2014年国家科技奖励公示材料-国家科技进步奖 项目名称:亚洲沙尘暴监测与数值预报集成系统 项目简介(限1200字) 亚洲沙尘暴是影响我国的强灾害性天气之一,不仅对工农业生产、交通、人民生命财产等造成严重危害,而且对天气气候及环境产生重要影响.其预报、预警的短板在于缺乏将沙尘暴地基观测、卫星遥感反演与包括其风蚀起沙、传输、沉降和变化数值模拟相结合的集成预报系统.加强沙尘暴监测、研发其定量预报方法、有效同化大量地基和遥感资料是提高亚洲及我国沙尘暴监测、预报、预警的关键所在. 本项目发展和完善了沙尘暴地面监测与卫星定量遥感技术,研发了包括数值同化系统在内的亚洲沙尘暴监测与数值预报综合集成系统,并率先投入国家级业务运行,取得良好预报效果,在科学与技术两方面均取得重要进展: 1、自主创立了亚洲沙尘暴监测与数值预报集成系统(CUACE/Dust).通过亚洲沙尘的综合观测实验与分析,加深了对亚洲沙尘暴形成与变化的认识, 建立了适合亚洲沙尘暴源区风蚀起沙数据库,改进并完善了数值预报系统中的起沙与物理过程,在中国气象局天气预报模式中双向、在线耦合了能够分档模拟沙尘气溶胶质量和数浓度的数值模式,率先应用数值同化和双向辐射反馈技术,并建立实时评估检验平台,形成监测与数值预报集成系统.该系统是国际上第一个在国家级业务部门运行的沙尘暴数值预报系统,使我国及亚洲沙尘暴的定量业务预报从无到有,提高了沙尘暴预报准确率,也因此发起世界天气研究计划"国际沙尘暴研究与发展示范计划"(WMO/WWPR/SDS RDP),并为后续国际沙尘暴预警咨询系统(WMO/SDS WAS)"亚洲-中太平洋区域中心"落户中国奠定了基础.CUACE/Dust 系统2004年开始提供数值预报产品,2006年正式被中国气象局批准为业务系统,一直在中央气象台稳定运行至今,并推广至地方气象业务部门广泛应用.预报业务产品分别以中英文在中国气象局和世界气象组织网站上发布,使我国沙尘暴监测与预报不仅为我国也为国际提供服务. 2、研发了亚洲沙尘暴三维变分数值同化系统.根据误差最小理论研发了一套多资料融合方法,基于此方法在国际上率先建立了能够同时同化不同观测系统沙尘暴实时数据(包括地基和空基的)的同化系统,该系统能够实时同化我国FY-2系列卫星反演资料和地面观测的能见度(天气现象)、及沙尘暴监测网PM10资料,实现了多种观测资料的同时同化,该工作在国际上是先导性的. 3、研发了基于我国FY-2系列卫星监测亚洲沙尘暴分布及强度的定量遥感技术与业务系统.能够利用我国静止气象卫星定量遥感亚洲沙尘暴分布,动态监测分析其结构与演变,沙尘暴遥感产品在CUACE/Dust集成系统中同化应用,为提高我国沙尘暴监测、预报能力提供重要的科技与数据支撑,标志着我国自主研发沙尘暴反演算法和卫星沙尘暴资料应用水平取得重要进展. 此成果对我国及亚洲沙尘暴天气灾害预警、应对与防灾、减灾发挥了重要作用,有显著的经济和社会效益.成果得到国家行业主管部门肯定,2006年获得中国气象局研究开发一等奖,项目第一申报人当选世界天气研究计划"国际沙尘暴研究与发展示范计划"科学指导委员会主席,推动发起了世界气象组织"国际沙尘暴预警咨询和评估系统",形成了我国在沙尘暴监测与预报方面的主导地位. 有关亚洲沙尘暴业务数值预报集成系统(CUACE/Dust)的系列文章在影响因子5.3的国际大气科学领域顶尖杂志"Atmospheric Chemistry and Physics"专辑发表.本项目还出版著作3部,另有52篇论文已在国内外重要学术刊物上发表,其中国际SCI论文36篇. 