——记中国气象局兰州干旱气象研究所
本刊记者  胡 敬  特约通讯员  倾继祖    

　　 有这样一群人，他们几十年如一日，埋头于干旱气候研究，一心奉献，不求回报；有这样一个团队，他们同心协力，刻苦攻关，为中国的干旱事业做下不可磨灭的贡献。他们是默默无闻的科研工作者，却身系国家农业生产和社会经济的发展；他们是淡泊名利的科学探索者，却创造出一个又一个辉煌的成就。他们是西北大地上的干旱抗争者，更是中国干旱气候变化的幕后守护者。
　　 他们就是中国气象局兰州干旱气象研究所（以下简称“干旱所”）的全体科研人员，一群可敬又可爱的幕后英雄。正是因为有了他们，干旱所才一天天地发展壮大，枝繁叶茂；正是因为有了他们，干旱所才能为国家做出如此多的贡献，频获嘉奖。

立足西北，服务全国

　　 作为面向基本气象系统和社会服务的国家级公益类专业气象科学研究所，干旱所是国家气象科技创新体系的组成部分和现代气象业务体系的科技支撑力量。成立40年来，它的主要任务是面向干旱气象科技发展的国际前沿，紧紧围绕国家、地方社会经济发展和现代气象业务体系建设的需求，开展干旱防灾减灾和干旱气候变化的应用研究、应用基础研究和技术开发，重点解决我国干旱气象业务发展中急需的科技前沿和重大关键科技问题，为国家社会经济发展做出重要贡献。它虽然立足于大西北，却服务着全国的农业生产。
　　 干旱所前身是成立于1974年的甘肃省气象科学研究所，2001年作为中国气象局“一院八所”之一，开始进行科研体制改革，实行理事会领导下的所长负责制，建立起“开放、流动、竞争、协作”的新型管理模式和运行机制，2004年通过了国家科技部首批改革试点单位的改革目标验收。自2008年以来，干旱所通过不断深化改革，进一步提升了对我国干旱监测预警业务技术和国家抗旱减灾提供科学决策服务的科技支撑能力。建所40年来，干旱所一直紧紧围绕干旱的防灾减灾和干旱气候变化的国家需求，根据干旱气象服务中的科技问题，开展应用研究、应用基础研究和技术开发，它的重点研究方向一直是干旱监测预警预测、干旱气候变化与影响和干旱气象灾害研究等三个方面。其中，干旱监测预警技术及其应用研究包括干旱发生发展规律及其预测技术研究、重大干旱事件的监测预警和决策服务研究和3S干旱监测方法研究；干旱气候变化及其影响研究包括气候变化与干旱时空分布关系研究，干旱气候变化对农业、水资源的影响评估和对策研究和干旱致灾机理研究、干旱陆面过程研究等；干旱气象灾害研究包括干旱气象灾害的分布特征和变化规律研究，干旱气象灾害的影响评估与对策研究和干旱衍生灾害的发生机理及其监测预警预报技术研究等。现如今，干旱所已经成为人才突出、设备先进、科研成果丰富的干旱气象科技研发中心了。
　　 众所周知，干旱是所有自然灾害中影响因素最为复杂、监测和预警预测最为困难的自然灾害之一。目前，干旱是制约我国西北地区农业和生态文明建设的关键自然因素。在全球变化的背景下，极端干旱气候事件发生频率和强度呈显著增加趋势。西北干旱灾害造成的经济损失高达GDP的4%～6%，严重制约着社会经济发展和生态文明建设。干旱所的科研人员们都非常明确干旱灾害的可怕性，也更坚定了自己身上的使命感，在甘肃，他们甘于寂寞，不问名利，埋头于研究，一待就是十多年。天道酬勤，正是他们的坚持和执着，也正是他们的勤奋和努力，才造就了干旱所今日的耀眼成绩。截至到2013年底，干旱所共主持各类科研项目278项，其中，国家科技攻关计划项目1项、国家科技支撑计划项目课题2项，“973”（预研）项目课题专题3项；国家自然科学基金重点项目1项、面上项目20项；行业专项3项，其它科技部、财政部项目7项；科研项目经费共计12209.85万元。截至2013年，干旱所共发表论文1682篇，出版专著12部，其中在SCI、SCIE、EI等检索期刊论文151篇，核心期刊论文1080篇，获国家科技进步奖二等奖1项，获省部级科技奖励14项（二等奖10项，三等奖4项）。

