自然资源部海洋预警监测司王华司长等:全球气候变化大背景下我国海洋预警监测工作进展综述

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本文信息来源:节选自《全球气候变化大背景下我国海洋预警监测工作进展综述》

【作者简介】

      王华,正高级工程师,硕士研究生,研究方向为海洋观测预报、海洋防灾减灾与生态预警监测

【通信作者】

      邢建勇,副研究员,博士研究生,研究方向为海洋预报和防灾减灾

引言
      我国近海及其周边海域是世界上资源开发、海上航运、水产捕捞和养殖、旅游休闲、体育赛事等活动最繁忙的海域之一,沿海地区是我国经济最发达地区,国内生产总值一直占全国的60%以上,人口密度大,全国近2/3的人口居住在这里。沿海地区环境、灾害、生态和资源相互依存和影响,一直是受海洋灾害影响最直接的地区,随着海洋经济的快速发展,这些地区海洋灾害风险和海洋生态安全问题更加突出。
      在全球气候变化背景下,风暴潮、海浪、海冰、海啸等海洋灾害的强度、发生频率有明显变强、变多趋势,随着沿海快速城镇化过程,沿海重特大城市人口与经济高度聚集,社会总体脆弱性变大。海洋灾害与社会经济系统相互作用下,系统复杂度及不确定性加大,沿海面临的造成人员伤亡与财产损失的重大海洋灾害潜在风险加剧。《2023年中国海洋灾害公报》表明,近10年(2014—2023年)因海洋灾害共造成直接经济损失580亿元,共造成280人死亡或失踪。穆大鹏等利用中国沿海地区20个验潮站数据分析认为,1950—2020年中国沿海平均海平面上升速率高于同时期的全球平均上升速率,中国沿海平均海平面上升速率在1980年以后是之前速率的3倍以上;同时,《2023年中国海平面公报》显示,中国沿海海平面总体呈加速上升趋势:1980—2023年,我国沿海海平面上升速率为3.5mm/a;2023年我国沿海海平面较常年高72mm,处于有观测记录以来的高位。有研究表明,海平面上升还导致沿海湿地减少,生态遭到破坏。此外,根据Cheng等最新研究进展,2023年全球年平均海表温度、2000m以上海洋热含量、海洋层结和海洋温度的空间不均匀性均是有现代海洋仪器观测记录的最高一年。我国近海海平面上升、厄尔尼诺/拉尼娜、海洋酸化和缺氧等现象显著加强,加剧了海洋灾害的损害程度,也加大了海岸带生态的破坏风险。
      在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,我国海洋防灾减灾事业取得显著进展,在机制体制建设、海洋观测能力、海洋预警报公共服务、海洋减灾综合管理能力等方面得到全面提升。2018年,中共中央印发《深化党和国家机构改革方案》,新组建自然资源部,负责海洋观测预报、预警监测和减灾工作,参与重大海洋灾害应急处置,组织开展全国海洋预警监测工作。党的二十大报告指出,“发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国”。近年来,在习近平新时代中国特色社会主义思想的指引下,在党中央、国务院的坚强领导下,我国海洋预警监测工作取得显著成效,海洋环境预报、海洋灾害预警和风险防范、海平面上升和海洋生态预警监测等方面能力不断增强,我国沿海海洋生态得到保护和修复,海洋灾害造成的人员伤亡和财产损失也在一定程度得到减轻。
01
海洋预报警报和防灾减灾

1.1海洋预报基本实现自主化

      海洋预报,是衡量一个国家海洋综合保障能力的关键因素之一,数值预报技术是现代海洋预报的核心,相当于信息技术中的“芯片”,美国、英国等发达国家先后发展了自己的海洋预报技术。2018年起,自然资源部实施海洋预报“芯片”工程,着力打造中国自己的海洋数值预报模式系列,2022年和2023年国家海洋环境预报中心研发团队先后研发完成新一代自主知识产权的全球质量守恒海洋环流数值模式(简称“妈祖·海流”)和基于多边形网格的有限体积海浪模式(简称“妈祖·海浪”),并对外公开发布,有效弥补了我国海洋环流和海浪数值预报业务化模式缺少“中国芯”的短板。经第三方检验和高层次专家评审,模式预报时效可达7天,预报准确率达国际先进水平。同时,我国自主研发的基于图形计算处理器(GPU)的高性能计算方案,可大幅提升计算效率,极大降低能耗。经过多年努力,截至目前,风暴潮、海浪、海冰、海啸、三维温盐流、溢油搜救等全要素的“妈祖”系列自主数值预报模式已全部研发完成,均投入业务化运行。

