电源,以便准确观测风浪。所有渔船都在归港,只有他们的小木船顶着近两米的海浪,迎风而上。

 

    除了海上观测平台,位于陆地的陆基观测站,附近岛屿上的100米观测铁塔,甚至是100公里海面上的10米观测浮标——这些基地的组成部分,都面临被台风海浪冲坏、被风暴潮损毁、被海盐侵蚀,甚至被渔网缠住的威胁。

 

    面朝大海,修理和维护变成日常,占了老黄全部时间的五六成。

 

    沉淀

 

    细数团队十年来的成果,老黄神采飞扬。

 

    比如2015年开展了海洋飞沫过程观测,而国际上,飞沫现场观测少之又少。

 

    粒径较小的水滴在大气湍流的作用下上升到高空,成为海洋气溶胶。海洋气溶胶占全球气溶胶的44%,对云的微物理和化学性质、地球圈辐射平衡有非常大的影响,是气候预测最大的不确定因素之一。较大的水滴参与海洋-大气界面的动量和热量交换过程,尤其是其向大气的热量输送,有利于台风的生成和发展,有可能对台风的强度突变有重要影响。

 

    尽管国外台风预报模式逐渐开始考虑飞沫因素,但不同研究机构的飞沫参数化公式相差很大。我国南海的热力和理化性质都有其特殊性,有自己的数据,才能加深认识、更好地改进模式的预报性能。

 

    自2009年以来,广州热带所海洋气象团队和茂名市气象局以基地为依托,承担3项国家973计划项目课题、2项公益性行业专项、13项国家自然科学基金、19项省部级项目的外场科学试验;开展了台风、海雾、春季海上强风等海洋灾害性天气的观测试验;开发了海浪、风暴潮、海洋环流和海雾等5套业务预报系统;自2014年以来,重点开发新一代高分辨率海洋气象数值预报系统GRAPES-MAMS,成为海洋气象数值预报业务新的工作增长点;此外,还为国内气候预测、物理海洋、电磁传播、激光制导、大气波导等相关学科的发展提供了良好的基础条件。

 

    “这些观测只有做了,才有发言权。”“许多工作都是开创性的,让人流连忘返。”慕名而来的国内外知名专家让老黄感到骄傲。

 

    但他也有气馁的时候。很多专家质问“为什么不多写论文”“为什么墙内开花,墙外香”。近年来,海洋气象团队发表了50多篇论文,但相比起来并不算多。“建设和维护实在花了太多时间。”老黄的辩解有些委屈。

 

    也有人质疑“一个单点观测站,花这么多钱有什么用,科研成果怎么落地”。对于热衷于基础研究的科学家来说,多年观测研究最终可能只反映在不同天气条件下海气相互作用的机理及海气交换参数化技术的改进中。

 

    不过,老黄认了。他就是想把不同条件下的海气相互作用过程描绘得更清楚些,哪怕再用几个十年,能让预报准确率提升一点,都是值得的。

   

    (中国气象报记者 孙楠 刘钊 通讯员 董永春  来源:《中国气象报》2016年3月24日三版)

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