二十余载磨一剑，亮遍神州

　　 2014年1月10日，由干旱所主持完成的“中国西北干旱气象灾害监测预警及减灾技术”项目获得了2013年度国家科技进步奖二等奖。对于干旱所来说，这个奖项的获得是一个值得铭记的历史性的时刻。该奖项属国内省级气象部门首创，同时也属国内干旱气象灾害研究领域的首创，填补了我国省级气象部门和干旱气象灾害研究领域无国家科学技术进步奖的两项空白。人们看得见的是奖项带来的荣誉，看不见的却是奖项背后的许多不为人知的艰辛。
　　 从1990年到2010年，该项目先后用了20年时间，由干旱所联合南京信息工程大学、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所和国家气候中心等49个科研院所、高校和业务单位，依托18个国家级及其它类型的课题接力，倾注了数百名科技人员的心血。
　　 20年的时间，在历史的长河中或许短如一瞬间，但干旱所的科研人员们却是伴着项目一起成长，从青春年少到不惑之年，把青春和心血全部洒在了这里。如今，他们的付出终于有了回报，他们的刻苦钻研换来了西北重大气象干旱事件预测准确率提高10%左右，准确预测了1997年、1999年、2000年、2007年和2010年西北东部严重干旱，为各级政府及有关部门提供了及时有效的气象服务，提升了气象干旱及其衍生灾害的监测、预警水平和服务效益。不仅如此，大型称重式蒸渗计和人工增雨抗旱决策指挥系统分别推广应用到蒙、陕等7省（区）及新、滇等4省（区），为干旱监测以及抗旱减灾提供了重要技术手段。此外，该项目还围绕西北干旱气象灾害形成机理、监测与预警，及其对农业生产的影响和减灾技术，开展了系统深入的研究与成果应用推广，取得了一系列的创新性成果。
　　 首先，此项目揭示了西北干旱形成和演变的机理，提出了西北干旱形成的物理模型，发展了西北干旱预测理论。它不仅揭示了青藏高原热状况影响西北干旱的物理机制，并由此建立了青藏高原热状况与西北区干旱的内在联系，为西北干旱监测预警提供了重要的理论支撑，还创造性地发现了形成西北干旱典型流型的四种途径。在此基础上，它还首次提出了我国西北干旱与北半球主要干旱区的遥相关系。通过研究发现西北区干旱具有独特的沿大圆路径遥相关波列结构，发现干旱从北非开始、到阿拉伯、到中亚、再到中国西北的年代际东传趋势。不仅如此，通过研究，项目组还发现西北干旱与台风活动和梅雨有密切联系：台风活动、长江中下游梅雨是西北区东部干旱预测的强信号。而厄尔尼诺的出现（即加强期）成为西北地区东部干旱的一个强信号。这首次将影响西北干旱的海温异常区域扩展到整个北太平洋，发现除赤道中东太平洋外，还有两个海区，即西太平洋副热带海区和日本以东海区，其海温异常同样与西北地区旱/涝有着密切联系。气象学家陶诗言院士认为，该成果“对干旱强信号、西北地区干旱气候灾害诊断方面，取得了较大突破”。
　　 其次，此项目开发了西北干旱监测新技术，创建了适用于西北地区干旱监测的新指数，建立了西北干旱监测预警业务服务系统，显著提高了干旱监测和预警能力。基于降水和蒸发的相对变率，项目组创建了适合于西北地区干旱监测的K指数，该指数消除了由于各地降水、蒸发量级不同而产生的影响；建立了以径流量为要素的内陆河灌溉区径流量Z指数，实现灌溉区的干旱监测和评估；综合运用历史文献、树木年轮、河流流量、内陆湖泊水位等资料，重建了1470～2008年西北地区极端干旱事件序列，认识了重大干旱事件的分布规律，为干旱监测提供了重要的理论依据。气候变化研究专家丁一汇院士指出，该成果“填补了我国西北极端干旱灾害气候研究的一个空白，对研究我国和东亚气候与环境变化具有重要的意义。”除此之外，项目组还研制了我国气象部门第一台大型称重式蒸渗计，技术指标达到国际同类设备的先进水平，并揭示了干旱与其主要衍生灾害--沙尘暴的相互作用机理，认识了干旱对沙尘暴起沙机制和沙尘传输的影响特征，发展了适合西北干旱环境特征的沙尘天气数值预报系统GRAPES_SDM，使西北沙尘天气的预报准确率达到了85%～90%，实现了沙尘暴预报的精细化和定量化。此成果在西藏和新疆等区域得到业务化应用。在此基础上，科研人员又自主研发了基于网络结构的“西北干旱监测预警业务服务系统”，该系统对不同的干旱监测方法、预警、预测指标和物理模型进行了科学集成，并可依托区域内气象站网和试验基地，对区域内干旱信息进行实时收集、快速处理、有效管理、及时发布和灾后评估。
　　 再次，项目组发现了干旱半干旱区陆面水分输送和循环的新规律，为干旱化机理研究和改进区域气候模式提供了重要认识。一是对干旱半干旱区露水的形成规律取得了新认识。试验发现，干旱半干旱区降露水对陆面水分收支的贡献十分显著，能达到降水量的20%左右。二是认识了干旱区近地面层水分输送机制的独特性。研究表明，临近绿洲的荒漠近地面层普遍存在大气逆湿和负水汽通量现象，并且大气逆湿和负水汽通量出现频率并不完全一致，所以临近绿洲荒漠近地面层具有特殊的水汽负梯度输送特征。三是发现了绿洲独特的自我维持机制及其对周围荒漠的显著影响。绿洲对其下游荒漠陆面水分过程影响范围与绿洲空间尺度大致相当，影响程度约为平均值的1/4；并且发现了绿洲白天逆温层对蒸发的抑制作用和临近绿洲的负水汽通量对陆面水分的贡献等是有利于绿洲自我维持的良性水分循环机制。
　　 最后，项目组还研发了水源涵养型国家重点生态功能区-祁连山空中云水资源开发利用技术，提出了山地云物理气象学新理论，建立了人工增雨抗旱作业指挥系统，为祁连山区人工增雨作业提供了核心技术。在此基础上又研发了作业条件自动报警和网络化管理的人工增雨抗旱作业指挥系统。该系统实现了增雨作业条件的自动判识和抗旱需求的综合判断，生成人工增雨作业指导产品并通过网络自动发布，提高了人工增雨抗旱决策指挥的科学性和自动化水平。
　　 此外，该项目所取得的创新性成果还有很多，如此多科研成果的诞生都是科研人员用心血换来的。20年，背后的艰辛恐怕我们常人难以想象，也只有真正经历过的他们才明白个中的滋味。

