古时候，U技不发达，“雷公”“电(sh)母”就是大自然实时的天气预报员。如今，伴随着互联|大数据{新兴技术的兴vQh们不仅可以在几个时前，甚至可以在几天前预见未来的气象?/span>
气象Z么这么重要？因ؓ(f)自古以来Q它?yu)和Z的出行、采购、安全等息息相关。如今，各行各业都关注气象，q研发了相关的预报系l，中国水利水电(sh)U学研究院水资源研究所气候变化与水资源研I室MQ杨明，带领他的团队开发了域降水预报服务q_{，为推动我国水利气象事业的发展贡献了力所能及的力量?/span>
杨明（清华大学水利p?span lang="EN-US">2012U博Q?/span>
一波三?成就水利气象人生
在外人眼里，杨明一直是“别人家的孩子”，勤奋t实Q成l优异。但他其实也l历q挫折，q运的是Q踏q荆铺q道\后，他最l进入水利工E领域，Z国水利工E徏设作贡献的同Ӟl放出生命的光芒?/span>
杨明出w军人家庭，“听我母亲说Q我的姥h老八路，抗日战争时期Qؓ(f)了掩护村民撤退被俘Q后来家人发C的时候，手指断了Q牙也没了，w上q有烙铁的印记。”这件事Ҏ(gu)明祥的触动很大，长大后，他立志ؓ(f)国作贡献Q先是参军，后是报考空军飞行员Q结果都因ؓ(f)q视度数太高Q最l没能如ѝ?/span>
但杨明祥报国的理惛_ƈ没有熄灭。既然不能靠参军报国Q那另M路。对理想的坚定和执着Q让他很快找C新的目标。因Z物理成l优异，杨明有了要当一名核物理研究人员的理惻I但因为高考接q失利，他最l选择q入南昌航空工业学院软g工程专业?/span>
Z有朝一日能实现最初的梦想Q他不懈努力Q“那个时候，学校很热Q来上自?fn)的最多四五个人，最一个。”而杨明祥是那个h不动Q天天准时上自习(fn)的h。刻苦学?fn)让他获得了丰厚的回报?/span>
大学4q_(d)他拿?span lang="EN-US">3个一{奖学金Q?span lang="EN-US">1个二{奖学金Q?span lang="EN-US">1个国家奖学金Q?span lang="EN-US">1个优U毕业生称P几乎所有能拿的奖都拿了。刻苦努力的时候，杨明脑里只有一个念惻I是考上研究生后好{专业?/span>
然而因为学U跨度太大，杨明离最初的梦想渐行渐远Q他最l也学会(x)了换个角度重新审视命q的安排Q“三癑օ十行Q行行出状元。无Z事的是什么行业，只要肯努力，׃定能为国作A(ch)献”?/span>
即和命q斗争不q，也可以在另一个领域从容生z，杨明拥有这U能力——无论做什么都要做到极_(d)他虽然不喜欢软g工程专业Q但却是当时整个q~程学得最好的同学之一?/span>
凭借出色表玎ͼ本科毕业后，杨明考上西安理工大学水利水电(sh)学院研究生，师从解徏仓教授学?fn)水文水资源专业Q主要研I方向ؓ(f)水利信息化?span lang="EN-US">3q之后，他又以全qW一名的成W考上清华大学博士?/span>
2012q?span lang="EN-US">9?span lang="EN-US">?015q?span lang="EN-US">7月，他就M清华大学水利水电(sh)工程p（与中国水利水늧学研I联合培养Q，师从王浩院士、王忠静教授、蒋云钟教高Q主要研I方向ؓ(f)气象水文预报Q从此与水利气象事业l下了情~?/span>
水木清华Q钟灉|U。在清华大学导师的熏陶和启_之下Q杨明祥的研I越深入Q对相关领域的探索欲望越强烈。博士期_(d)他几乎每天都是凌?span lang="EN-US">2点睡觉，早上5:30起床Q奔忙于清华大学和中国水利水늧学研IQ简U?span lang="EN-US">?/span>水科?span lang="EN-US">?/span>Q之间?/span>
攻读博士学位的最后一q_(d)因ؓ(f)要准备论文，Z抢占清华图书馆位，住在水科院的杨明常常早?span lang="EN-US">5点多出门，然后骑R到清华学?fn)，一整年风雨无阻。汗水浇灌换来丰收硕果，博士毕业后，杨明成为清华大学极数3q就能博士毕业的优秀学生?/span>
万丈高楼q_P求学期间的刻苦努力ؓ(f)杨明打下了坚实的基?span lang="EN-US">2015q博士毕业后Q他选择留在水科院水资源研究所从事气候变化、智慧水务、气象水文预报等斚w的研I工作?/span>
