提名项目环境灾害与气候变化集成观测系统

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1、提名项目：环境灾害与气候变化集成观测系统提名奖项：国家科技进步二等奖项目简介：受人类活动和气候变化的共同影响，我国西北地区自然灾害频发、环境污染突出、生态破坏严重，极大地制约了国家社会经济和生态文明建设的可持续发展。黄建平团队自2005年以来，自主研制了国际先进的“环境灾害与气候变化集成观测系统”，主要集成了激光探测、微波遥感、涡动相关、光谱分析等手段，解决了将不同时间和空间尺度的环境灾害与气候变化因子集成到同一系统进行探测的技术难题，为环境治理和气候应对提供科技支撑，取得了一系列创新性成果：1.自主建立了我国西北地区第一个具有国际水准的环境与气候综合观

2、测平台，积累一套描述干旱半干旱环境与气候第一手高精度完整资料集，深刻揭示了环境与气候灾害发生发展过程和机理，明显提高了模式预报沙尘暴的准确率，使我国西北地区24小时沙尘暴预报Ts评分提高了6%~10%，显著提升了陆面模式对半干旱区地表热通量的模拟能力。国内外学者利用这套数据已发表论文215篇（SCI86篇）。2.国内首次研发了适用于野外恶劣条件下的环境与气候移动集成监测系统，获发明专利2项、实用新型7项，出版著作1部，成为行业示范，被国内相关高校和科研院所作为参照标准而借鉴采用。3.自主开发高精度多通道微波辐射计反演算法系统，实现温湿廓线的实时、高精度、

3、自动化探测，提升我国气象部门的业务化观测能力，获软件著作权1项。已实现产业化，销售产品40台，合同额5600万元。使我国此类设备不再依赖进口，目前已为国家节支设备进口费近1亿元。4.自主研制三维扫描环境激光雷达并开发反演算法，实现对大气污染的三维立体、全天候、高时空分辨率观测，有效实时监测空气污染物排放，是环境保护执法利器。发展沙尘识别方法，量化了人为和自然沙尘对空气质量的影响。获国家发明和实用新型专利各1项，总体技术处于国际先进。5.构建了水-土-气-生集成监测系统，揭示了半干旱区陆-气相互作用的机制、湍流结构特征及夜间短时高污染浓度的形成机理和全球半

4、干旱区强化增温与加速扩张的机理，发表NatureClimateChange封面论文。本项目已获国家发明专利2项，实用新型9项，软件著作权2项，甘肃省科技进步一等奖1项，发表著作1部、论文85篇（SCI56篇），其中30篇代表性论文总引1067次，被SCI他引520次；培养研究生36人，省级优博3人、优硕2人；提出的《关于甘肃省洪涝灾害防治工作的建议》被甘肃省政协评为2014年优秀提案，大幅度降低各种洪涝灾害的人员伤亡和经济损失。客观评价：1.甘肃省气象局西北区域气候中心应用《气候灾害移动集成监测技术》并作出评价自2010年3月份起，我单位应用了由兰州大学

5、大气科学学院黄建平等人自主研制的《气候灾害移动集成监测技术》，成功监测到发生在西北地区10余次强沙尘暴天气过程，获取了不同沙尘天气条件下沙尘颗粒质量浓度（PM10、PM2.5和PM1.0）、消光系数垂直分布结构、能见度和常规气象要素等第一手宝贵资料。对这套高分辨率的数据资料进行融合同化，并作为西北区域沙尘暴数值预报业务模式（GRAPES-SDM）的初始场和边界条件，明显提高了模式对沙尘暴的预报准确率，西北地区24h沙尘暴预报Ts评分提高了6%~10%。兰州大学研发的《气候灾害移动集成监测技术》改善并提升了我省对沙尘暴等灾害天气的业务监测水平，提高了西北区

6、域沙尘暴业务模式的预报能力，为西北地区防灾减灾监测预警做出了重要贡献，为预防和减轻人民财产的损失发挥了重要作用。2.南京大学应用《环境与气候灾害集成探测技术》的评价意见自2011年5月起，我单位在建设南京大学地球系统区域过程综合观测试验基地（SORPES）的过程中，应用了由兰州大学大气科学学院黄建平等人自主研制的《环境与气候灾害集成探测技术》，在大气边界层、地气相互作用、空气污染和生态过程等的设备选用、观测项目设置等方面借鉴了兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）的经验；利用SACOL陆-气相互作用长期观测资料，改进了半干旱区陆面过程地表参数化方案

7、，明显提高了陆面模式对半干旱区地表热量通量的模拟能力，获得显著的社会效益。3.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所《环境与气候灾害集成探测技术》的评价意见中国科学院寒区旱区环境与工程研究所评价：“…应用了兰州大学自主研发的《地面气溶胶集成观测技术》，开展了兰州地区和青藏高原地区环境污染物理化特性、化学组分的观测研究，提高了对污染物的野外监测能力，降低设备运维成本，提高仪器的观测效率和数据质量，为研究兰州市区和青藏高原高海拔地区的环境质量、污染物溯源提供了重要的基础支撑。”4.江苏省气象台应用《偏振激光雷达识别自然和人为沙尘方法》的评价意见江苏省气象台自20

8、14年起，与兰州大学大气科学学院在激光雷达数据应用方面进行合作，将《偏振激光雷达