暴雨洪水災(zāi)害一直是威脅人類生存和發(fā)展的最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，20世紀(jì)50年代以來(lái)，長(zhǎng)江流域（包括江淮地區(qū)）的歷次大洪水都是由暴雨造成的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近10年來(lái)我國(guó)因暴雨洪災(zāi)造成的每年直接經(jīng)濟(jì)損失約1200億元。目前隨著衛(wèi)星、雷達(dá)監(jiān)測(cè)、數(shù)值預(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展，高時(shí)空分辨率定量降水監(jiān)測(cè)/預(yù)報(bào)水平不斷提高，為發(fā)展流域水文氣象預(yù)報(bào)提供了機(jī)遇。如何利用新技術(shù)開(kāi)展準(zhǔn)確及時(shí)定量化的水文氣象預(yù)報(bào)，減輕洪澇災(zāi)害損失，成為水文氣象工作者急需解決的問(wèn)題。

　　為此，在公益性行業(yè)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、湖北省科技攻關(guān)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持下，中國(guó)氣象局武漢暴雨研究所聯(lián)合武漢大學(xué)、南京信息工程大學(xué)、武漢中心氣象臺(tái)、重慶市氣象臺(tái)以及武漢區(qū)域氣候中心等多家單位，采用水文氣象學(xué)科交叉的方式，針對(duì)水文氣象要素精細(xì)化分布的描述、水文氣象空間匹配、水文預(yù)報(bào)不確定性等難題，通過(guò)建立分布式氣象要素系列模型、構(gòu)建降水降尺度新方法、發(fā)展水文氣象耦合預(yù)報(bào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多要素、高分辨率、高精度的氣象數(shù)據(jù)格點(diǎn)化、縮小了水文氣象耦合降水空間匹配差異，拓展了水文不確定性預(yù)報(bào)的新方法，構(gòu)建了集水文、氣象監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)于一體的流域水文氣象實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)平臺(tái)，形成了以氣象要素分布式模型、降水降尺度方法、水文氣象耦合預(yù)報(bào)技術(shù)，以及流域水文氣象實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)系統(tǒng)為核心的流域水文氣象耦合關(guān)鍵技術(shù)成果，有效延長(zhǎng)了洪水預(yù)見(jiàn)期，提高了預(yù)報(bào)精度。近日“流域水文氣象耦合關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”成果獲中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2015年氣象科學(xué)技術(shù)進(jìn)步成果二等獎(jiǎng)。

　　創(chuàng)新性成果

　　自主建立了氣象要素分布式模型。以分布式模型為核心技術(shù)，將地理信息系統(tǒng)、遙感科學(xué)等與大氣科學(xué)有機(jī)結(jié)合，立足于常規(guī)地面氣象觀測(cè)資料，以及高分辨率的地理信息數(shù)據(jù)，充分考慮下墊面、大氣的非均勻因素對(duì)氣象要素空間分布的影響， 自主建立了33種氣象要素分布式模型，實(shí)現(xiàn)了多要素、高分辨率、高精度的氣象數(shù)據(jù)格點(diǎn)化。

　　提出了降水降尺度新方法。針對(duì)觀測(cè)降水，改進(jìn)了雷達(dá)定量降水估算方法，在綜合考慮平均校準(zhǔn)法、變分校準(zhǔn)法等常用的雷達(dá)定量降水估算方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種綜合集成分析方法，對(duì)各種方法進(jìn)行綜合集成，開(kāi)展雷達(dá)定量降水估算，提高了雷達(dá)定量降水估算精度。針對(duì)預(yù)報(bào)降水，基于數(shù)值模式利用高分辨率（2km*2km）的地形因子（海拔高度、坡度、坡向等）診斷數(shù)值模式預(yù)報(bào)降水，建立精簡(jiǎn)實(shí)用的動(dòng)力釋用降水降尺度方法。

　　發(fā)展了水文氣象耦合預(yù)報(bào)技術(shù)，拓展了水文不確定性預(yù)報(bào)的新方法。為尋求水文預(yù)報(bào)中充分利用QPE、QPF等降水信息的途徑，項(xiàng)目創(chuàng)造性地采用增長(zhǎng)模繁殖法對(duì)雷達(dá)QPE初值進(jìn)行擾動(dòng)，定量判別了模型輸入誤差在洪水預(yù)報(bào)中的傳播特性及其對(duì)徑流模擬的影響。將降水集合預(yù)報(bào)產(chǎn)品引入水文預(yù)報(bào)領(lǐng)域，豐富了水文概率預(yù)報(bào)的方法。

　　研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的流域水文氣象實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。系統(tǒng)具有水文氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、分析等功能，實(shí)現(xiàn)了水文氣象預(yù)報(bào)智能一體化。

　　應(yīng)用廣泛、效益顯著

　　2011年9月，丹江口水庫(kù)出現(xiàn)20年一遇的大洪水，長(zhǎng)江流域氣象中心應(yīng)用項(xiàng)目研究成果，準(zhǔn)確及時(shí)地開(kāi)展了漢江流域水文氣象預(yù)報(bào)服務(wù)，為長(zhǎng)江防總和湖北省防汛抗旱指揮部辦公室研究決策啟用“杜家臺(tái)分洪泄流”提供了的科學(xué)依據(jù)。

　　2012年7月，三峽水庫(kù)發(fā)生了建庫(kù)以來(lái)7.12萬(wàn)立方米/秒大洪水。流域水文氣象報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)了7月長(zhǎng)江上游干流連續(xù)出現(xiàn)三次洪水過(guò)程，為三峽梯調(diào)中心做好三峽水庫(kù)入庫(kù)流量預(yù)報(bào)和優(yōu)化調(diào)度方案提供了有力保障。

　　目前，項(xiàng)目的相關(guān)成果已推廣到長(zhǎng)江、淮河等流域水文氣象部門(mén)，在大江大河防汛調(diào)度氣象服務(wù)以及中小河流洪水、山洪災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警服務(wù)等方面得到了廣泛應(yīng)用，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

　　2011年以來(lái)，長(zhǎng)江流域氣象中心應(yīng)用項(xiàng)目成果為湖北省委省政府、長(zhǎng)江防汛抗旱總指揮部、三峽集團(tuán)公司提供《長(zhǎng)江流域重要?dú)庀髨?bào)告》等不同形式的服務(wù)材料共計(jì)1861份，為湖北防汛抗旱和三峽水庫(kù)安全調(diào)度提供了有針對(duì)性的決策依據(jù)，得到了湖北省委省政府領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定，取得了顯著的社會(huì)效益。

　　四年來(lái)，長(zhǎng)江流域氣象中心提供的服務(wù)產(chǎn)品精確度較高、預(yù)見(jiàn)期較長(zhǎng)，為在三峽集團(tuán)重大水庫(kù)調(diào)度決策提供了科學(xué)依據(jù)；并助力三峽集團(tuán)2012年提前2個(gè)月完成全年發(fā)電任務(wù)，2014年發(fā)電988億千瓦，居全球首位，為三峽工程效益的最大化做出了貢獻(xiàn)。（彭濤 孫京）