如今Q杨明祥已经成ؓ(f)气候变化与水资源研I室MQQ自2020q?span lang="EN-US">10月vQ挂M峡集团科学技术研I水资源高效利用技术研I中心副MQ?/span>
期间Q他作ؓ(f)目负责人或技术骨q先后参与完成国家自然科学基金、科技支撑、重点研发计划等U研目40余项Q相关科研成果获大坝工程学会(x)U学技术奖特等?span lang="EN-US">1ơ，大禹水利U学技术奖一{奖1ơ、二{奖1ơ，中国水利水电(sh)U学研究院科技q步奖特{奖2ơ；作ؓ(f)主要完成人提出的?/span>变化环境下气象水文预报关键技?span lang="EN-US">?/span>被水利部鉴定为国际领先，相关核心技术在黄河、长江等大江大河得到了推q应用；作ؓ(f)目负责人或技术骨q编制了《北京水务信息化层设计》《北京城市副中心智慧水务层设计》等报告Q?span lang="EN-US">2017q入选中国科协青qh才托丑ַE；公开发表学术论文40余篇Q出版专?span lang="EN-US">6部，获得发明专利20余项、Y件著作权20余项?/span>
从最初一名胸怀核物理研I梦想的有志青年Q到刻苦努力最l找Ch生航向的水利气象研究工作者，历经本科时期的计机软g工程学习(fn)、硕士时期的水利信息化研I、博士时期的气象水文工作Q虽然过E一波三折，但也意外成就了杨明祥别样的科研h生。将q些交叉学科知识融会(x)贯通于水利气象研究中，他成长ؓ(f)一名复合型人才?/span>
初涉目 奠定坚实基础
非常q运Q杨明祥留在中国水利水电(sh)U学研究院接触的W一个项目，׃ؓ(f)水利领域带来了一个突破性成果?/span>
q一目是雅L域的项目，杨明和团队主要负责为雅L域提供气象水文的一体化预报。当Ӟ雅砻江流域主要基于监站来做调度计划Q如此一来，存在一个显而易见的弊端Q预见期短，多数断面的预见期只有几个时Q这对于防灾减灾和兴利调度都是极Z利的?/span>
杨明深知，q一现状已经成ؓ(f)业内疾Q必ȝ手解冟뀂虽然初庐，但凭借着扎实的基和一股拼搏干Ԍ最l，他成功地气象预报信息加q水文预报中Q水文预报的预见期廉C3?span lang="EN-US">7天。然而，q个x在实践过E中也遇C很多问题?/span>
首先是气象预报模型的本地化。当Ӟ目l用的是国气象模型——中度数值天气预报模型（WRFQ。这套模型刚刚面世不久，全国此模型应用于生产实践中的h也还很少Q所以引q陌生的模型Ӟ?/span>拿过来之后才发现效果不太?span lang="EN-US">?/span>?/span>
然而这一问题只能自己解决。杨明祥发现Q美国模型是Ҏ(gu)自己国家特点研制的，但雅L域受地形等影响Q整个天气系l非常复杂，因此q套模型一开始ƈ不适用?/span>
Z让模型更加符合雅L域的特点，杨明和团队Ҏ(gu)型进行了本地化改q。一是将模型所用的地Ş分L率从900cx?span lang="EN-US">30cI_地Ş数据Q引入更多的地Ş信息Q二是更新植被等数据信息?span lang="EN-US">?/span>国模型里用的是全球数据Q对中国特定的流域来说不够精和_Q所以我们就做了改进?span lang="EN-US">?/span>
然而，_化数据引q之后，模型虽然有改q，但是效果q是不太明显Q“没有达到理想状态，距离实际应用q差了很大一截”。这让杨明祥有些苦恼Q但他ƈ没有气馁Q他_(d)(x)“预报是水库调度的信L(fng)Q如果预报没做好Q媄响效益是其一Q如果媄响到安全是大事Q所以必LL(fng)，l箋做改q。?/span>
在仔l梳理一番后Q杨明祥及其团队一致认为，雅砻江流域的降水预报模型需要特别设计，因ؓ(f)“这个地区的气象pȝ十分多变Q降水成因复杂，今天用得好的参数化方案到明天可能׃是最优的了”。从实际情况出发Q他们最l提Z一个基于天气Ş势烦引的动态参数化Ҏ(gu)?/span>
q个动态参数化Ҏ(gu)的优势在哪里呢？杨明介l说Q“因为雅L气象复杂Q如果只采取一套参数化Ҏ(gu)Q必然会(x)预报不准Q所以我们采取多套方案，可以在预报前Q通过监测数据分析现在的大气Ş势，然后Ҏ(gu)大气形势动态地选择提前备好的参数化Ҏ(gu)Q以此有针对性地做预报。?/span>