1.2海洋预警报业务能力得到大幅提升

      编制印发《海洋智能网格预报业务“十四五” 总体建设方案》,推动全国海洋智能网格预报业务发展,已初步建成预报时效为5d,最小时间间隔1h,水平分辨率为10km的全国海洋智能网格预报业务体系,形成三级联动、统一时空分辨率的海洋智能网格预报一张网,可提供全国责任海区内海浪、海冰、海温、海流和海面风等5个基础海洋环境要素客观网格预报业务,填补了我国海洋领域网格产品空白,可为全国1449个海洋渔区提供精细化预报。同时,建设运行全国海洋预警报视频会商系统和数据处理及预报产品制作业务专网,全国各级海洋预报机构之间实现互联互通,大幅提升数据管理应用效率及安全性,我国海洋环境预报和海洋灾害预警业务已基本实现高效协同联动。自2018年以来,自然资源部采取有力措施应对海洋灾害,2022年修订印发新的《海洋灾害应急预案》,组织做好全国海洋灾害应对工作,成功应对台风“烟花”“暹芭”“杜苏芮”等引发的海洋灾害过程,有效减轻了因海洋灾害造成的直接经济损失和人员伤亡。经统计,近10年(2014—2023年),直接经济损失和死亡失踪人口均呈下降趋势,与上一个10年(2004—2013年)相比,直接经济损失下降62%,死亡失踪人口下降85%。

1.3海洋预警报全球服务保障能力稳步提升 

      “海上丝绸之路”海洋环境预报保障系统投入业务化运行,专业用户数量超过390余家,累计访问量超过7万次。2022年以来,该系统平台共发布港口预报、航线预报、多要素格点预报和台风预报产品共计9300余期,为我国沿海省(自治区、直辖市)海洋局、打捞局、海事局、海调局及中远海运、中交集团、民营海运物流公司等40余家单位岸基用户提供预警信息和交互式查询服务,船载客户端在远洋运输企业、大洋及极地科考等活动中成功应用,相关预报产品入驻外交部平安丝路网站。海啸预警能力取得突破性进展,2019年年底由我国承建的联合国教科文组织海洋学委员会南中国海区域海啸预警中心实现业务化运行,为中国、文莱、柬埔寨、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、新加坡、泰国和越南等南海周边9个国家和地区提供全天候地震海啸监测预警服务,首份海啸产品平均用时7.3分钟,达到国际先进水平。2023年,中国-东盟海洋预报及灾害预警公共服务平台完成建设并实现业务化运行,通过中英文向中国和东盟国家提供中国近海海域和印度洋海域的风暴潮、海浪、海啸等海洋灾害预警报信息。目前,我国已基本实现海洋环流、海温、海浪、海冰、海啸和风暴潮等要素业务的全球预报、全球预警。

1.4海洋灾害调查和风险评估工作不断完善

      2020年6月,国务院成立领导小组,组织开展第一次全国自然灾害综合风险普查工作,目前已全面完成第一次全国海洋灾害风险普查,完成全国沿海11个省(自治区、直辖市)的219个县级行政区风暴潮、海浪、海啸、海冰和海平面上升5个灾种的致灾要素调查和风险评估区划,形成1978—2020年的致灾孕灾要素数据集和重点隐患表单,绘制了国家级1∶100万、省级1∶25万、县级1∶5万风险评估区划图集,调查评估各类承灾体近1.4万个(段),排查海洋灾害重点隐患6000余处,基本摸清全国海洋灾害风险隐患底数,查清全国风暴潮、海浪、海啸、海冰和海平面上升5个灾种风险隐患的成因机理、主控因素和空间分布,识别并划定了海洋灾害风险区。同时,完善海洋灾害现场调查业务机制, 健全海洋灾情统计报送制度体系,开展海洋灾情调查,每年编制发布《中国海洋灾害公报》。

1.5公众海洋防灾减灾意识不断增强

      每两年组织开展世界海啸减灾日多部门海啸演习。每年组织开展5·12防灾减灾日、6·8世界海洋日等宣传教育活动,制作海洋防灾避灾科普动画和短视频,采取主场活动、进校园讲课、进社区科普等传统宣传与视频直播、短视频、微信、微博等新媒体相结合的方式,强化基层社区防灾减灾宣传教育,加大新媒体传播力度,有效提升公众海洋防灾减灾意识和自救互救能力。每年开展海洋环境预警报服务满意度调查工作,2023年共收到调查问卷样本17070份,超过八成的受访者认为,相比于没有获得海洋预警报信息的情况,获得海洋预警报服务信息对他们做出正确应对举措非常有帮助,综合其他受访内容,总体满意度得分为91.3分。