二、项目完成人及技术贡献 第1完成人:张小曳,研究员,中国气象科学研究院,发起并组织了此项目,指导并参与了项目组成员的相关研究.研究了中国沙漠区域沙尘气溶胶粒度、化学特征及在长距离输送中的变化等,指导并参与了源区表土矿物组成、起沙通量实测、风蚀数据库建立、CUACE/Dust实时评估检验系统、以及数值预报系统设计与建立研究.是创新点1的主要贡献者,见附件1-6、8-9、11、19-24、27-30、32-33.曾获中国科学院自然科学一等奖(排名5)、陕西省科技进步一等奖(2)、中国气象局研究开发奖一等奖(1)、国家自然科学三等奖(5)、二等奖(2)等;曾获首届全国 100 篇优秀博士论文奖,首届中国第四纪研究青年科学家奖,中国科学院青年科学家奖等.是1998年国家杰出青年科学基金获者. 第2完成人:周春红,副研究员,中国气象科学研究院,将分档沙尘气溶胶微物理在线耦合到中尺度模式中,开发了沙尘湍流和大尺度输送方案,解决了沙尘气溶胶在边界层的湍流输送问题和沙尘气溶胶大尺度输送耗散不守恒的数值计算问题,对建立亚洲沙尘暴监测与数值预报集成系统CUACE/Dust的模式系统并推广移植做出了重要贡献.对创新点1做出了重要贡献,见附件1、8-9、16-18、21.投入本项目的工作量占本人工作量的70%左右.2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第五). 第3完成人:牛涛,研究员,中国气象科学研究院,应用三维变分方法开发了多种沙尘气溶胶资料的同化系统,参与了同化系统与模式系统的耦合.本人基于误差最小理论发展了卫星和地面观测资料的融合方案,改写了观测算子、切线性及其伴随,成功地建成了国际上第一个能够同化地基和空基观测资料的沙尘气溶胶同化系统,该系统于2006年在中国气象局业务化.对创新点2做出主要贡献,见附件1、8-9、11-13.投入本项目的工作量占本人工作量的70%左右.获2012年度国家科技进步奖二等奖(排名第八);2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第十二). 第4完成人:王亚强,正研级高工,中国气象科学研究院,建立了亚洲沙尘暴数值预报实时评估检验系统.检验系统综合了卫星反演和地基观测数据,研发了基于网格对比的模式预报空间分布检验方法,利用GIS的可视化技术,实现了沙尘暴数值预报多时间尺度、多空间尺度TS评分检验,并建立了相应的软件系统,还在沙尘气溶胶同位素特性及源区示踪研究方面做出了创新性的成果.对创新点1做出了贡献,见附件1、8-11、20、30-31.投入本项目的工作量占本人工作量的65%左右.2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第四). 第5完成人:胡秀清,正研级高工,国家卫星气象中心,揭示了沙尘粒子的多光谱通道特殊辐射传输机理和识别方法,研制沙尘暴卫星定量遥感业务算法,集成采用了遥感技术、GIS技术、天气分析技术,建立国际上首个静止气象卫星沙尘暴遥感监测业务算法(DRAGI),成为国家卫星气象中心主线业务产品,该产品进入气象局亚洲沙尘暴数值预报系统的同化系统,大大提高沙尘暴短时预报精度,该算法还移植到韩国气象厅业务系统.对创新点3做出了主要贡献,见附件1、8-9、14-15.投入本项目的工作量占本人工作量的70%左右.2012年,"中国遥感卫星辐射校正技术系统"获得国家科技进步二等奖(排名第十);2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第十四). 