提名项目环境灾害与气候变化集成观测系统

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：矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔。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测平台，积累

2、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（SCI 86篇）。聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測。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。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骤。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

3、度、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。酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭。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。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔。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

4、的形成机理和全球半干旱区强化增温与加速扩张的机理，发表Nature Climate Change封面论文。謀养抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍。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（SCI 56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。厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩。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

5、3月份起，我单位应用了由兰州大学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，提高了西北区域

6、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。茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐。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，明显提高了陆面模式

7、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。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘。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。”籟丛妈羥为贍债蛏练淨槠挞。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 2014年起，与兰

8、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 振激光雷达识别自然和人为沙尘方法中的部分技术应用到本单位的业务工作中。利用沙尘粒子的 非球形特性及散射特征的差异，阐明了沙尘退偏振比和后向散射的分布关系。利用这一技术对江苏 省气象局建设的激光雷达监测网数据进行有效分析，在多次重雾霾污染过程期间，成功监测了外源 输入沙尘对江苏省的影响，极大提升了江苏省气象局环境气象灾害的监测和预报预警能力，减轻了 一线业务人员的工作强度，得到一致好评，展现了良好的社会效益。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥。应用情况：本项目技术成果被国内多家单位推广应用，包括中国气象局业务部门、科研院所、高校等单位，取 得了显著的

9、应用效益，成果在企业进行推广，已经为相关企业增收6000余万元，为国家节支设备进口费近1亿元。研究成果为国家西部大开发和国家一带一路”重大战略建设中的环境气候灾害保障、防灾减灾等做出了重要贡献。主要应用情况如下：渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨。应用单位应用技术应用的起止时间应用单位联 系人/电话应用情况甘肃省气象局西北 区域气候中心气候灾害移动集成监测技术2010年3月至今王尘暴等灾害天气的业务 监测、西北区域沙尘暴数 值预报业务南京大学环境与气候灾害 集成探测技术2011年5月至今郭维境与气候灾害监测、陆 面过程参数化方案改进和 陆面模式模拟

10、优化中国科学院寒区旱 区环境与工程研究 所地面气溶胶集成 观测技术2014年10月至今徐建州地区和青藏咼原地区 空气环境污染监测网江苏省气象台偏振激光雷达识 别自然沙尘和人 为沙尘技术2014年至今陈基激光雷达网建设与技 术业务应用北方天穹信息技术多通道微波辐射2014年至今房轶丁生产加工多通道微波辐（西安）有限公司计温湿廓线反演 系计”产品40多台，创收5600万元兰州金未来能源科 技有限公司环境与气候灾害 移动集成监测技 术2014年1月至今邓产加工地面气溶胶移 动集成观测系统和气候 灾

11、害移动监测系统” 40多 套，创收600万元主要知识产权目录:知识产 权（标 准）类别知识产 权（标 准）具体 名称国家（ 地 区）授权号 （标准编 号）授权（标准 发布）日期证书编号 （标准批准发布部门）权禾U人 （标准起草单位）发明人（标准 起草人）发明专 禾U （标 准）有 效状态发明专利地面气 溶胶移 动集成 观测系 统中国ZL201310612017.82017年2月15日2378845兰州大学黄建平，史晋 森，闭建荣， 邓俭，黄忠 伟，张北斗， 周天有效发明专利地面气 溶胶移 动观测 集装箱1=1中国ZL201310613670.62017年5月24日2497056兰州大学史晋森，

12、黄建 平，张北斗， 邓俭，黄忠 伟，闭建荣， 周天有效实用新 型专利气候灾 害移动 监测系 统中国ZL201520469325.42015 年 12月2日4814539兰州大学闭建荣，黄建 平，史晋森， 黄忠伟，张北 斗，张武有效实用新型专利地面气 溶胶集 成观测 系统中国ZL201320069810.32013年8月14日3107533兰州大学史晋森，张北斗，闭建荣，黄建平，黄忠 伟，葛觐铭有效实用新 型专利积分浊 度仪串 联观测 系统中国ZL201320069825.X2013年8月14日3105924兰州大学史晋森，闭建荣，张北斗， 黄建平，黄忠 伟，葛觐铭有效实用新 型专利地面气 溶胶

13、移 动观测 集装箱 箱体中国ZL201320762027.52014年7月23日3702750兰州大学史晋森，周 天，闭建荣， 黄建平，邓 俭，张北斗， 黄忠伟有效实用新 型专利地面气 溶胶移 动观测 集装箱中国ZL201320759247.22014年4月30日3548133兰州大学史晋森，周 天，张北斗， 黄建平，邓 俭，闭建荣，有效设备架黄忠伟实用新型专利一种单 通道探 测偏振 的激光 雷达系 统中国ZL201320709304.62014年4月30日3548831兰州大学周天，黄忠 伟，史晋森， 闭建荣未缴费失效计算机 软件著 作权SACOL气候观 测仪器 数据管 理系统V2.0中国2014SR0637002014年5月20日软著登字第0732944 号兰州大学张北斗有效计算机 软件著 作权多通道 微波辐 射计温 湿廓线 反演软件 V1.0中国2014SR0680892014年5月28日软著登字第0737333 号兰州大学张北斗有效主要完成人情况:序 号姓名国籍职 称工作单 位完成单位参加项 目起止 时间主要贝献1黄建平中国教 授兰州大学兰州大学2005-至今负责项目的总体实施，带领团队历经十 余年建成半干旱气候与环境综合观测 站，研制适用于野外恶劣条件下作业的 移动监测系统，在国际上首次系统获取 我国西