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寿县国家气候观象台概况

寿县国家气候观象台地处淮河流域。淮河流域地理位置特殊,河网密集,属暖温带半湿润季风气候区,地处我国南北气候、高低纬度和海陆相三种过渡带的重叠区域,代表着典型的稻麦轮作农田生态系统,占全国13%的耕地生产23%的粮食。上游长360km,地面落差有178m;中游长490km,下游长150km,地面落差都小于20m,类似“漏斗形”的地形地貌。特殊的“漏斗形”地形和复杂的天气气候特征,导致淮河流域是我国旱涝最频繁的地区之一,直接威胁着人民的生命财产安全,严重影响经济发展和粮食安全。寿县国家气候观象台位于淮河流域核心地带的基本农田区内,是开展农田生态区地球综合系统观测和科学试验的理想区域。因此,寿县国家气候观象台的建设,能够有效促进地区气象防灾减灾、应对气候变化和生态文明建设气象保障服务等工作的顺利开展。

淮河流域地理和生态概况

淮河流域水系和干流概况

受淮河流域能量和水循环异常变化以及区域脆弱的生态系统影响,区域内陆气相互作用明显,天气气候复杂,梅雨锋雨带多变,旱涝灾害多发,龙卷风等强对流天气易于发生,现有观测网络布局难以满足要求,天气预报和气候预测难度大,对观测、天气和气候业务带来众多挑战,也存在不少科学问题难以解决。因此,寿县国家气候观象台的建设,对综合观测、天气预报、气候预测等业务发展具有重要意义,也将极大推动科研工作的持续进步。

淮河流域天气气候影响系统

在黄淮农田生态综合观测区内,建设符合中国气候观测系统(CCOS)观测任务要求,运行稳定、项目齐全、规范标准、质量达标的地球系统综合观测站,具备气候系统多圈层监测能力;形成高度集约的地基、空基、天基相结合的综合观测平台和野外科学试验基地,能够满足开展大型科学试验的观测需求。

寿县观象台实景和观测系统布局图

建成围绕淮河流域能量与水循环及其对天气、气候和生态系统的影响等科学业务问题的研究型业务平台,以及服务淮河流域农业生产和生态经济带建设的专业服务平台。

打造成面向国内外、部门内外的国内外开放合作平台,以及建设“服务气象行业和淮河流域生态经济发展,气象科技人才创新能力卓越”的人才培养平台。

寿县气象观测站始于1955年,2006年作为我国的5个国家气候观象台试点站之一,开展综合气象观测系统的设计和示范建设,是目前我国长期保留人工气象观测的8个站之一。2018年入选中国气象局首批野外科学试验基地。2019年公布的我国24个国家气候观象台名单中,寿县位列其中。此外,寿县站还是中国气象局首批25个综合气象观测基地之一(2019年公布)。目前有3个中国气象局创新平台。

寿县观象台建设发展历程

当前以寿县观象台为核心的淮河流域综合观测体系基本建成,由相嵌套的中α尺度、中β尺度和中γ尺度观测区构成。观测系统包括业务观测和科学试验观测,拥有地面基准气候观测、近地层通量观测、大气成分/温室气体观测、基准辐射观测、地基遥感廓线观测、农田生态系统观测等六类观测系统,同时布设有云雷达、量子测风雷达等新型观测试验设备,可满足多圈层多要素的常规观测需求,能够开展能量平衡、碳水循环、天气气候、陆气相互作用等方面的科学试验观测。

淮河流域综合气象观测网

类别 观测设备
地面基准气候 六要素气象站、能见度仪、蒸发皿、降水现象仪、人工观测等
近地层通量 100米和32米铁塔、梯度观测、开/闭路涡度相关、土壤剖面温湿度等
大气成分/温室气体 气溶胶激光雷达、黑碳仪、浊度仪、CO测定仪、温室气体CO2浓度自动观测系统等
基准辐射 基准辐射观测设备
地基遥感 风廓线雷达、微波辐射计、连续波雷达、微雨雷达等
农田生态 农气观测、农田小气候仪、叶面积仪、光合作用仪等

寿县观象台面向“保障农田生态系统健康发展和农业生产保产减灾、淮河生态经济带建设气象保障服务以及气象防灾减灾等”等现实需求,围绕“淮河流域能量与水循环及其对天气气候和农田生态系统的影响”,针对淮河流域能量与水分循环观测与研究中存在的瓶颈问题,从以下5个方向来开展工作:

(1)优化淮河流域农田生态气象观测站网,通过解决多平台、多手段协同观测的难题,实现全流域、天地空一体化观测和多参数的融合反演,对能量与水循环及生态系统的相关过程,包括水文信息、陆面过程、大气动/热力过程、云降水微物理过程、大气化学过程等在内的若干过程进行同步、立体化的观测。

(2)通过历史观测数据和综合试验数据的分析,揭示淮河流域能量和水循环的规律特征,了解陆面过程、天气系统动/热力和微物理过程,以及多尺度系统的演变和相互作用;研究淮河流域能量和水分循环与梅雨锋、副高、江淮气旋等天气系统之间的相互作用。

(3)利用观测资料,研究全球气候变化、人类强迫(温室气体排放、土地利用变化造成的辐射强迫)和下垫面人类活动(城镇化、大气污染、生态修复等)对淮河流域能量与水分循环以及农田生态系统的影响机制。

(4)以观测数据为基础, 通过“观测-预报”互动试验,改进云微物理、陆气相互作用的参数化方案,建立研制适合淮河流域、且充分考虑人类强迫和下垫面人类活动的预报平台,并与水文模式进行耦合,提高能量与水循环的模拟与预报能力。

(5)评估能量与水分循环异常及其引发强对流、暴雨、干旱等灾害性天气对农业生产的影响;同时,将数值预报、致灾过程模拟和作物模型相结合,评估淮河生态经济带的气候脆弱性以及未来农业生产的风险,并开展相应的灾害防御技术的研发,有力保障淮河生态经济带建设和粮食增产。

依托于寿县观象台,注重与省内外相关高校、科研院所、企业的产学研合作,共建实践实习基地,合作培养技术人才。与南京大学、中国科大、南信大等多个国内知名高校,以及中国科学院合肥研究院、中国气象局气象探测中心等科研业务单位合作,多名观象台骨干被聘任为中国科学院安徽光机所、中国科大、南信大等研究生指导老师,联合培养研究生。多年来,来自中国科大、南信大、安徽理工大学等单位的数千名高校学生、国内外专业技术人员到观象台开展实践教学和技术指导;面向各地中小学生开展气象科普教育。先后获得全国气象科普教育基地乃至全国科普教育基地等荣誉,获得中国气象局颁发的中国百年气象站的五十年认证等称号。

共建实践实习基地

硕士生导师聘书

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