第6完成人:刘洪利,副研究员,中国气象科学研究院,提出了风场预报技术的改进措施,改进了湿沉降计算方案,使沙尘暴数值预报系统的预报准确率和预报时效得到显著提高;移植并接入了三维数值同化模块;开发了MICAPS格式的预报产品;编写了预报产品的备份、分发模块;规范了整个预报系统的数据流程,建立了自动运行系统,实现了预报自动化.对创新点1和2做出了贡献,见附件1、9、10、12-13、16-18,投入本项目的工作量占本人工作量的70%左右.2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第十). 第7完成人:胡江凯,高级工程师,国家气象中心,在亚洲沙尘暴数值预报系统的业务化和推广、应用工作中做出了重要贡献.对创新点1有贡献,见附件1、16、18、34-35,投入本项目的工作量占本人工作量的55%左右.2007年 获国家科学技术进步二等奖;2001年 获国家科学技术进步二等奖. 第8完成人:王宏,副研究员,中国气象科学研究院,对亚洲沙尘暴辐射特性及对天气的反馈等科学认识和技术应用方面作出了创造性贡献,并完成了亚洲沙尘暴数值预报系统的与我国自主研发的大气模式GRAPES的耦合.对创新点1有贡献,见附件1、9、16、18、22、24-26、28,本项目中的工作量占本人工作总量的60%.2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第十一). 第9完成人:张鹏,研究员,国家卫星气象中心,在卫星反演沙尘气溶胶光学厚度、有效半径等算法开发等方面对本项技术有创造性贡献.对创新点3有贡献,见附件1、8、14、37、39,本项目中的工作量占本人工作总量的55%. 第10完成人:车慧正,副研究员,中国气象科学研究院,在对亚洲沙尘研究的基础上,建立了沙尘观测网气溶胶光学特性标定体系,通过对国际上首个以亚洲沙尘暴为目标的业务观测网观测标校、数据质控、光学特性地基遥感反演,深入研究了亚洲沙尘暴的光学特性,完善了亚洲沙尘暴关键区域的大气沙尘气溶胶数据集.对创新点1有贡献,见附件1、23、27-29,本项目中的工作量占本人工作总量的55%. 三、主要完成单位及创新推广贡献 第1完成单位:中国气象科学研究院,中国气象科学研究院是本项目的承担单位,对本项目在基础研究条件、协调、组织和保障等诸多方面给予了大力支持,为本项目顺利完成攻关任务作出了重要贡献.在自主创立亚洲沙尘暴监测与数值预报集成系统和自主研发亚洲沙尘暴三维变分数值同化系统,即创新点1和2作出了重要贡献.是上述系统的主要研发单位,并对数值预报系统进行了积极的推广工作,已在国家气象中心和一些受沙尘暴影响的区域中心、省局得到了良好的应用,为国家级和地方的沙尘暴预报工作提供了坚实的技术支撑. 第2 完成单位:国家气象中心,国家气象中心在创建亚洲沙尘暴监测与数值预报集成业务系统的工作中发挥了决定性的作用,包括搭建业务运行环境、解决业务化过程中的诸多技术问题,与Micaps/9210系统相结合,采用模块化设计思想,设计了系统操作界面友好,具有全自动化、Internet远程调用和丰富的显示与分析功能的运行和监控流程.并对数值预报系统进行了业务化应用,每天提供沙尘暴数值预报产品,并实时通过中国气象局9210通讯系统向各省局下发预报产品,实现了我国提前3天进行沙尘暴定量的数值预报预警服务的能力.对创新点1有重要贡献. 第3 完成单位:国家卫星气象中心,国家卫星气象中心自主研发了我国FY-2系列静止卫星监测亚洲沙尘暴分布及强度的定量遥感技术及业务系统.