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聚焦天气雷达 耕耘气象天地——气象探测中心李柏团队

2020-09-14

 

天气雷达有“千里眼”之称,因为它可以探测到几百公里以外的暴雨、台风、冰雹、龙卷等强对流天气系统,能够对灾害性天气进行短时临近预警,减损减灾。从20世纪90年代提出新一代天气雷达发展规划到首部天气雷达落户合肥,再到完成全国200多部天气雷达业务运行;从引进美国技术到我国自主研发并实现技术出口、参与国际资料交换和培育出一批有实力的民族工业;从常规技术到多普勒技术再到双偏振技术、相控阵技术的蓬勃发展……这20年,我国已经成为世界上拥有监测灾害天气能力的天气雷达数量最多的国家,天气雷达为国家防灾减灾和应对气候变化以及气象服务社会经济发展作出了重要贡献。
中国气象局气象探测中心原副主任李柏长期在业务与科研一线从事研发工作,他带领团队紧紧围绕气象综合观测技术发展与需求,把新一代天气雷达网的规划设计、工程建设和新技术开发作为主攻方向,取得了系列突破性成果。
近几年在国内外期刊上发表论文多篇出版《现代气象业务丛书-天气雷达及其应用》《气象水文海洋观测技术与仪器发展报告(2016)》《新一代天气雷达系统环境及运行管理》专著(译著等)共3 部。
 
1 勇挑重担,开展气象科学技术攻关
气象雷达是指定量测量降水的雷达,是用于探测大气中各种天气现象和气象要素的主动式大气遥感探测设备。按照其探测波段可分为S波段、C波段和X波段。其中,S波段雷达波长10公分,其电磁波在大气中穿透能力比较强,可以用来测台风、大范围降水等天气,广泛应用于沿海地区和南方大部分地区;C波段雷达波长5公分,遇到降水衰减比S波段要大,一般用于一定范围天气系统监测,普遍用于我国西部、东北等地区;X波段雷达波长3公分,衰减比C波段还要大,但由于体积小、成本低,可利用其方便移动的优势布局在探测盲区或容易产生小尺度灾害性天气过程的地方,是新一代天气雷达组网的良好补充。另外,X波段雷达在重大活动和气象灾害的应急保障,及人工影响天气等方面发挥着重要作用。
1999年,从选址、塔楼设计土建到雷达吊装、软硬件设备调试完成,我国首部天气雷达落户安徽省合肥市。本着“边建设边发挥效益”的原则,合肥新一代天气雷达从建设开始,便成为淮河流域防灾减灾的重要支撑力量。此后的20年,气象工作者克服环境和自然条件等种种困难,上高山、下海岛建设新一代天气雷达。数据显示,截至2018年9月1日,我国共有208部新一代天气雷达投入业务化运行,并完成了上海、厦门、阜阳和广州等地新一代天气雷达的双偏振升级改造,开展了双偏振雷达业务应用试验,对双偏振雷达探测能力及业务运行情况进行评估。“十三五”规划中,还将对100多部已建新一代天气雷达进行双偏振技术改造,增补37部双偏振新一代天气雷达。可以说,我国基本建成了世界先进的业务天气雷达网。
在天气雷达网的建设进程中,李柏带领团队,完成了中国首台新一代多普勒天气雷达(CINRAD)系统环境与技术研究项目(1996—2000年),为中国天气雷达网建设起了引领示范作用,并获安徽省2000年度科技进步奖二等奖;作为项目负责人,带领来自大学和业务单位的专家组成的团队,完成了雷达与雨量计联合估测降水的科学试验项目“黄河淮河流域暴雨洪水监测预警系统”项目(2000—2004年),提升了雷达定量测量降水的能力,获中国气象局2004年度科学研究与技术开发二等奖;作为总师主持完成了“新一代天气雷达业务软件工程项目(一期、二期)”(2006—2017年),均通过验收并在业务中应用,提高了天气雷达业务应用水平;主持完成国家863计划项目“机载气象雷达云雨探测系统”,研制了我国首部机载W波段云雷达和机载X波段相控阵测雨雷达,实现了我国在机载气象雷达探测领域零的突破;参与完成的“中国国家新一代天气雷达组网技术研究与应用”项目获得中国气象局2019年度科学与技术进步奖一等奖,为我国大规模天气雷达组网业务化应用提供了科学与技术支撑。
 
2 绘制蓝图,主持完成多项气象发展规划与重大工程设计
随着社会经济的发展以及防灾减灾需求的多样化,雷达越来越成为监测天气变化、开展防灾减灾以及气象保障服务的重要手段。在国内对气象政策的迫切需求背景下,李柏及团队主持完成了《气象灾害监测预警工程初步设计》,已经批复并实施;主持完成了《天气雷达近期发展规划(2005—2010年)》和《气象雷达发展专项规划(2017—2020年)》两项国家气象雷达发展规划,均得到国家批准并实施;主持完成了气象部门《风廓线雷达及业务应用发展规划(2013—2020年)》,已批复实施。作为总报告副主编和气象篇主编完成了气象水文海洋仪器分会的《气象水文海洋观测技术与仪器发展报告(2016年)》。
 
3 促进交流,积极参加国际事务气象与学术活动
对于科研者来说,与其闭门造车不如外出磨刀。李柏团队积极参加世界气象组织(WMO)气象科学技术领域的各项国际事务与学术活动,作为主要负责人完成了WMO交办的《2010年WMO阳江国际探空比对地基遥感辅助观测试验方案》设计和比对试验相关工作,受到WMO的通报表扬;作为推荐专家长期为WMO区域培训中心(南京)分中心举办的国际天气雷达应用培训班授课;2010年起任WMO仪器与观测方法委员会(CIMO)业务遥感专家组联合组长,推进先进遥感技术在各国的应用与发展,获世界气象组织(WMO)颁发的2010—2014年度WMO CIMO服务贡献奖;2014年起任CIMO管理组成员和地基遥感技术组联合组长,负责业务遥感和任务专家团队管理与指导,获WMO颁发的2012—2016年度WMO CBS服务贡献奖。
 
4 责任在肩,注重人才培养与学术团体活动
2008年起李柏担任成都信息工程大学硕士生导师;2011年起担任南京信息工程大学博士生导师,同时担任中国气象局基层人才培养访问学者的指导老师,培养了一批硕士、博士和专业技术人员;此外,兼任中国气象学会和中国仪器仪表学会常务理事,全国气象仪器与观测方法标准化委员会副主任、秘书长等职务,推动本领域学术团本工作;完成大量标准制定与审定、技术推广和科普工作。
志在气象,历久弥坚,李柏团队聚焦天气雷达,耕耘出自己的气象科研天地,作为新一代气象人,李柏团队愿意为我国的气象事业贡献自己的力量,作出更多的科研成果,培养更多的气象人才。