02
海洋领域应对气候变化

2.1海洋蓝色碳汇工作有序推进

      开展海洋碳汇顶层设计,组织编制关于巩固提升海洋碳汇能力的指导意见,系统谋划海洋碳汇工作。实施蓝碳生态系统碳储量调查和碳汇监测试点,聚焦红树林、滨海盐沼、海草床,累计开展全国40余个集中分布区的调查监测,获取了一手的调查资料。完善海洋碳汇标准体系,印发6项蓝碳碳储量调查和碳汇监测系列规程,1项蓝碳生态系统保护修复增汇成效评估技术规程,2项碳汇项目方法学,解决了地方急需。

2.2海平面变化监测评估持续进行

      制定海平面上升重大承灾体、资源权益、城市安全、滨海生态系统专题风险评估技术方法,推进建立国家-区域-省级科学评估体系。开展年度全国海平面变化监测和影响调查评估,每年编制发布《中国海平面公报》,开展中国近海海平面上升预测,结果显示,到2100年,中国近海平均海平面相对于1995—2014年的平均值,将上升0.64~1.09m。同时,开展粤港澳大湾区海平面上升风险评估,支撑区域协调发展,统筹谋划海岸侵蚀、海水入侵、咸潮入侵业务体系能力建设。

2.3海洋气候预测业务工作稳步开展

      做好厄尔尼诺监测预测、长周期海温监测预测、亚洲季风气候预测等工作。组织开展一年两次的秋冬季厄尔尼诺预测及影响分析会商研判,做好极端海洋气候事件监测预警。按月制作发布《海洋与中国气候展望》《全球海洋气候监测月报》等预测产品。发展集合预报和人工智能海洋气候预测关键技术,建设运行厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)监测和预测系统,持续提升海洋气候预测能力。

03
海岸带生态保护修复

3.1海岸带保护修复工程扎实推进

      为贯彻落实习近平总书记2018年10月10日在中央财经委员会第三次会议上的重要讲话精神,提高自然灾害防治能力,全面启动海岸带保护修复工程建设。自然资源部办公厅、水利部办公厅、发展改革委办公厅、财政部办公厅共同印发了《海岸带保护修复工程工作方案》,对海洋生态保护修复、沿海防护林修复、新建和达标加固海堤及生态化建设,以及连岛海堤、围海海堤或海塘整治改造等任务做了统筹部署。2020年以来,多部门积极推进工程项目实施,中央财政资金支持开展35个工程项目,涉及中央资金68亿元,已下达中央资金57亿元,推进红树林、海草床、滨海盐沼等典型生态系统修复、海堤生态化建设等工作,有效发挥了生态系统防潮御浪、固堤护岸等减灾功能,海岸带综合防护体系初见成效,取得了良好的减灾效益、生态效益、社会效益和经济效益。

3.2海岸带保护修复工程技术体系科学构建

      围绕海岸带生态系统现状调查与评估、海岸带生态减灾功能评估等构建了工程技术方法体系,编制形成了21项海岸带生态减灾修复系列标准并发布。编制形成了滨海盐沼、海草床、牡蛎礁、砂质海岸生态减灾修复技术系列手册。海岸带保护修复工程技术体系的建设指导了工程的实施,为沿海地区科学有序推进工程的建设与管理提供技术支撑。

3.3海洋生态减灾修复案例技术应用强化推广

      为更好推进海岸带保护修复工程建设,总结推广好的经验做法,促进国际交流宣传,自然资源部与世界自然保护联盟(IUCN)联合发布《海岸带生态减灾协同增效国际案例集》(中英文版),案例集的编制得到了法国开发署、欧盟和中国生物多样性基金的支持,并在2023年全球滨海论坛会议上正式发布。案例集以点带面呈现了我国沿海地区生态减灾协同增效创新实践和显著成效,展现了我国加强自然灾害防治,全面推进美丽中国建设,加快推进人与自然和谐共生现代化的突出成就,为国际社会提供了基于生态系统的减轻灾害风险(Eco-DRR)中国方案。

