第七节 其他方面研究 一、计算机应用技术开发 随着计算机的普及,黑龙江省各级气象部门都加强了计算机应用技术的开发研究工作,在计算机通信、各项业务的资料处理和图形图像显示、数据库建设与管理等方面取得了显著成绩,有20多项研究成果分获黑龙江省人民政府、国家气象局和黑龙江省气象局科技进步奖。
1986年,黑龙江省气象台与成都气象学院合作,以APPLE-Ⅱ型计算机为主,开发研制了自动编发气象电报及资料存盘的24路转报系统。1993年,又以386微机为主开发研制了40路转报系统。
1987年,黑龙江省气象台采用单板机及相应的软件和绘图仪,成功研制了自动填图机,取代了人工填图,提高了出图质量和时效。
1989年,黑龙江省气象科学研究所研制的黑龙江省农业气象综合数据库管理程序,使农业气象情报、预报及图形等资料处理实现了自动化,大大提高了气象业务工作的时效和质量。
1988~1990年,黑龙江省气象台研究的资料处理图形显示业务系统,可生成数值预报图形、各时次高空和地面天气图及各种辅助图表,可以在计算机屏幕上显示各气象站的气象要素及进行等值线分析。该系统自动化程度高,出图速度快,可实现实时、自动、无人值守处理,大大方便了预报工作。该系统在黑龙江省各地气象台站推广使用,并转让给吉林、河北省气象台。
1995年,绥化地区气象局研制的黑龙江省市(地)级预报服务业务系统,实现了预报、情报数据自动接收处理和分发,明显提高了资料处理时效和预报客观、定量化处理能力。
1996年,黑龙江省气象台研制的黑龙江省森林火险等级预报查看系统,实现了黑龙江省森林火险等级预报制作的自动化,替代原来的手工制图与传输工作,便于短期预报员编辑当天黑龙江省预报和“火险等级预报图”并保存资料,也使黑龙江省森林防火指挥部能从黑龙江省气象台的计算机网络终端上调看、打印黑龙江省森林火险等级预报图。
2005年,黑龙江省人工影响天气中心研制的黑龙江省人工影响天气指挥系统,将多普勒天气雷达图像、闪电定位及各种气象资料在同一界面显示,通过建立模型实现人工影响天气的自动化预警、指挥和作业效果评估。
此外,在计算机应用技术开发研究上,还有CROMEMCD-Ⅱ微机物理量诊断分析程序、APPLE-Ⅱ微机黑龙江省雷达人工数字化拼图、美国NCAR软件包在气象业务中的应用、人工影响天气资料图形图像显示系统、中短期预报自动化处理系统、省级气象情报业务系统、农业气象情报预报系统以及微机编制气表、预报质量管理、省级气候评价数据库管理、“121”电话自动答询系统等10多项科研成果获得黑龙江省气象局科技进步奖。
二、采暖及风能气象技术 1989年,黑龙江省气象台开展供暖节能气象预报研究。利用平均气温调节采暖锅炉供水和回水温度。1991~1992年,伊春市气象局开展了应用气象条件定量供热节煤试验,将供热期的气温变化划分为初寒期、前寒冷期、后寒冷期、末寒冷期。提出初寒期采用间歇供暖方式,供热量控制在总流量的50%;前、后寒冷期供热控制在总流量的75%,采取连续供暖方式;严寒期采用连续供暖,用日平均温度调节回水温度。2001~2002年,哈尔滨市气象局开展的采暖期气象节能技术研究,在市政府有关部门的支持下,大范围推广并取得明显经济效益。此项研究获黑龙江省气象局科技进步奖。
1990年前,黑龙江省气象科学研究所通过10余年的试验研究,科学地界定了气象能源的定义和分类概念,首次将太阳能归纳为气象能源范畴,其设计的太阳房建筑不仅突破了严寒地区太阳房建筑的禁区,取得了每百平方米建筑面积采暖节能1.0~1.5Tce,室温提高3℃~5℃,附加投资不超过10%的直接社会经济效益,而且保护了农村生态环境。截至1996年底,黑龙江省农村民宅、学校、敬老院、商店、办公室新建及改建的太阳房面积已达60余万平方米,遍及黑龙江省50%以上的市、县,被正式列为黑龙江省农村能源综合建设的主要项目之一。同时,陆续开发了冬季太阳能蔬菜温室大棚和禽舍。1996年,该研究成果获黑龙江省气象局科技进步奖。
