案 例
意大利国家气象服务的概况述评[11]
在2006年4月底,曾与意大利气象总局(UGM)有过联系的人都收到一封意大利空军气象航空中队司令部秘书长发来的信函。该信已由UGM的领导——马西莫卡帕尔将军签署同意,信中告知意大利将于2006年5月1日开始,建立新的航空航天和气象总局(USAM)。卡帕尔将军并没有解释这一变更的原因。信中还提到,届时UGM将终止运转,UGM的人员转移到新的办公室。意大利在世界气象组织等国际组织的代表机构也从原来的UGM改为USAM。
建立USAM这一机构的目的是为意大利空军成员提供技术指导并发展气象技术,与以前旧的UGM非常相似,但人员却大幅度削减到约原来的1/3(从原先的70人减到约20人)。这样看来,在某种程度上,这一变化是由于经济因素引起的。事实上,意大利的主要气象业务单位:航空气象和气候学国家中心(CNMCA)仍拥有850多人,和以前一样保持不变。该中心的任务是为空军发布预报,保护国家民事安全以及保护海上生命安全。
在分析从UGM变为USAM的意义时,我们应该对意大利气象的过去、现状和未来有一个大致的了解。
意大利气象部门的历史
在众多其他欧洲国家中,意大利气象局的诞生可以追溯到皇家法令。皇家法令于1876年10月产生,要求在罗马设立中央皇家气象办公室(RUCM)。用现在的话来说其任务就是进行气象观测、天气分析及天气预报。
在意大利,气象与军事建立起密切联系可追溯到1913年意大利皇家高空气象学会的建立,其具体的任务是建立第一个大气垂直探空系统。这可以说是意大利气象局现代业务配置的起点。1925年,意大利皇家高空气象学会开始与军方建立联系,RUCM也被转变为国家气象服务、预测办公室,直属于航空委员会。1931年(法西斯主义时代),意大利国家气象局变成了陆军指挥部的一部分。从第二次世界大战结束前开始,到UGM,再到现在的USAM,意大利气象部门一直保留着这种组织结构。
这很明显地说明:第二次世界大战后意大利政府从未考虑将国家气象局建立成一个公共服务机构一。事实上,USAM的官方网站[12]也说:“从气象服务、预测办公室成为武装力量的组成部分,这一重大变化使得意大利不能像欧洲的其他国家一样独立成立一个民事气象服务部门,而是由空军气象服务部门承担这些职能。”这暗示了其职能从仅仅是预测到军事服务这样的转变是不可避免的,一方面是由于意大利空军的历史性的角色,另一方面是由于这个国家缺乏一个公认的气象科学团体。60多年过去了,情况依然如此。
USAM的预算
在欧洲有31个气象服务组织,包括俄罗斯和前东欧集团国家,除了意大利,只有希腊的国家气象服务完全由军事部门管理,一些拥有长期和杰出的气象传统的气象服务的国家,如英国和法国的气象办公室,都是受到某些约束的民间组织。比如,英国国家气象局仍然由英国国防秘书部“拥有”,不过,其是该领域中最透明的组织之一,从其官方网站[13]上,任何人都可以得到其所有活动的年度报告和公开的财务报表,报表上甚至列出了员工的工资,如其2006—2007年的报告显示该办公室共有1750名职员,年度预算约为2.26亿欧元。这种气象办公室组织可以被看作是欧洲的天气服务模式。
相比较而言,USAM的年度预算约为1亿欧元(约1.5亿美元),其中一半用于支付给USAM人员,约有900人,包括在USAM和CNMCA内的所有职员;另一半约3.5亿欧元的预算用于支持欧洲气象卫星应用组织(EUMETSAT)等国际组织。这些资金来源于意大利的国防预算部门,但是官方文件未曾公布其账目明细表。除了政府的直接投资以外,USAM还能通过为意大利政府机构、其他私人和公共管理部门提供服务以获得收入。其最大的客户是全国航班援助局(Ente Nazionale di Assistenza al Volo,ENAV),它每年提供了1500万欧元给USAM。余下的每年约300万到500万欧元收入主要是从意大利国家电视台(RAI)和民防部门(DPC)中获得[14]。
在英国国家气象局里,约有1.14亿欧元用于公共气象服务,4400万欧元来自国防部,2600万欧元来自环境、食品和农村事务部(DEFRA),600万欧元来自公民服务局(Civil Service),3600万欧元则来自于商业活动。公共气象服务提供环境预测和气候方面的服务,超过75%的经费来源于国防部。这些数据很有意思,很好地说明了气象局各种活动的对比情况(例如,气候研究大都是由环境部和食品乡村事务部所资助),2600万待支配的欧元是环境部和食品乡村事务部的一笔巨额拨款,比意大利整个国家任何气象研究基金都要大。
