气象科研项目的选题及申报技巧(陈正洪)---案例分析

全省科研项目管理培训班课件主要内容一、从森林火险研究到城市火险国标制订（五把火）二、从城市环境气象指数到医疗气象等级预报三、从太阳能光伏发电预报到风电功率预报四、从电力负荷气象分析到城市供暖节能预报五、从关注气候变化的大学生到区域气候变化牵头人六、从枇杷花果冻害研究到山区林木物候分析，再到樱花花期、烟草风险与气候变暖的关系七、从城市热岛到城市暴雨强度公式修订八、重大工程气象服务关键技术坚持两条主线：应用气象与气候论证：善于与外部门打交道，先后开展过农林烟、火灾、环境、医疗、地质灾害、工程、电力气象，风能太阳能气候与气候变化：山区气候、城市气候、气候变化、气候影响评价且能做到两者相互融合。•湖北省森林火险等级标准及森林火险预报系统的研究（1989，国内领先，省科技进步二等奖，排1）•湖北省林火气候综合区划研究（1991，省区划优秀科技成果二等奖）•神农架林火气象特征（1993，中国局）•------------------------------------------------------------------------------•湖北省城市火险气象预报方法研究（1994，省局）•国家标准《城市火险气象等级》制订（2002，国标委）•国家标准《城市火险气象等级》修订（2013，国标委）湖北省森林火险等级标准及森林火险预报系统的研究•87大兴安岭火灾后，南方山地林区火险预报成为选题目标；•联合林业部门，共同编制申报书，明确重点任务：取得数据，因子诊断分析，建立预报方程，等级标准、指标，预报系统，应用；•报省科委，省森林防火办出具证明，很快立项，而且是重点项目。森林火险的长期预报法严重火灾的中期预报法森林火险的短期预报法湖北省林火气候综合区划研究•湖北地形地貌多样，林地集中在山区，调查研究发现，火灾区域差异明显；•湖北地处气候过渡带，可部分从气候上找原因，提出本课题。•最后提出综合区划。神农架林火气象特征•神农架是国际教科文组织命名的人与生物圈保护区，动植物宝库，加上野人的传说，一旦发生火灾，影响极大。•神农架是华中屋脊，最高3000多米，立体气候明显，火灾特点与中低海拔的丘陵山区林火明显不同，主要是：•时间变化，空间变化（高度差异）湖北省城市火险气象预报方法研究•类比法，文献也支持；•取得多地市历次火灾资料；•重点分析火灾气候特征及影响因子；•分析城市火灾与森林火灾对比分析，包括季节、相关程度、影响因子差异；•在此基础上，提出国家标准制订；•标准尽量简化国家标准《城市火险气象等级》制订•林业标准《森林火险天气等级》（1995）•类比法，提出国家标准制订，要求：•标准尽量简化•因子选取合理、数量适中•指标0-100，等级划分5级。•城市环境气象预报系统开发•武汉市常见疾病气象预报方法研究（国际先进）•武汉市高温中暑气象等级预报研究（国内领先）•医疗气象指数开发研究•气象因素与儿童哮喘辨证论治的相关性研究（国内领先，武汉市科技进步三等奖）•中国各地“非典”流行与气象关系的比较研究•环境与生活气象指数的引进与本地化•高温热浪对人体健康的影响评估方法研究•地标《高温中暑气象等级》•极端天气对城市居民超额死亡率影响的定量评估研究•太阳能预报技术研究（行业专项，主持）•固定式光伏阵列最佳倾角研究•太阳能光伏发电预报系统和服务试点建设•风功率预测系统开发及市场推广合作协议•太阳能光伏发电预报系统优化与应用•行标重点项目《太阳能光伏发电功率预报方法》•地标《太阳能光伏发电功率预报规程》•太阳能光伏资源精细化评估技术研究（行业专项，专题主持）太阳能预报立项背景2009年12月，矫梅燕副局长在武汉视察时，华中科大段教授提出希望合作开展光伏发电预报研究，矫局长责成湖北省局开展前期工作，并提出了总体要求：面向全国、面向前沿、面向应用。2010年3月，矫局长听取了湖北省气象局编写的可行性研究报告，提出了具体要求：找准关键问题，开展联合研究，尽快开展太阳能光伏发电气象预报服务。