发展了基于分裂窗法进行沙尘暴自动判识的算法,提出了FY-2红外差值沙尘指数(IDDI),提出了沙尘暴光谱聚类判识方法.建立了沙尘浓度与光学厚度之间的关系,获取了光学厚度、沙尘粒子有效半径和沙尘总量产品.综合集成沙尘反演算法和多种遥感处理技术,自主建立了我国静止气象卫星亚洲沙尘暴遥感监测业务系统.是创新点3的主要完成单位.沙尘暴遥感产品用于数值同化系统中,提高了沙尘暴数值预报的准确性,为创新点2也做出了重要贡献. 四、推广应用情况 (1)CUACE/Dust数值预报系统经过了自2001年开始的模式开发、预报测试、预报试验、试运行,以及预报产品自2004年的开始使用,到2005年的广泛应用,以及在中国气象局大气成分观测与服务中心和国家气象中心的实时运行,系统逐步具备了运行稳定、自动化程度高、预报产品丰富、文档齐全,且对亚洲沙尘暴具有较高的过程预报能力的特点,2006年经过严格的测试中国气象局批准此预报系统为我国业务运行的沙尘暴数值预报系统,在中央气象台实施对全国范围沙尘暴的数值预报,为我国沙尘暴预报提供了定量依据,产生了广泛的社会效益. (2)整个预报系统还移植中国气象局新疆、兰州、沈阳区域气象中心,以及河北、内蒙古自治区气象局中心气象台,在这些受沙尘暴影响最严重的区域和省份发挥着作用.国家级CUACE/Dust的数值预报产品还被新疆、甘肃、内蒙、辽宁、北京、内蒙、河北气象台广泛应用,数值预报产品还进一步通过中国气象局主办的"沙尘暴数值预报技术培训班"向天津、青海、宁夏、山西、陕西、河南、山东、四川、西藏、吉林、黑龙江等省推广.这些业务部门通过对CUACE/Dust的应用,具备了沙尘暴数值预报能力,提高了沙尘暴预报效果,取得了良好的效果.亚洲沙尘暴数值预报系统的应用和推广为我国国家级和地方沙尘暴预报事业做出了重要贡献. (3)CUACE/Dust预报产品通过上载到WMO SDSWAS亚洲-中太平洋区域中心网站,为亚洲地区沙尘暴预报提供指导产品应用与服务,增强了本研究成果的国际影响力,为确立我国在国际沙尘暴计划中的主导地位奠定了重要基础. (4)FY-2C/2D静止卫星沙尘暴遥感系统在国家卫星气象中心投入业务运行,使用了包括我国风云2号系列在内的静止气象卫星资料,使我国对沙尘暴的监测范围进一步扩大,系统投入使用以来对我国的沙尘暴过程的监测无一遗漏,利用这一系统制作的沙尘暴过程动画多次在中央电视台播出,取得了很好的社会反响.沙尘暴反演产品还被同化应用于数值预报系统中,为提高沙尘暴数值预报准确性提供了重要的数据基础.沙尘暴卫星遥感反演算法被韩国气象局在沙尘暴监测业务中采用,并取得了良好的效果,取代了原来日本的算法. 五、主要知识产权证明目录 知识产权类别 知识产权具体名称 国家 (地区) 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 软件著作权 沙尘暴显示分析系统 中国 2010SRB6323 2010.12.25 软著登字 BJ31706号 中国气象科学研究院 王亚强 软件著作权 气团轨迹统计分析软件 中国 2010SRB6328 2010.12.25 软著登字 BJ31711号 中国气象科学研究院 王亚强 六、项目曾获科技奖励情况 获奖项目名称 获奖时间 奖项名称 奖励等级 主要获奖人 授奖单位 亚洲沙尘暴及其数值预报系统 2006年12月 研究开发奖 一等奖 张小曳、龚山陵、卢乃锰、王亚强、周春红等 中国气象局 本表所填科技奖励是指: 1.省、自治区、直辖市政府设立的科学技术奖; 2.中国人民解放军和有关单位设立的科学技术奖; 3.经科学技术部登记的社会力量设立的科学技术奖.
下载该文档