虽然英国国家气象局属于国防部门,但气象局的研究员并没有统一制服,而他们都是公务员。相比之下,USAM人员有军事制度,遵守军队的规定并身着制服。更为重要的是,英国国家气象局的研究闻名世界,其气候模拟是政府间气候变化专门委员会(IPCC)的重要组成部分。自20世纪70年代,英国国家气象局也一直在管理着天气雷达网。但是我们不能说USAM或其前身UGM的工作重点就是管理天气雷达网之类的寻常工作。
最近发展状况
气象雷达网络的发展和管理是现代气象服务的一项基础功能,尤其是当洪水临近和严重风暴预报时。但是,UGM从未系统规划过建立天气雷达网络的工程。只有意大利的北部有区域雷达进行部分监测,这些雷达由区域性民间团体资助。在过去的10年里,在破坏性极大的事件面前,国家服务的缺陷,特别是对于天气雷达覆盖面的需求得到了充分的显现。例如,1994年的Piedmont大洪水(70人遇难)和2000年的Soverato惨剧(洪水造成30个沿着干涸的河床露营的人死亡)。
这些事件也进一步说明了地区间及国家之间在气象方面的合作效率低下。早在20世纪90年代,意大利的州际会议(State-Region Conference)规定了中央政府及地区之间的交流,在各地区布置气象服务工作。其目的是试图将不同地区的不同背景、不同需求及不同经验标准化。UGM并没有参与这些会议,由于分歧太大,讨论一直持续到2001年。
2001年5月,一项政府法令(称为索韦拉托法令)给予了意大利民防部门(DPC)建立一个“区域功能中心”(CFs)网络并完成意大利的雷达网络覆盖的任务。在那时,UGM只有两个天气雷达与主要的机场相联系。像Véneto,Emilia Romagna,Friuli-Venezia,Giulia,Piemonte,Abruzzo等地区都有天气雷达并由市民管理,在当时被整合入网,归属于区域天气服务。
CFs的目的是收集数据和监测天气和水文情况并确定恶劣的天气、水灾、滑坡。这和以前的情况完全相反,USAM或UGM直接参与民事保护但却不能进行区域高分辨的预测。(UGM甚至还不能与国家水文局保持直接的联系。国家水文局负责如溪流、河流和湖泊地表等水状况数据的收集)。计划建设的雷达网络的所有地址已经选定,30个雷达将覆盖整个意大利(因为地形非常复杂,需要这些数目的雷达),其中有一些是多普勒雷达。这样,DPC网络就最大限度地减少了对USAM的依赖。
国家和区域服务
USAM提供预测,并基于这些预测,由DPC发出警告。只有当区域中心具有比USAM更高的预测能力[如更高的分辨率,地区数据同化及非静力模型(nonhydrostatic models)]时,这些警告才能由其纠正。区域中心的经费是由地区的政府提供(并在性能评估的基础上由DPC授权)。意大利的民事保护和警告体系是按意大利总理2004年2月27日的指示文件中所描述的那样构建的。该文件为水文气象警告制定了相应的规则和程序,并提出将UGM作为一个天气数据和预测的可能的提供者。在2001年前,一些由当地政府形成的区域业务中心通过利用有限的面积模型(LAMs),具备了良好的预测能力,大部分预测建立在互联网提供的LAMs模型的基础上,也有一些采用了非静力模型,并产生了令人感兴趣的结果。
预测意大利等地形非常复杂的地区需要高解析度的有限面积模型(LAM),早在20世纪90年代,UGM与瑞士、德国及希腊的气象服务机构一起合作发起了名为联合体小尺度模型(Consortium for Small-scale Modelling,COSMO)计划。其目的是将非静力、高解析度的有限面积模型发展成为参与国家的业务预测模型。由于COSMO模型,UGM学会了使用Deutscher Wetterdienst的LAM模型,而这一模型本身主要来源于美国宾夕法尼亚州州立大学大气研究中心的中尺度5号模式(MM5)。目前,USAM在欧洲中期天气预报中心(ECMWF)用电脑来运行此LAM模型(要说明的是,不像其他欧洲服务,UGM及其前身还没有形成他们自己的全球循环模型)。
在发展COSMO的时候,意大利一些地区已经形成了他们自己的拥有预测能力的天气服务。一些组织和大学也已经研发出相似的或更好的气象LAMs模型,甚至在创建CFs模型之前就已经具备了同化数据的能力。
