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我国第一部新一代天气雷达——合肥“庐阳银珠”诞生记 来源:中国气象报 日期:2019年07月10日13:47

  中国气象报记者简菊芳

  1999年9月28日,中美合资组建的北京敏视达雷达有限公司生产的我国第一部SA型新一代天气雷达在安徽省合肥市建成,成为淮河流域防灾减灾工作的重要支撑力量。

  由此起步,经过20年的发展,我国的雷达技术已跻身国际先进行列。如今,以多普勒技术为主导的新一代天气雷达在我国气象领域得到广泛应用,其技术和设备不仅可以满足国内布网要求,还出口到印度、罗马尼亚、韩国等国家。天气雷达从“引进来”到“走出去”,如今,雷达产品正逐步飞入寻常百姓家。

  背景故事

  上世纪90年代,经过十几年的改革开放,我国经济蓬勃发展,但天气雷达仍为上世纪60年代至80年代自行研制生产的711型简易天气雷达,其探测能力、性能指标和可靠性均无法满足防灾减灾和经济发展的实际需求。

  1996年,经过多轮谈判后,中美合资组建了北京敏视达雷达有限公司,由此,新一代天气雷达由每台耗资400多万美元降低至100万美元左右,大力推动了我国从上世纪90年代中期开始的新一代天气雷达全面布网。在引进美方技术的同时,国内雷达研制厂(所)也开展了技术攻关,极大促进了天气雷达民族工业的发展。

  我国的天气雷达基本实现多普勒技术化,突破了此前雷达只能探测回波强度的局限,雷达资料可为预报员提供最直观的天气过程信息,为天气预报尤其是短时临近预报以及局地强对流预报提供更及时准确的资料。

1956年843测高雷达改制电子管体制703测台风雷达。

方舱式724XSP型全固态双偏振多普勒天气雷达。

全固态双偏振测云雷达。

  亲历者说

  中美合作谈判中方代表小组组长肖弟权:

  1994年,我开始主持引进美国全相干多普勒天气雷达(NEXRAD)谈判项目。当时,NEXRAD雷达是世界上技术最先进的雷达之一,但每部售价高达485万美元,世界上没有几个国家用得起,美国看到了中国这一巨大市场。

  可是,我们的目标是引进美国的核心技术,在国内进行设备组装,达到“雷达性能不降低、价格大大降低”的目标。这就需要与美国洛克希德·马丁公司合作,在中国合资组建公司进行生产,但合资谈判进行得极为艰难。

  谈判开始时,美国专家摆出一副高高在上的姿态,坚持要我们购买散件在中国组装,然后才有可能考虑为中国生产雷达。我们断然拒绝,NEXRAD雷达非常昂贵,购买散件回国组装的实际成本可能更贵;同时,该雷达设计于1988年,受条件限制,雷达的使用寿命只有20年。

  对此,我们提出“外引内联”方案,即引进雷达接收、发射、天线这三项仍处于世界最先进的技术,联合国内的雷达研究所制造。美方专家认为该方案风险太大,但最终还是在见识到我们的技术装备能力后,开始认真坐下来讨论这个方案。

  双方一共进行了七轮车轮战式谈判,最后,技术分成是一个大难点。美方傲慢地提出9:1的分成,被我们断然拒绝。在整个过程中,我们谈判小组始终不露怯,有理有节、见招拆招,最终以“开拓海外市场”计划的方案达成一个合理的技术分成协议。

  1996年,在时任中国气象局局长邹竞蒙的主持下,中国气象局与洛克希德·马丁公司组建了合资企业——北京敏视达雷达有限公司,开始生产我国第一部新一代天气雷达。

  在确定生产商的时候,我们对参与投标的厂家提出“自行垫付,待验收合格再付款”的要求,并防止成为“胡子工程”“钓鱼工程”。1996年,设计图纸刚出来,安徽省政府就出资购买了一部。

  1999年,经过最后的总装、总调,接收机、发射机、天线顺利安装。1999年5月,还在联调期间的雷达探测到了淮北至江苏的一次大范围冰雹带,安徽、江苏气象部门联合开展了消雹作业。事后调查显示,作业区内均未形成雹灾。