文档格式：All
更新时间：2014-08-03
下载次数：0
点击次数：1
2014年国家科技奖励公示材料-国家科技进步奖 项目名称:亚洲沙尘暴监测与数值预报集成系统 项目简介(限1200字) 亚洲沙尘暴是影响我国的强灾害性天气之一,不仅对工农业生产、交通、人民生命财产等造成严重危害,而且对天气气候及环境产生重要影响.其预报、预警的短板在于缺乏将沙尘暴地基观测、卫星遥感反演与包括其风蚀起沙、传输、沉降和变化数值模拟相结合的集成预报系统.加强沙尘暴监测、研发其定量预报方法、有效同化大量地基和遥感资料是提高亚洲及我国沙尘暴监测、预报、预警的关键所在. 本项目发展和完善了沙尘暴地面监测与卫星定量遥感技术,研发了包括数值同化系统在内的亚洲沙尘暴监测与数值预报综合集成系统,并率先投入国家级业务运行,取得良好预报效果,在科学与技术两方面均取得重要进展: 1、自主创立了亚洲沙尘暴监测与数值预报集成系统(CUACE/Dust).通过亚洲沙尘的综合观测实验与分析,加深了对亚洲沙尘暴形成与变化的认识, 建立了适合亚洲沙尘暴源区风蚀起沙数据库,改进并完善了数值预报系统中的起沙与物理过程,在中国气象局天气预报模式中双向、在线耦合了能够分档模拟沙尘气溶胶质量和数浓度的数值模式,率先应用数值同化和双向辐射反馈技术,并建立实时评估检验平台,形成监测与数值预报集成系统.该系统是国际上第一个在国家级业务部门运行的沙尘暴数值预报系统,使我国及亚洲沙尘暴的定量业务预报从无到有,提高了沙尘暴预报准确率,也因此发起世界天气研究计划"国际沙尘暴研究与发展示范计划"(WMO/WWPR/SDS RDP),并为后续国际沙尘暴预警咨询系统(WMO/SDS WAS)"亚洲-中太平洋区域中心"落户中国奠定了基础.CUACE/Dust 系统2004年开始提供数值预报产品,2006年正式被中国气象局批准为业务系统,一直在中央气象台稳定运行至今,并推广至地方气象业务部门广泛应用.预报业务产品分别以中英文在中国气象局和世界气象组织网站上发布,使我国沙尘暴监测与预报不仅为我国也为国际提供服务. 2、研发了亚洲沙尘暴三维变分数值同化系统.根据误差最小理论研发了一套多资料融合方法,基于此方法在国际上率先建立了能够同时同化不同观测系统沙尘暴实时数据(包括地基和空基的)的同化系统,该系统能够实时同化我国FY-2系列卫星反演资料和地面观测的能见度(天气现象)、及沙尘暴监测网PM10资料,实现了多种观测资料的同时同化,该工作在国际上是先导性的. 3、研发了基于我国FY-2系列卫星监测亚洲沙尘暴分布及强度的定量遥感技术与业务系统.能够利用我国静止气象卫星定量遥感亚洲沙尘暴分布,动态监测分析其结构与演变,沙尘暴遥感产品在CUACE/Dust集成系统中同化应用,为提高我国沙尘暴监测、预报能力提供重要的科技与数据支撑,标志着我国自主研发沙尘暴反演算法和卫星沙尘暴资料应用水平取得重要进展. 此成果对我国及亚洲沙尘暴天气灾害预警、应对与防灾、减灾发挥了重要作用,有显著的经济和社会效益.成果得到国家行业主管部门肯定,2006年获得中国气象局研究开发一等奖,项目第一申报人当选世界天气研究计划"国际沙尘暴研究与发展示范计划"科学指导委员会主席,推动发起了世界气象组织"国际沙尘暴预警咨询和评估系统",形成了我国在沙尘暴监测与预报方面的主导地位. 有关亚洲沙尘暴业务数值预报集成系统(CUACE/Dust)的系列文章在影响因子5.3的国际大气科学领域顶尖杂志"Atmospheric Chemistry and Physics"专辑发表.本项目还出版著作3部,另有52篇论文已在国内外重要学术刊物上发表,其中国际SCI论文36篇. 