事实证明Q团队一q的心血q没有白费，整个预报pȝ较好地满了业务应用需求。不仅如此，l相关专安定，目的技术部分完成得十分Q相x果“变化环境下气象水文预报关键技术”也获得大禹水利U学技术奖一{奖荣誉?/span>
雅砻江的目Q给了杨明祥极大的自信和鼓舞Q后来，他l精q气象水文预报技术，q将研究对象从流域短期尺度扩大到中长期尺度，预见期?span lang="EN-US">7天g长到一q。在径流预报斚wQ他和团队研发的模型q可以根据大气环、v温、v冰等指标来判断流域一q的情况Q虽?span lang="EN-US">?/span>不是非常_的，是趋势性的?/span>Q但也得C水利部相关部门的高度认可?/span>
杨明?/span>
厉兵U马 t入“双”战?/span>
2020q_(d)在第75届联合国大会(x)期间Q中国提出将提高国家自主贡献力度Q采取更加有力的政策和措施，力争二氧化碳排放?span lang="EN-US">2030q前辑ֈ峰|2060q前实现中和?/span>
承诺一出，全国上下开始ؓ(f)零碳排放的目标做准备。杨明祥所在的气候变化研I室Q也立刻响应中央号召Q因地制宜，开展南水北调碳中和研究?/span>
南水北调工程Q不h对其都已l耳熟能详Q然而，要问它在中和政{下扮演什么角Ԍ可能q不是所有h都清楚?/span>
杨明解释说Q南水北调中U的输水方式和东U的不一P中线水源地的高程高于北京Q丹江口一开闸，水会(x)自动到北京Q输水过E全E不需要耗能?/span>
但是南水北调东线不一P东线是利?span lang="EN-US">13个梯U?span lang="EN-US">30多大型늫从长江口江都늫提水Q然后一U一U地往北供l山东、天z，LE?span lang="EN-US">65mQ总装机容?span lang="EN-US">36.62?span lang="EN-US">kwQ因为地势是南低北高Q所以它的输水成本和水h(hun)比较高，但是其受水区又多是经欠发达地区Q所以水价问题，特别是输水成本问题，成为制U南水北调东U发挥效益的一个重要因素?/span>
除了输水成本及水仯高，对于q个高耗能的工E，如何减排也是一个问题。那么如何在降低成本的同旉低碳排放呢？杨明团队想Z个妙招：(x)用沿UK、光?sh)资源进行调水?/span>
q种Ҏ(gu)可行吗？很多人都在心里打了一个大大的问号?/span>
“事实上Q我们提个设想之后，实有很多h提出了疑问，W一个疑问是沿线有够的风、光资源吗？W二个疑问是风电(sh)、光늻常被UCؓ(f)‘垃圄(sh)’，出力的L动性较大，是不是能够满水的要求Q第三个疑问是成本问题，最l到底能不能降低调水成本Q?/span>
杨明及团队当然也清楚工E徏议的提出意味着什么，所以在提出之前Q他们已l做了大量的调研Q研I的数据可以“很完美地回{这些问题”?/span>
W一Q他们对南水北调东线沿线Q特别是风资源进行了调研、评伎ͼ发现风资源非怸富，特别是江苏，风资源完全可以支撑工E用?sh)，目前已经有一论文见刊；
W二Q就是不E_的电(sh)怎么利用Q“东U可以利用‘长藤接瓜’式的调水线路，借助天然湖泊调蓄Q解军_出力波动带来的水L动问题。”简单来_(d)沿线有很多天然的湖泊Q可以充当储水池Q这样风?sh)虽然是不稳定的Q但是借助湖泊的调蓄，可以将不稳定的q水调整为稳定的出水Q?/span>
W三Q就是到底能不能降成本？杨明团队对此进行了评估Q如果用风电(sh)L_(d)可以把调水成本降?span lang="EN-US">50%以上Q且工程投入大概能在5?span lang="EN-US">8q回本。而且q样做还有一个好处：(x)南水北调东线一些܇站可以正向抽水、反向发?sh)，那么只要有风抽_(d)如果水抽多了可以利用多余的水发电(sh)Q这hM的效果是既没有耗费大电(sh)|的?sh)力Q最后反而给大电(sh)|A(ch)献电(sh)?/span>
ȝ核心技术，大胆创新Q将U研成果写在国大地上，q就是水利h对中央号召的回应?/span>
“我觉得做碳减排研究工作很有意义Q结合国家的需求，可以更好地实现我们的人生价倹{”提到未来即开展的目Q杨明祥开心地W了Q他很期待未来的q一D征E，因ؓ(f)他已l做好准备，信心满满地等待着t上中和的战场?/span>
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