展望未来，斗志昂扬

　　 无论再辉煌的成绩都会成为过去，未来的成绩还需要不断地坚持奋斗，干旱所的科研人员都深刻地明白这一点。因此，他们从来没有停止过钻研和探索，他们要用自己的智慧和汗水去创造更加引人瞩目的未来。
　　 在记者采访中，干旱所有关负责人提到，他们从来没有满足过现状，一直在路上，且已经制定了未来的总体发展目标。在未来5年，干旱所将坚持“需求牵引、瞄准前沿，以用为本、效益为先”的原则，建立起政策措施保障得力的科研成果转化应用的有效机制，充分发挥科技成果的应用效益，切实推动我国干旱气象相关业务的发展，为国家抗旱减灾科学决策提供有力支撑。以《中国干旱气象科学试验计划》为框架，加强干旱形成机理和干旱监测、预测、预警及评估技术研究，重点在干旱监测预警预测、干旱气候变化及其影响和对策以及干旱气象灾害等领域的研究取得明显进展，在我国重大干旱形成机理及其监测预测关键技术研究方面取得重要突破，产生一批在国内外有重要影响的科技成果，明显缩小我国与国际领先水平的差距。以“固本强基、适度外延，定位明确、共建共享”为原则，到2016年末，基本完成设备先进、功能完善的干旱半干旱区不同下垫面综合观测试验基地建设任务；在干旱半干旱以外区域，建成以大气—土壤—植被之间水分循环为核心的干旱气象联合观测试验基地。加强干旱气候变化与减灾重点实验室建设，充分发挥实验室开放合作平台作用。以“国际视野、创新思维、团队意识、敬业精神”为原则，建成由“双百”计划人选等高层次人才为团队领军，着力打造以干旱监测预测预警技术和干旱气候变化影响研究为重点方向的两个中国气象局科研创新团队。在未来5～10年，干旱所将建设成为专业特色突出、科研水平一流、支撑业务有力、国内知名且国际上有影响的干旱气象科技研发中心和人才培养基地。
　　 在对外交流合作方面，干旱所实行开放合作的办所方针，大力构建科研合作平台，拓展研究领域，不断加强对外学术交流和科技合作，广泛吸纳国内外最新研究成果，提升科技竞争力和创新力。干旱所以甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室为跨部门和跨行业开放合作平台，以中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室为区域开放合作平台，以兰州国际环境蠕变研究中心为国际开放合作平台，以国家级博士后科研工作站和干旱气象灾害硕士点为人才培养合作平台，并设立干旱气象科学研究基金，面向国内外相关科研机构进行开放合作研究。
　　 经过40年的发展历程，在不断的科研磨砺下，干旱所早已相当成熟。可对他们来说，未来的路还有很长。在未来，他们将紧紧围绕国家干旱防灾减灾和干旱气候变化应对的现实需要，以现代气象业务发展需求为导向，挖掘国家干旱、区域气象业务服务中的科学问题和关键技术难题，同时紧跟干旱气象科技的国际前沿，为国家经济发展创造更璀璨的明天。