二、项目完成人及技术贡献 第1完成人:张小曳,研究员,中国气象科学研究院,发起并组织了此项目,指导并参与了项目组成员的相关研究.研究了中国沙漠区域沙尘气溶胶粒度、化学特征及在长距离输送中的变化等,指导并参与了源区表土矿物组成、起沙通量实测、风蚀数据库建立、CUACE/Dust实时评估检验系统、以及数值预报系统设计与建立研究.是创新点1的主要贡献者,见附件1-6、8-9、11、19-24、27-30、32-33.曾获中国科学院自然科学一等奖(排名5)、陕西省科技进步一等奖(2)、中国气象局研究开发奖一等奖(1)、国家自然科学三等奖(5)、二等奖(2)等;曾获首届全国 100 篇优秀博士论文奖,首届中国第四纪研究青年科学家奖,中国科学院青年科学家奖等.是1998年国家杰出青年科学基金获者. 第2完成人:周春红,副研究员,中国气象科学研究院,将分档沙尘气溶胶微物理在线耦合到中尺度模式中,开发了沙尘湍流和大尺度输送方案,解决了沙尘气溶胶在边界层的湍流输送问题和沙尘气溶胶大尺度输送耗散不守恒的数值计算问题,对建立亚洲沙尘暴监测与数值预报集成系统CUACE/Dust的模式系统并推广移植做出了重要贡献.对创新点1做出了重要贡献,见附件1、8-9、16-18、21.投入本项目的工作量占本人工作量的70%左右.2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第五). 第3完成人:牛涛,研究员,中国气象科学研究院,应用三维变分方法开发了多种沙尘气溶胶资料的同化系统,参与了同化系统与模式系统的耦合.本人基于误差最小理论发展了卫星和地面观测资料的融合方案,改写了观测算子、切线性及其伴随,成功地建成了国际上第一个能够同化地基和空基观测资料的沙尘气溶胶同化系统,该系统于2006年在中国气象局业务化.对创新点2做出主要贡献,见附件1、8-9、11-13.投入本项目的工作量占本人工作量的70%左右.获2012年度国家科技进步奖二等奖(排名第八);2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第十二). 第4完成人:王亚强,正研级高工,中国气象科学研究院,建立了亚洲沙尘暴数值预报实时评估检验系统.检验系统综合了卫星反演和地基观测数据,研发了基于网格对比的模式预报空间分布检验方法,利用GIS的可视化技术,实现了沙尘暴数值预报多时间尺度、多空间尺度TS评分检验,并建立了相应的软件系统,还在沙尘气溶胶同位素特性及源区示踪研究方面做出了创新性的成果.对创新点1做出了贡献,见附件1、8-11、20、30-31.投入本项目的工作量占本人工作量的65%左右.2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第四). 第5完成人:胡秀清,正研级高工,国家卫星气象中心,揭示了沙尘粒子的多光谱通道特殊辐射传输机理和识别方法,研制沙尘暴卫星定量遥感业务算法,集成采用了遥感技术、GIS技术、天气分析技术,建立国际上首个静止气象卫星沙尘暴遥感监测业务算法(DRAGI),成为国家卫星气象中心主线业务产品,该产品进入气象局亚洲沙尘暴数值预报系统的同化系统,大大提高沙尘暴短时预报精度,该算法还移植到韩国气象厅业务系统.对创新点3做出了主要贡献,见附件1、8-9、14-15.投入本项目的工作量占本人工作量的70%左右.2012年,"中国遥感卫星辐射校正技术系统"获得国家科技进步二等奖(排名第十);2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第十四). 