重庆市气象科学研究所：纵横丘陵山区 开展精细服务
重庆地处四川盆地东南部长江两岸，境内以丘陵、山地为主，特殊地理位置和地形条件形成了重庆独特的气候特征，辖区内区域气候差异明显，立体气候显著，气候类型丰富多彩，气候的多样性、复杂性十分突出，“一山分四季，十里不同天”就是对重庆气候多样性的形象描述。重庆具有“大城市、大农村、大山区、大库区”的特点。无论是城市、农业，还是地质灾害、生态环保等气象保障服务，都需要实现从点到面、从平面到立体的跨越。
十余年来，重庆市气象科学研究所（以下简称重庆所）通过主持承担国家科技攻关课题“三峡库区气候资源地理信息综合平台及其应用研究”等40余项相关研究开发或成果推广应用课题，在气候资源、气象灾害、农作物生育进程、农事活动及实时气象资料和气象灾害精细化空间扩展，精细化农业气候区划、精细化地质灾害气象预报、精细化森林火险预报等方面取得一批创新性的研究成果，逐步形成了在山地气象服务领域的特色和优势。2011年，中国气象局气候变化与科技司根据重庆气象服务需求和重庆所已有的工作基础，同意将山地精细化气象预报确定为其特色、重点研究方向。随着试点工作的稳步推进，重庆所精细化服务地方经济社会发展的气象科技支撑能力不断提升。
智慧农业：精细到田块的气象服务
“三峡库区是我国最北缘的荔枝栽培区，荔枝的收获期明显迟于我国其它荔枝产区，有明显的市场优势。”重庆所高阳华所长介绍，得益于龙眼、荔枝气候生态区划和相应栽培技术的推广应用，库区相关区县已推广种植龙眼、荔枝30余万亩，经济效益显著。
龙眼、荔枝生态气候区划只是重庆所精细化农业气候区划中的一项工作。2008-2010年，重庆所联合相关科研院所、高校完成了全市及34个主要涉农区县的精细化农业气候区划，制作了近20种粮食作物或经济林果精细化农业气候区划图等各类图表8000余幅，市级分辨率为100m×100m，区县级为25m×25m，揭示了各种作物不同类型栽培区的气候资源优势和主要气候问题，针对性地提出高产优质栽培技术, 对各区县合理开发利用气候资源，调整农业产业结构，提高农产品产量、质量和经济效益起到了重要作用。
借助山地立体气候研究、基于GIS的精细化气象扩展技术研究和精细化农业气象服务技术研究等成果，2014年开始，重庆市气象局围绕产品集约化制作、精细化智能化服务、专家农户互动化应用三大目标，搭建起了一个一体化、开放性、智慧型的重庆市农业气象精细化智能服务平台，初步建立了基于“互联网+”的智慧农业气象服务体系，为农业气象服务转型发展提供了新途径。
“重庆农作物种植比较分散，以前的气象服务比较大而粗，针对性较弱。”重庆市气象局副局长顾骏强介绍，农业气象精细化智能服务平台简单来讲，是要解决我国南方丘陵山地农业气象服务直通式、精细化服务的技术问题，转变农业气象服务和管理方式，打造一个开放的互动服务平台与众创空间，促进农业气象服务融入“三农”社会化服务体系。
围绕搭建智能服务平台，重庆建立了精细化服务产品智能化加工系统、专家企业参与的智能服务支撑系统、农户普惠个性化服务的智慧服务应用端。该平台已吸纳农业生产专家388名，涵盖全市1.4万户新型农业经营主体，圈定195块高产示范片和2222块农田，平台注册用户5218人。精细化农业气候区划、农业气象灾害区划、作物气候区划成果也纳入了平台，初步实现了精细化农业气象服务产品“一家制作、全市应用”，能直接为一线涉农大户提供基于格点的查询服务。
平台独特之处就在于服务业务创新，精细化智能服务产品是在对农业气象观测资料、地理空间数据、天气预报产品、气象灾害预警产品等气象信息和农业气象指标、模型、专家知识库的采集的基础上，通过可视化建模工具、自动运行引擎制作。“政府搭台”（精细化智能服务平台）、着力发展“部门主体”（精细化、集约化农业气象专业服务）、着力推进社会力量（专家联盟和农业龙头企业等参与）共同参与的现代农业气象服务，也实现了服务机制的创新。基于农业气象技术以及移动互联等现代信息技术，农业气象服务变得“自助化、普惠化、个性化”，服务方式的创新把为千家万户提供个性化服务变为了可能。