初步构建了光伏发电预报技术框架：关键技术:提出了光伏发电功率预报的两种主要方法及实现途径，深入研究了原理预报法涉及的气象模型，实现了短期和超短期预报。（框内为原理预报法，框外围动力统计法）光伏发电功率预报系统物理框架2）专业气象服务系统推广：太阳能预报：牵头开发了气象部门的光伏发电预报系统V1.0、V2.0，系统功能满足国家电网公司要求；编写教材，举办3次全国培训班，系统推广到全国10省区17个光伏电站。成果由预报与网络司发文推广---------V1.0V2.0“光伏发电功率预测预报系统V2.0”全国用户分布向中国局领导汇报光伏发电预报试点及湖北光伏电站建设情况应邀给中国局机关报告会报告、国家发改委光伏培训班上课2013年继续积极推动《湖北省风能资源与风电信息管理系统》建设，组织开发完成了系统演示版，已获省发改委备案，通过该羡慕建设将极大促进气象部门参与风电的统筹管理。“太阳能预报技术研究”主要成果一览类别项目项数备注系统平台软件系统3项均获软件著作权登记实验平台3套（个）太阳能光伏发电试验平台（固定1套、移动1套），光伏发电功率预测预报南方实验基地论文论著发表论文53篇其中核心及以上35篇，SCI、EI10篇出版论著2本成果奖励成果1项成果“太阳能光伏发电预报方法”国内领先奖励3项中国气象局和湖北省气象局创新工作奖各1项湖北省气象科技研究开发二等奖1项人才培养晋升职称18人3人晋升为研究员，10人晋升为高工或副教授,5人晋升中级职称取得学位12人4名博士、8名硕士取得学位培训推广培训班3次武汉召开2次、宁夏召开1次系统推广17套详见系统推广情况表方法标准技术方法1项太阳能光伏发电预报方法标准2项气象行业标准1项（报批）、湖北省地方标准1项（已发布）•气候异常对能源需求、交通发展和重大工程建设影响的评估方法和模型研究（九五攻关项目）•大城市气象服务关键技术研究及试验示范研究•华中电网短期（日）负荷气象预测模型•建立北京冬季气象供热节能模式（北京市科技项目，中国局二等奖）研究表明：气候变化将增加我省电力供应的压力华中各省气象负荷（Lpd）与气温的关系-0.1-0.0500.050.10.150.20.250.30.35-20246810121416182022242628303234日平均气温Lpd湖北河南湖南江西日负荷华中各省气象负荷与日平均气温关系•利用试验数据，根据热平衡方程推算出热指标与室外气温的非线性关系图（室内气温18℃）：供热-气象关系模式0102030405060709876543210-1-2-3-4-5-6-7-8-9气温（摄氏度）热指标（瓦/平方米）原理论值实际运行值试验值-1℃左侧，实际供热量高于应提供的合理值，且气温越高，浪费越大；-1℃右侧，气温偏低时，供热量又略显不足，会造成不良的社会影响。系统主界面北京城市集中供热节能气象预报系统的研制自动站气温显示该系统包括：数据库实时资料显示预报等功能。•长江上游历代枯水和洪水石刻题记年表的建立•（国家气候中心开发实验室项目）•近几十年来华中地区气候变化与异常观测事实研究•（九五国家科技攻关项目）•湖北省气温变化非对称性的诊断及其模型的建立•（省自然科学基金）•气候变化对城市人居环境影响评价与适应对策分析•（科技部科技平台项目）•长江流域极端降水时空分布和影响研究（气候变化专项）•长江中游2万年以来的季节分辨气候记录：季风、ENSO和太阳变化（国家基金重点项目）•华中地区近50年暴雨气候事件的变化趋势研究•（气候变化专项）•武汉区域百年气温标准序列的研究第一工作组AR4，巴黎，2月第二工作组AR4，布鲁塞尔，4月第三工作组，曼谷，5月2007年：IPCC第四次科学评估报告•《枇杷冻害的研究》（学位论文）•亚热带东部丘陵山区林木物候的观测分析•武汉大学樱花开花期变化特征及与气候变化的关系•气象条件对北京旅游观赏植物空间分布及观赏期影响机理研究（北京市自然科学基金）•行标《水稻低温冷害等级》•行标《柑桔冻害等级》•地标《冷冬等级》•湖北省烟草气象服务指标及区划研究•气候变化背景下鄂西烟草种植气象风险评估研究资料•观测样本：武汉大学老斋舍（现樱园）1939年栽植的28棵日本樱花树，树体曾在3次更新。