第6完成人:刘洪利,副研究员,中国气象科学研究院,提出了风场预报技术的改进措施,改进了湿沉降计算方案,使沙尘暴数值预报系统的预报准确率和预报时效得到显著提高;移植并接入了三维数值同化模块;开发了MICAPS格式的预报产品;编写了预报产品的备份、分发模块;规范了整个预报系统的数据流程,建立了自动运行系统,实现了预报自动化.对创新点1和2做出了贡献,见附件1、9、10、12-13、16-18,投入本项目的工作量占本人工作量的70%左右.2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第十). 第7完成人:胡江凯,高级工程师,国家气象中心,在亚洲沙尘暴数值预报系统的业务化和推广、应用工作中做出了重要贡献.对创新点1有贡献,见附件1、16、18、34-35,投入本项目的工作量占本人工作量的55%左右.2007年 获国家科学技术进步二等奖;2001年 获国家科学技术进步二等奖. 第8完成人:王宏,副研究员,中国气象科学研究院,对亚洲沙尘暴辐射特性及对天气的反馈等科学认识和技术应用方面作出了创造性贡献,并完成了亚洲沙尘暴数值预报系统的与我国自主研发的大气模式GRAPES的耦合.对创新点1有贡献,见附件1、9、16、18、22、24-26、28,本项目中的工作量占本人工作总量的60%.2006年获得了中国气象局的气象科学研究开发奖一等奖(排名第十一). 第9完成人:张鹏,研究员,国家卫星气象中心,在卫星反演沙尘气溶胶光学厚度、有效半径等算法开发等方面对本项技术有创造性贡献.对创新点3有贡献,见附件1、8、14、37、39,本项目中的工作量占本人工作总量的55%. 第10完成人:车慧正,副研究员,中国气象科学研究院,在对亚洲沙尘研究的基础上,建立了沙尘观测网气溶胶光学特性标定体系,通过对国际上首个以亚洲沙尘暴为目标的业务观测网观测标校、数据质控、光学特性地基遥感反演,深入研究了亚洲沙尘暴的光学特性,完善了亚洲沙尘暴关键区域的大气沙尘气溶胶数据集.对创新点1有贡献,见附件1、23、27-29,本项目中的工作量占本人工作总量的55%. 三、主要完成单位及创新推广贡献 第1完成单位:中国气象科学研究院,中国气象科学研究院是本项目的承担单位,对本项目在基础研究条件、协调、组织和保障等诸多方面给予了大力支持,为本项目顺利完成攻关任务作出了重要贡献.在自主创立亚洲沙尘暴监测与数值预报集成系统和自主研发亚洲沙尘暴三维变分数值同化系统,即创新点1和2作出了重要贡献.是上述系统的主要研发单位,并对数值预报系统进行了积极的推广工作,已在国家气象中心和一些受沙尘暴影响的区域中心、省局得到了良好的应用,为国家级和地方的沙尘暴预报工作提供了坚实的技术支撑. 第2 完成单位:国家气象中心,国家气象中心在创建亚洲沙尘暴监测与数值预报集成业务系统的工作中发挥了决定性的作用,包括搭建业务运行环境、解决业务化过程中的诸多技术问题,与Micaps/9210系统相结合,采用模块化设计思想,设计了系统操作界面友好,具有全自动化、Internet远程调用和丰富的显示与分析功能的运行和监控流程.并对数值预报系统进行了业务化应用,每天提供沙尘暴数值预报产品,并实时通过中国气象局9210通讯系统向各省局下发预报产品,实现了我国提前3天进行沙尘暴定量的数值预报预警服务的能力.对创新点1有重要贡献. 第3 完成单位:国家卫星气象中心,国家卫星气象中心自主研发了我国FY-2系列静止卫星监测亚洲沙尘暴分布及强度的定量遥感技术及业务系统.