04
海洋生态预警监测

4.1海洋生态预警监测顶层设计得到强化

      配合全国人大修改完善《中华人民共和国海洋环境保护法》,增加海洋生态预警监测有关内容,强化红树林、珊瑚礁等生态系统保护和生物多样性保护。以“对海洋生态系统的分布格局清楚,对典型生态系统的现状与演变趋势清楚,对重大生态问题和风险清楚”为目标构建以海域为重点、覆盖我国管辖海域、辐射极地和深海重点关注区的业务化生态预警监测体系,先后印发《自然资源部办公厅关于建立健全海洋生态预警监测体系的通知》《自然资源部办公厅关于印发〈全国海洋生态预警监测总体方案(2021—2025年)〉的通知》等系列重要文件,明确重点任务和责任分工。规范海洋生态预警监测质量管理和标准体系,印发《自然资源部办公厅关于加强海洋生态预警监测质量管理工作的通知》等。

4.2海洋典型生态系统现状调查和预警监测分布式推进

      2019—2020年,先行开展全国珊瑚礁、滨海盐沼、海草床生态现状调查,基本摸清典型生态系统的分布、生态状况和受损情况。逐步推进入海河口、海藻场、牡蛎礁、泥质海岸、砂质海岸等生态系统普查。在现状调查的基础上,选取重点区域开展预警监测,提升在线监测、卫星遥感等技术手段在监测中的应用水平。编制珊瑚礁、滨海盐沼、海草床和红树林4类典型海洋生态系统预警方法,确定关键影响因素和风险阈值,实现珊瑚礁白化预警报业务化试运行。

4.3海洋生态综合评估得以加强

      开展近海生态趋势性监测,重点关注海洋升温、低氧酸化、富营养化等问题的监测评估。海洋流动性、立体性、联通性特点决定其生态结构特征与陆地不同,自然资源部组织编制中国海洋生态分类指南,划定近海生态一至三级分区和近岸海域四级分区,建立了海洋生态分类分区体系。印发生态海岸带综合评价指标体系,加强海洋综合评价。2024年6月8日,自然资源部首次公开发布了海洋生态预警监测公报,目前我国海洋生态状况总体稳定,局部有所改善,近岸海域海水盐度、溶解氧、酸碱度和化学需氧量无明显变化,无机氮、活性磷酸盐有所下降,浮游动物物种种数和多样性指数总体保持稳定。

4.4海洋生态灾害和生态问题得到有效应对

      修订《赤潮灾害应急预案》,完成第一次全国局地性生物暴发调查,建立全国风险生物清单和分布图。开展赤潮、马尾藻、长棘海星、水母等灾害预警监测,编制预警监测技术指南。开展黄海浒苔绿潮防控试验,强化部省协调联动,组织研究黄海浒苔绿潮“治本之策”。强化海上突发事件应急监测,组织开展上海石化火灾事故、北黄海海域“天盛油2”号油轮爆炸起火事件、北部湾“圣油229”号油轮着火事故等海上突发事件应急监测。国务院新闻办公室2024年7月11日发布的《中国的海洋生态环境保护》白皮书,系统介绍我国深入贯彻习近平生态文明思想,构建人海和谐的海洋生态环境的政策理念,全面阐述中国统筹推进海洋生态环境保护、系统开展海洋生态环境治理、提升海洋绿色低碳发展水平的重要举措,展示中国广泛开展海洋生态环境保护国际合作、推动构建海洋命运共同体的实际行动和世界贡献。

05
结语

      2018年以来,我国在海洋预报警报和防灾减灾、海洋领域应对气候变化、海岸带生态保护修复、海洋生态预警监测等方面取得长足进步,但在全球气候变化大背景下,全面做好海洋预警监测和防灾减灾还任重道远,在未来,海洋预警监测工作者将落实国家适应气候变化战略的海洋防灾减灾需求,持续提升海洋灾害预报预警技术能力和精细精准服务水平,将海洋灾害风险普查成果应用于常态化海洋灾害防治、国土空间规划等事业中;不断推进海洋生态保护修复,提升海洋生态与减灾协同增效能力,增强多元自然要素组合、自然要素与人工构筑物组合的协同减灾效应;逐步完善海洋生态预警监测业务体系,健全产品发布、监督管理、数据共享服务等工作机制,加快解决典型生态系统预警、区域生态状况综合评价、大型藻类监测、生境制图等迫切需要解决的关键技术问题,整合优势力量,将海洋预警监测业务事业推向新的高度。

文章来源:海域海岛研究院微信公众号


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