2003年,黑龙江省气象台应用风压公式和哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、佳木斯4城市1951~2000年各月自记10分钟平均最大风速资料,计算得出最大风压:哈尔滨为40千克/立方米,齐齐哈尔为45千克/立方米,佳木斯为63千克/立方米,牡丹江为28千克/立方米,均远大于建筑大纲的标准(25千克/立方米)。年最大风压齐齐哈尔、佳木斯出现在3月份,哈尔滨出现在5月份,牡丹江出现在10月份。
2004年,黑龙江省气象科学研究所利用黑龙江省各地的年、月平均风速直接计算实用风能、平均有效风速的年和日分布特征、不同等级风速频率分布特征、最大风速的推定及风密度的计算。将黑龙江省风资源划分为3个区:风能资源丰富区,年平均风速在3.5米/秒以上,风密度达100~140瓦/平方米,黑龙江省4~6米/秒有效风速累积时数可达3000~4000小时,分布在绥化大部、哈尔滨西部、三江平原大部和牡丹江北部以及哈尔滨东部;风能资源一般区,年平均风速为3.0~3.5米/秒,风密度为60~100瓦/平方米,黑龙江省4~6米/秒有效风速累积时数为2500~3000小时,主要分布在齐齐哈尔、绥化北部、三江平原东北部、牡丹江东北部和瑷珲一带;风能资源贫乏区,主要分布在大兴安岭、伊春、黑河大部。
三、卫星遥感应用技术 1999年,黑龙江省气象科学研究所和大庆市气象局合作利用NOAA气象卫星资料,对大庆地区土地覆盖分类及1998年特大洪涝位置、面积等进行了分析研究。根据植被在不同季节的不同指数及统计局的资料,使用归一化植被指数确定分类标准:森林大于(>)0.375;农田6月为0.125~0.375,9月为0.1~0.225;草原4月大于(>)0.15,6月为0.15~0.225,9月为0.1~0.225;水体6月小于(<)0;荒漠为0.005~0.1;工业区和城镇为0.01~0.05。利用1996、1997年NOAA资料进行分类,分别计算面积。在1998年洪涝遥感分析上,选取1997年8月24日卫星遥感资料作为正常年洪涝资料,选取1998年8月20日、8月31日卫星资料作为洪涝资料。用3个通道资料生成水情图,用植被指数确定有无明水,分别计算对比后得出洪涝面积。再通过植被指数图分析和数值化显示对受灾程度(明水地、水淹地、内涝受灾地、正常地块)、地域和面积进行确定。其评估结果与实际情况相符,评估方法比较实用。
2004年,黑龙江省气象科学研究所利用遥感和GIS技术,结合GPS定点调查实测,采用遥感模式-Monteieh方程,进行湿地植被生物量动态监测。研究表明,采用这一模式简单,易推广;植被冠层所吸收的光合有效辐射的比例可以通过遥感手段获得;遥感模式具有以面代点,减少统计模型利用地面点观测值插值所引起的误差,提高估算的精度,使估算更接近实际等优点。但遥感模式的监测结果比实测值偏大,需要深入研究生物量与气候因子的关系,对遥感数据进行改进。
四、大气环境影响评价 1988年12月,黑龙江省气象科学研究所与北京大学地球物理系合作,对哈尔滨电机厂、锅炉厂、汽轮机厂平原大气扩散参数进行了研究。1995年1月,对浩良河化肥厂半山区大气扩散参数进了研究,得出了平原和半山区大气具体扩散参数(表4-6、4-7)。