依托平台，气象部门制作的精细化服务产品能直接推送到农业大户，广大农户、农业大户、气象信息员可以随时把农作物生育期、病虫害发生等信息进行上报，农户可“一对一”地与相关领域专家直接进行交流互动。
智慧农业气象服务体系建设得到了重庆各级政府支持。重庆市政府把智慧农业气象服务体系作为标准化农业气象服务区县建设的重要内容加以推进，重庆市农业气象精细化智能服务平台被市经信委列为“重庆市‘互联网+’试点项目”；“智慧农业气象服务与示范建设”纳入“十三五”期间农业现代化气象保障工程的重要内容;壁山、巴南、酉阳等区县的智慧农业气象服务体系建设工作得到地方党委政府领导的充分肯定与支持。
“平台的生命力在于气象为农服务产品的科技含量及精细化水平。”重庆市气象局局长王银民对平台有更高要求，强调力争“十三五”末实现平台精细化产品涵盖水稻、油菜等主要粮油产业以及柑橘、榨菜、茶叶等七大特色效益农业，服务内容向农产品气候品质认证、农业气象保险延伸。
把脉风能：助力打造能源新引擎和旅游新亮点
看惯了达坂城广袤大漠中成规模的风力发电机，换眼看看青山之上随山势林野起伏的“大风车”其实别有一番风味。
如今坐落在武隆区四眼坪、石柱县狮子坪和大堡梁等地的风电场，在源源不断地输送电能的同时，早已成为旅游新亮点，但背后气象人的努力可能很少有人知悉。
重庆位于青藏高原东侧四川盆地东南部，特殊的地理、地形条件决定了重庆广大的低山、丘陵地区风能资源比较贫乏，气象台站所在的低坝、浅丘地区年平均风速一般在2m/s以下，而重庆风电场主要分布在人迹罕至的高海拔山地。
“我们将精细化模拟成果应用于风能资源评估与规划，在国内气象部门第一家牵头承担了风电场的规划。”谈及此，高阳华严肃又自豪。
风电是重要的可再生能源，加快风电发展对于增加清洁能源供应、保护环境、实现可持续发展具有重要意义。2004年～2005年，在重庆市发展和改革委员会、重庆市气象局的指导下，重庆所承担了重庆市风能资源评价工作，提出了适合大型复杂地形背景风能资源基于GIS的模型推算方法，为风能资源监测信息缺乏的山地风场风能资源评价提供了依据，在大型复杂地形风能资源模拟方面取得突破，并利用风能资源精细化模拟研究成果完成了《重庆市风能资源评估报告》，为重庆找到了一批有规模开发价值的风电场，并配合规划设计单位完成了重庆市风电场规划一期工程。为了准确掌握重庆风能资源实际分布，加快重庆风电事业发展，2008年，针对重庆风电场分布复杂的情况，重庆市发改委指定重庆所牵头并联合中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，承担了重庆市风电场规划二期工程。
规划工作科学而严谨。在充分掌握重庆自然地理概况、气候及风能资源概况、电力系统概况等资料的前提上，项目组收集并分析市区县的长期气象测站资料和一期加密测风塔测风资料，在认真分析区域风能资源、土地利用规划和其它建设条件的基础上，进行各风电场的场址范围选择。项目组根据重庆市全市风能资源数值模拟研究成果，结合规划区域地形地势、土地利用规划和其它相关的规划资料，初选具备风电场开发建设条件的场址，并跋山涉水走遍规划区域每一座大山逐一进行查勘，最后研究确定了二期规划风电场规划区域范围。
项目推进过程中，项目组在风能资源比较丰富的高海拔山地建设测风塔50余座，分析研究了测风塔测风资料和参证气象站近30年的风速及年内风速特征，并开展了风能资源数值模拟分析评估。气象灾害直接影响风电设备安全，风电场选址之外，气象服务对风电机组选型、风电场安全运营也具有重要指导意义。项目组开展了风电场气象风险分析评估，并特别模拟计算了70m高度50年一遇最大风速，为风机选型、风机排布、风电场安全运营提供了参考。
重庆市风电场规划二期工程中，重庆新规划27个有规模开发价值的风电场，而全市已累计规划32个风电场，装机规模约200万千瓦。此后，重庆所配合市发改委指导风电企业开展了主要针对分散风电场的三期规划，重庆风电场规模进一步扩大。目前，一批风电场已建成并网发电，取得了良好的社会、经济、生态、环境效益。国电重庆风电开发有限公司徐乾尧副总经理介绍，公司已投入正式运营的石柱狮子坪和大堡梁两个风电场，装机容量分别为5万和10万千瓦，仅2016年效益就共计达4846万元。