发展了基于分裂窗法进行沙尘暴自动判识的算法,提出了FY-2红外差值沙尘指数(IDDI),提出了沙尘暴光谱聚类判识方法.建立了沙尘浓度与光学厚度之间的关系,获取了光学厚度、沙尘粒子有效半径和沙尘总量产品.综合集成沙尘反演算法和多种遥感处理技术,自主建立了我国静止气象卫星亚洲沙尘暴遥感监测业务系统.是创新点3的主要完成单位.沙尘暴遥感产品用于数值同化系统中,提高了沙尘暴数值预报的准确性,为创新点2也做出了重要贡献. 四、推广应用情况 (1)CUACE/Dust数值预报系统经过了自2001年开始的模式开发、预报测试、预报试验、试运行,以及预报产品自2004年的开始使用,到2005年的广泛应用,以及在中国气象局大气成分观测与服务中心和国家气象中心的实时运行,系统逐步具备了运行稳定、自动化程度高、预报产品丰富、文档齐全,且对亚洲沙尘暴具有较高的过程预报能力的特点,2006年经过严格的测试中国气象局批准此预报系统为我国业务运行的沙尘暴数值预报系统,在中央气象台实施对全国范围沙尘暴的数值预报,为我国沙尘暴预报提供了定量依据,产生了广泛的社会效益. (2)整个预报系统还移植中国气象局新疆、兰州、沈阳区域气象中心,以及河北、内蒙古自治区气象局中心气象台,在这些受沙尘暴影响最严重的区域和省份发挥着作用.国家级CUACE/Dust的数值预报产品还被新疆、甘肃、内蒙、辽宁、北京、内蒙、河北气象台广泛应用,数值预报产品还进一步通过中国气象局主办的"沙尘暴数值预报技术培训班"向天津、青海、宁夏、山西、陕西、河南、山东、四川、西藏、吉林、黑龙江等省推广.这些业务部门通过对CUACE/Dust的应用,具备了沙尘暴数值预报能力,提高了沙尘暴预报效果,取得了良好的效果.亚洲沙尘暴数值预报系统的应用和推广为我国国家级和地方沙尘暴预报事业做出了重要贡献. (3)CUACE/Dust预报产品通过上载到WMO SDSWAS亚洲-中太平洋区域中心网站,为亚洲地区沙尘暴预报提供指导产品应用与服务,增强了本研究成果的国际影响力,为确立我国在国际沙尘暴计划中的主导地位奠定了重要基础. (4)FY-2C/2D静止卫星沙尘暴遥感系统在国家卫星气象中心投入业务运行,使用了包括我国风云2号系列在内的静止气象卫星资料,使我国对沙尘暴的监测范围进一步扩大,系统投入使用以来对我国的沙尘暴过程的监测无一遗漏,利用这一系统制作的沙尘暴过程动画多次在中央电视台播出,取得了很好的社会反响.沙尘暴反演产品还被同化应用于数值预报系统中,为提高沙尘暴数值预报准确性提供了重要的数据基础.沙尘暴卫星遥感反演算法被韩国气象局在沙尘暴监测业务中采用,并取得了良好的效果,取代了原来日本的算法. 五、主要知识产权证明目录 知识产权类别 知识产权具体名称 国家 (地区) 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 软件著作权 沙尘暴显示分析系统 中国 2010SRB6323 2010.12.25 软著登字 BJ31706号 中国气象科学研究院 王亚强 软件著作权 气团轨迹统计分析软件 中国 2010SRB6328 2010.12.25 软著登字 BJ31711号 中国气象科学研究院 王亚强 六、项目曾获科技奖励情况 获奖项目名称 获奖时间 奖项名称 奖励等级 主要获奖人 授奖单位 亚洲沙尘暴及其数值预报系统 2006年12月 研究开发奖 一等奖 张小曳、龚山陵、卢乃锰、王亚强、周春红等 中国气象局 本表所填科技奖励是指: 1.省、自治区、直辖市政府设立的科学技术奖; 2.中国人民解放军和有关单位设立的科学技术奖; 3.经科学技术部登记的社会力量设立的科学技术奖.