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美国天气研究与创新法案影响几何?

已有 1417 次阅读 2019-9-6 16:36 |个人分类:文章|系统分类:观点评述| 气象, 法律, 防灾, 竞争, 市场

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美国《2017天气研究与创新法案》(Weather Research and Forecasting Innovation Act of 2017WRFIA)经参众两院通过后,于2017418日由总统特朗普签署,正式成为美国的气象法律文件,对美国的大气科学研究与业务应用具有很强的约束和导向作用。这是美国自1992年通过了《国家海洋和大气管理局授权法》以来,再次为与气象相关工作立法。

 

2017天气研究与创新法案》分为五个部分:天气研究与预报改进;季节内与季节预测创新;气象卫星与资料创新;政府气象协调;海啸预警、教育与研究。从内容性质上看也可以大致分为三类,一是政治性的。如法案一开始就提出,“要求国家海洋和大气管理局(NOAA)优先考虑天气研究,以提升气象数据、模式、计算、预报和警报等方面的能力,为生命、财产安全和国民经济增长提供保障”。这显然是最重要的指导思想,其后的所有内容都是为实现这一目标而采取的措施。

 

二是政策类的,包括管理政策和技术政策。如法案要求NOAA的海洋大气研究办公室(OAR)必须制定一个改进天气预报和大气事件影响评估能力的计划,优先考虑对威胁生命财产的高影响天气做出更加准确、及时、有效的预报预警;要求在实施该计划时要以开放、合作的方式,通过公平竞争让非政府部门参与项目,并得到支持。

 

第三类属于纯技术上的要求,从宏观到具体,涵盖了许多方面。如法案要求OAR制定出一个研究与发展及研究向业务转化的计划,目标是恢复和保持美国在数值天气预报技术上的领先优势;要求NOAA制定龙卷风预警改进和延长实效的计划,实现提前一小时发布预警的目标。这两个要求都有很强的技术性和和挑战性,NOAA压力巨大。

 

美国科学家在上世纪50年代首次成功实现了通过数值模式制作天气预报,并在业务上投入了应用,奠定了在那个时代的领先地位。但自从1975年欧洲中期数值天气预报中心(ECMWF)成立以来,美国的老大地位便被颠覆,仅从数值预报模式准确率这项关键指标看,美国的全球预报模式已在第二梯队徘徊多年。美国显然不甘落于人后,一直设法赶超,但未见显著成效。该怎样制定一个有效计划呢?这有点难,既有技术问题,也有协调管理问题。

 

龙卷风的预报预警相对涉及技术层面更多一些,对这种生命史不长(一般不超过一小时)的小尺度强对流天气系统的预报,时效的延长是个难点,哪怕是几分钟,也属不易,要考虑龙卷生成的地点、时间、走向、强弱、变化和环境等诸多因素,还要科学设计探测网,快速捕捉初始生成、发展变化信息。

 

制定了法律,既造成压力,也产生动力,还可以是机遇。NOAA发展项目的预算都要经国会通过才能拨款,经常因解释不充分遇阻,说服那些议员可不是件容易的事。现在,在法律上明确了目标、任务,有些说明、解释就可以免了,有了法律条文的约束和指导,人、财、物的支持显然都不能少。


人命关天,防御自然灾害不是小事,该支持要支持,该拨的款项自然要给。法案成了要钱的依据,国会怎样判断使用的合理性呢?国会里有专家,可以通过各种方式调研听取意见,但要应对NOAA的专业人员,显然还有难度。既然要依法办事,那还得通过法律进行约束。法案一方面要求NOAA优先考虑对满足预报和减轻生命财产损失所需的观测、资料、信息等的需求,同时要求对其进行客观评估,明确差距所在,再提出解决方案。怎样评估需求和差距呢?法案明确规定,必须通过目前在预报业务与科研领域中已得到认可的观测系统模拟试验(OSSE)方法来进行,任何持续发展周期内超过5亿美元的项目都要做这样的评估。这不是一道容易通过的槛。没有显著的投入效益比,想过关仍会遇到障碍,经费不会轻易到手。通过这种有目标、有要求、有支持、有约束的法律,使需求、差距、建设、发展与任务之间构成了相对合理的管理闭环。至于在操作时会发生什么情况,是否能运行顺畅,只有让实践去检验了。

 

法案没有直接涉及气候,据说是因为总统不喜欢这个问题,要让他签字通过还得动动脑筋。但显然不能让法案对气候监测、预测、研究没有要求或约束,这些可是当今地球科学领域中的热点。实际上,几乎所有的观测系统都很难清晰划分出是用于天气还是气候,所以在这一环节上不存在问题。而在法案中又专门列出了一部分内容,明确要求必须做好及时、准确的季节内和季节预报,而季节内预报的时间跨度设定为两周到三个月,季节预报的跨度为三个月到两年,这与气候预测要解决的问题有多大区别呢?不把气候系统几大圈层的影响因素都考虑进去,是无法完成的。这样处理巧妙地应对了可能遇到的麻烦,各方面应都可以满意。

 

法案的另一个特点是明确了允许政府机构可以向商业公司购买气象数据,且要求NOAA避免在数据提供上出现政府部门与私人企业的不必要重复。这实际上是给出了一个明确的信号,美国未来的气象资料提供会从以政府为主逐步转向为政府与私营企业共同参与的格局,市场机制应会促成更有效率的运作方式,且政府部门应尊重市场的选择。一项法规确定之后,会产生明显的政策导向作用。可以看到,近两年来美国气象领域的私人企业活跃度明显增强,从大气探测、数据处理到预报模式发展,都可以感受到企业的影响。

 

今年1月,在美国拉斯维加斯召开的国际消费类电子产品展览会(CES)上,国际商用公司IBM高调宣布即将发布“世界上分辨率最高的全球数值天气预报模式”——3公里分辨率的GRAF,大有向NOAA挑战的味道。而成立于2012年的SPIRE卫星公司已成功发射了40余颗用于GPS掩星大气垂直廓线探测的小卫星,获取的资料将向NOAA出售。而NOAA的类似发展计划是否还能如期进行,会出现不确定性,按照新的法律,不应发生重复建设。

 

美国出台这样的政策,其影响不仅是对其自身,很可能会波及国际社会,这是特别需要引起关注的。在2019年世界气象大会上,安排了一次公私对话高级别圆桌会议,围绕天气预报、数据、服务等问题开展了广泛交流。大会还通过了一项关于加强公共、私营和学术界之间联系的宣言。这些迹象反映了当今气象领域发展的一些趋势性变化,或多或少也与美国政策的相关影响有关。


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