  我们用了四年多的时间,用不到300万美元成立合资公司,引进的第一部雷达实现了“性能不低于美国的WSR-88D雷达,价格大大降低”的目标。

图为中美谈判双方代表合影。 肖弟权供图

  时任合肥雷达站站长冯皖平:

  1996年,在安徽省委、省政府主要领导的大力争取下,我国第一部新一代天气雷达落户合肥市。

  当时,国内没有现成的经验可以借鉴。在时间极其紧迫的情况下,安徽省气象局与建筑方就雷达塔楼造型进行了多次讨论,形成了主方案和备用方案,并向中国气象局汇报。最终,主方案获批。

  在建设过程中,美国雷达专家指出,雷达塔楼过高且雷达谐振频率匹配出现问题,如果谐振频率问题不解决,雷达就无法吊装。为解决这个问题,安徽省气象局邀请了中国科技大学教授,专门成立科研项目进行测算,对原建设方案修改完善,并使用剪力墙调整大楼的谐振频率。

  1999年3月9日,时任安徽省委书记回良玉一行专程到中国气象局,与时任中国气象局局长温克刚等领导共商安徽气象事业发展大计。回良玉表示,由于技术指标、隐蔽工程、物价上涨等不可预见因素而超出原有资金预算,经过审计后酌情解决。随后,时任安徽省省长王太华在调研雷达项目时明确表示,尽管省里财政紧张,但一定要按照中国气象局和省政府共同商定的匹配投资原则,协调解决资金缺口。经过一番努力后,雷达项目资金缺口问题最终得以解决。

  在建设过程中,我们见证了中国气象局审批特急件的流程:特急件到了哪位负责人的手上,就必须马上处理完,否则递送材料的同志就要一直站着等他处理。

  从1997年开工建设到1999年建成,这座128米高的“庐阳银珠”见证了合肥雷达建设的“加速度”,并成为全省气象防灾减灾的重要力量。

  今日模样

  截至2018年年底,我国共有208部新一代天气雷达投入业务运行,还将对103部已建新一代天气雷达进行双偏振技术改造,增补37部双偏振新一代天气雷达。

  我国基本建成了当今世界上技术先进、规模最大的新一代天气雷达监测网。此外,随着我国雷达技术和水平的不断提高,特别是地物对消能力、反射率、速度和谱宽等主要技术指标达到国际先进水平,雷达产品还打入国际市场,出口印度、韩国和罗马尼亚等国家。未来,我国将构建一个雷达用户、生产厂家以及研究院所紧密合作的雷达综合试验基地,提高雷达资料同化应用和数值预报模式的结合能力,进一步提高雷达装备技术水平和应用能力。

  经过多年发展,天气雷达已悄然走近公众身边,不少雷达塔楼也兼具气象观测平台和气象科普馆等功能,其人文价值大为提升。

  随着新媒体技术的发展,天气雷达产品也飞入寻常百姓家。如今,雷达回波图几乎是各大气象类APP的“网红”产品,不管是否具备气象知识背景,人们都能看懂雷达回波图。从某种意义上说,天气雷达产品也拉近了公众与气象科学之间的距离。

图为位于安徽省合肥市的我国第一部SA型新一代天气雷达“庐阳银珠”。

  典型案例

  为台风做“CT”体检

  从2006年第8号台风“桑美”影响福建北部沿海开始,温州和福州雷达站就探测到了台风“行踪”,雷达回波信息为预报和服务人员提供了最直观的探测信息。

  2017年8月,一张第13号台风“天鸽”的“CT扫描图”刷爆朋友圈。从海平面至高空12公里,天气雷达组网对“天鸽”进行三维实时观测。雷达回波显示,台风眼区结构清晰,同时外围螺旋雨带特征明显,对流旺盛。果然,“天鸽”风雨影响之处,随处可见大树被连根拔起。

  这种对台风进行“CT式扫描”的探测方法,其探测产品即“CT图”,为预报员做出风雨影响预报提供了直观的数据和资料。在对台风的监测过程中,雷达就像一部大型的“CT扫描仪”,每6分钟对台风进行一次全身扫描,每10分钟合成一张雷达台风拼图,为台风预报以及相关区域防御台风提供重要参考。

  (来源:《中国气象报》2019年7月10日四版 责任编辑:苏杰西)



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