1990~1993年,黑龙江省气象科学研究所与环保研究所合作,先后对佳木斯市低空风特征、大气稳定度分类以及七台河、铁力等地山区低空风特征进行了分析研究,此项成果获黑龙江省气象局科技进步奖。
五、软科学研究 从管理角度研究气象事业发展及气象为经济建设服务等问题,是软科学研究的重要方面。黑龙江省气象局领导及有关人员在这方面进行了大量研究工作。
1989年,黑龙江省气象局组成的调研组,调查了解到,当地广大农民无法收听(看)当地天气预报,旱涝分析缺少乡镇雨量资料以及气象部门开始建立气象警报网和乡镇雨量点等情况,调研组在全国最早提出建设农村气象服务网的建议。此建议受到黑龙江省人民政府的高度重视,并于当年11月将黑龙江省气象局《关于建立农村气象服务网的报告》批转到各市、县,要求各地将农村气象服务网的建设纳入到科技兴农规划之中,在3年内完成农村气象服务网的建设。1991年,国务院印发《关于加强农业社会化服务体系的通知》,将农村气象服务网纳入到农业社会化服务体系建设内容之一。到1992年,黑龙江省64个县(市)全部建成了到达乡镇的农村气象服务网。中国气象局先后两次在全国气象服务工作会议上推广黑龙江省建设农村气象服务网的经验。1995年,此项成果获黑龙江省气象局科技进步奖。
1996年,黑龙江省气象局组成调研组深入绥化地区调研地方气象事业发展情况,形成了《关于绥化地区地方气象事业发展情况的调研报告》,提出了发展地方气象事业的重大意义和发展对策。该调研报告获中国气象局优秀调研报告奖。
1997年,黑龙江省气象局在调查研究的基础上,提出了《关于黑龙江省气象部门解放思想与深化改革的调研报告》,全面分析了黑龙江省气象部门改革发展存在的主要问题及思想障碍。对深化改革、加强管理提出了对策建议。此调研报告获中国气象局优秀调研报告奖。
1998年,黑龙江省气象局就气候变暖对粮食生产的影响进行了综合分析研究。在此基础上形成了《关于气候变暖和发展粮食生产建议》,指出黑龙江省是全国气候变暖最明显的地区,对粮食生产的影响利大于弊,对近20年黑龙江省粮食总产翻番贡献率达10%以上,建议抓住气候变暖机遇发展喜温高产的玉米、水稻等中晚熟作物等。此项成果获省委调研协调领导小组优秀调研报告奖。
1999~2000年,黑龙江省气象局承担了中国气象局下达的软科学课题“地方气象事业发展问题的研究”,由四川、云南、福建和黑龙江4省气象局的有关人员参与研究。对我国地方气象事业发展的历史、现存的问题、地方气象事业的内涵、地方气象事业与国家气象事业的关系以及协调发展地方气象事业的原则与对策等都进行了深入分析,并对地方气象事业与国家气象事业协调发展提出了具体建议。同时,还承担了新时期气象行业管理难点问题及对策的研究,中国气象局法规司、中国气象科学研究院等有关人员参与研究。深入分析了气象行业管理的内涵、全国气象行业管理的现状、行业管理存在的问题及产生的原因;美国和日本气象行业管理可借鉴的经验;新形势下全国气象行业管理的地位、作用、指导思想、基本原则和总体目标;提出了气象行业管理的主要任务。上述2项研究成果收入中国气象局法规司编辑的《“九五”期间气象软科学论文集》。
2000~2001年,以黑龙江省气象局为主,中国气象局预测减灾司有关人员参与的中国气象局软科学课题“气象资料汇交政策研究”,全面分析了全国气象资料汇交的现状及存在的问题;提出了资料汇交的法律依据和世界气象组织的行为依据;资料汇交的共享共用、分级分类推进和发挥最大效益等3个原则;在资料汇交政策上提出了给汇交资料单位一定的补助经费和一次性设备经费的建议;对汇交资料的质量、使用、保管等提出了具体办法。