•观测时间：1947-2008年共62年，从未中断。每年3-4月间进行观测。•观测项目：始花期、落花期。始花期标准为每株树有3-5朵花开放，落花期标准为每株树花落70%-80%。•观测人：武汉大学生物学教授肖翊华，其妻子刘文芳、女儿肖玫以及陈权龙老师也参加了部分时间的记录，后3人均为同校教师。•气象资料：武汉市气象站同期逐月平均气温。y=-0.2171x+84.452R2=0.3195606570758085909519471952195719621967197219771982198719921997日本樱花始花期日序数(天)54年平均武汉地区日本樱花平均始花期的日序数是78.5，对应日期平年是3月19～20日，闰年为3月18～19日。始花期提前，每10年提前2.17天，中后期振幅加大。表1武汉大学日本樱花始花期基本特征的逐年代差异与变化（1947-2000）年间最早的始花期（月.日）最晚的始花期（月.日）平均始花期日序数平均始花期（月.日）始花期日序数均方差（天）1947-19563.213.2581.83.21±11.31957-19663.203.2480.73.20±11.61967-19763.184.482.43.22±14.61977-19863.93.3177.43.18±18.11987-19963.63.2072.83.13±14.81997-2000*3.63.1771.83.12±15.4*仅4年。表4武汉大学日本樱花始花期与前期气温的相关系数（1947-2000）时间上年当年冬季a7月8月9月10月11月12月1月2月3月相关系数-0.02-0.020.00-0.110.05-0.17-0.27*-0.52***-0.27*-0.50***a上年12月-当年2月。*、***表示分别通过0.05、0.001的信度检验。2月:y=0.4324x+43.912R2=0.1364冬季:y=0.3101x+40.323R2=0.2432-2002040608010012019471952195719621967197219771982198719921997平均气温(0.1℃)2月平均气温冬季平均气温线性(2月平均气温)线性(冬季平均气温)线性(2月平均气温)冬季、2月平均气温呈现明显增加趋势，尤其是2月平均气温进入1990年代以后明显加速，冬季每十年升高0.27℃，2月每十年升高0.33℃，不过从54年来看冬季平均气温升温更显著。y=-0.166x+87.595R2=0.2672y=-5E-05x3+0.0067x2-0.3884x+88.466R2=0.28156065707580859095-1010305070901102月平均气温(0.1℃)日本樱花始花期日序数2月份则是平均气温每升高1℃，日序数将减少1.66，开花提前1.66天，当平均气温超过7.2℃，开花期将加快提前；当平均气温低于2℃，开花期将大大延迟。y=-0.286x+92.346R2=0.251860657075808590952030405060708090冬季平均气温（0.1℃）日本樱花始花期日序数冬季平均气温每升高1℃，日序数将减少2.86，开花提前2.86天。注：气温距平是相对于1971-2000年30年平均值。烟草气象风险评估:开展了气候变化背景下鄂西烟草种植气象风险评估研究，开发了评估系统，发现了烟叶品质最佳的种植高度，编制了精细化的风险区划气候图集。联合调查发现（下图）：鄂西烟草植烟区有整体上移趋势，部分县市烟草种植高度上限已突破禁区，宣恩县椿木营1700m最高，鹤峰县最多上升了400m。这种变化有着深层次的社会、经济、生态和全球气候变化背景。这种变化影藏着较大风险性，而不