数值预报：强化合作提升精细化预报水平
重庆地域辽阔，幅员面积8.24万平方公里，域内山脉连绵起伏，河流纵横交错，岭谷高差悬殊。受复杂下垫面的影响，区内气候地域差异大，垂直气候明显。如何提高复杂山地地形下精准化天气预报水平，一直是重庆所在探索解决的主要问题。
在充分应用国家级数值预报产品基础上，2012年重庆市气象局借力中国科学院重庆绿色智能技术研究院的计算资源，以及美国俄克拉荷马大学风暴分析和预测中心（CAPS）的技术优势，联合研发重庆精细化数值预报系统（CQSSRAFS）。其主要包括中尺度预报系统（CQSSRAFS_MESO）、风暴尺度快速更新同化系统（CQSSRAFS_RUC）和中尺度集合预报系统(CQSSRAFS_ENS)。
目前业务运行的中尺度数值预报系统，水平分辨率为27-9-3KM，预报时长为96小时，提供主要包括降水，最大合成反射率、地面温度、高空环境场等预报产品，能够基本满足当前气象台未来3天的短期天气预报需求。风暴尺度快速更新同化系统，水平分辨率为3KM，预报产品包括逐小时降水以及时间分辨率为6分钟的雷达反射率动画产品等，已成为短临预报员重点参考的数值预报产品。
重庆精细化数值预报系统投入业务运行以来，已在2014年“9.1”、2015年“7.14”、2016年“6.19”等区域性暴雨天气过程预报中发挥了重要作用,预报服务工作得到了市领导的充分肯定。
高阳华介绍，依托CQSSRAFS项目，数值预报应用技术攻关团队科研人员迅速成长。从CAPS交流学习归来的吴钲认为，专家的指导对SC/CD雷达同化工作完成有很大的促进作用。杜钦表示，在系统建设和实际应用过程中，诸如将资料应用于同化系统等经验不断丰富，数值预报方面的业务科研能力也不断提升。
借助重庆所已有科研基础、高素质人才队伍，在国家级数值预报产品的指导下，未来重庆数值预报能力还将获得大幅提升，灾害性天气及地质灾害、森林火险等次生灾害精细化预报水平也将大幅提高。
地灾气象服务：实现一体化气象条件等级预报预警
重庆地处四川盆地东部盆周山地及盆缘斜坡区，坡陡谷深，地质构造复杂，地质灾害隐患点多面广，是全国地质灾害多发区之一。不断完善地质灾害气象风险预警预报工作，是重庆市政府在地灾防治方面重点强调的工作之一。
作为国内气象部门率先开展地质灾害（滑坡）气象条件等级预报研究和业务化的单位之一，重庆所在强降水诱发滑坡灾害预警预测研究方面取得了大量的成果，提出有效降水量的概念，明确了前期降水量对滑坡的不同贡献率；基于下垫面山体滑坡易滑性分区分别建立了强降水诱发山体滑坡预报模型；开展了数值预报降水产品综合集成、精细化释用，实时降水精细化空间插值，基于组件式及WebGIS技术的精细化滑坡气象条件等级预报业务系统开发等研究。
2009年，重庆所开发了一套基于有效降水模型和地灾危险性区划，具有精细化滑坡预报产品制作、发布等多项功能的“区县级精细化滑坡监测预报系统”，能提供精细到街道、村社的滑坡地质灾害预警产品，能根据需要生成平面或三维立体预报图形产品，自动生成服务材料；2011年对该系统升级后，能利用前期降水及基于TS评分的数值降水集合预报产品，提供未来24、48、72小时，以及基于QPF产品的未来1、2、3小时的精细化滑坡危险气象条件等级预警预报产品（25m分辨率），为每个滑坡隐患点建立了实时降水预警功能，实现了居民点、滑坡隐患点的定点滑坡危险性预报，以及预警预报产品实时发布。
除了继续深化基于强降水和滑坡个例的滑坡预报统计模型外，研究所还同高校合作开展滑坡机理方面的研究。与重庆大学合作在云阳县王家湾滑坡、忠县吊钟坝滑坡等滑坡单体上，利用高精度静态GPS分别开展滑坡体变形监测试验，得到了各滑坡单体变形量与降水的关系模型；与重庆交通大学合作，开展降水入渗试验，分析在不同降雨强度条件下，降雨在土体内的最大入渗深度、入渗时间和土体含水量的变化规律，初步得到三峡库区典型土壤的降水入渗规律。