在发展预测能力的区域服务中,最引人注目的是Emilia,Romagna,Piemonte,Liguria,Véneto,Lombardia,Friuli,Abruzzo。他们的预算和人员变化较大,在Emilia Romagna,人数为100人,每年预算800~900万欧元,而在Abruzzo,人数为10人,预算低于100万欧元,这并不包括安装雷达等新仪器的费用。这些与USAM打交道的区域预测集团主要是为了购买欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的数据,以初始化其LAMs模型。一些区域服务使用的是其他的数据,例如来自美国环境预报国家中心(NCEP)的数据,并将天气信息发布给多个客户,如DPC。DPC已经同USAM签署协议,给CFs免费提供欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的数据。
气象信息的传播
公众可以通过RAI和商业电视网站等渠道获取气象信息。对此服务,RAI与USAM有一较好的合同。正式的气象人员一天要在3个RAI电视频道进行多次的预报,并将展示从第二代气象卫星处所获得的图像或动画。但他们不会显示雷达复合网站上的图片,即使那些图片很容易从DPC处得到。
就像其他服务机构一样,USAM与ENAV,DPC,公共行政及私有机构展开了合作。但是,根据意大利法令(该法令于2005年5月9日颁布,之后许多ENAV发生了重组),ENAV为所有意大利机场提供自己的预报服务。与USAM的合约也只是沿着航线提供非个性化天气预报并通过航空固定电信系统(AFTN)(这也是ENAV每年都要支付给USAM1500万欧元的原因)传播ENAV报告。
在2005年,UGM与国家环境保护及技术服务局(Environmental Protection and Technical Services,APAT)签署了一项协议,只是为了提供气象和气候数据资料。不幸的是,这项协议不能提供化学天气预报,即使是Po Valley这样污染最严重的地区,也不能提供化学天气预报。
国际合作
因为USAM是意大利在国际上唯一的气象代表,这个机构能够获得所有国际数据[欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的预测和分析领域]。然后按要求,这些数据不仅卖给私有企业,也卖给国家机构(如DPC)或公共管理部门(如地方当局)。USAM为各个大学和研究中心提供欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的数据,每年收取约3500万欧元的成本费。USAM将欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的数据出售给DPC,每年收取约120万欧元的成本费,我们估计这相当于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的数据实际成本的4倍。作为纳税人,我们认为这一行为非常矛盾,因为意大利政府已经资助了ECMWF,因此这些数据应对所有研究机构开放,并仅收取象征性的成本。
据我们所知,USM并没有参加全球环境和安全监测(Global Monitoring for Environment and Security,GMEs)计划,而其他欧洲气象服务组织都已参与了这一计划。全球环境和安全监测是最全面的欧洲计划,包括气象和环境数据。但是,在2005年9月就已经开始建立EUMETSAT卫星应用设备(EUMETSAT Satellite Application Facility,SAF)以支持业务水文和水资源管理这一项目。水文和水资源卫星应用机构包括来自12个EUMETSAT成员或合作的国家的业务服务和科学机构,在所有机构中USAM是东道主。
意大利气象教育和科研现状的原因
意大利国家气象与军事联系紧密,导致意大利的专业气象家特别是那些拥有遥感等气象科学知识的专业气象学家出现较晚。直到20世纪60年代早期,在意大利,能够学习气象学的唯一途径就是上军校,唯一的教科书是由国防部出版、处于高中水平的书籍。现在USAM也给其他部队(海军和陆军)传授气象科学,并偶尔也会与大学进行教学合作。今天,在意大利的大学里,气象学和大气物理的全职教授少于10人。气象学教学的人数虽然呈上升趋势,但仍然很低,甚至还没有一个气象的博士课程。UGM的高度定性预测和非常有限的仪器可能使得许多青年学生感觉很陌生,使得他们认为气象不是真正的科学。
在意大利所有地球科学中,气象的科研经费是最少的。De Vivo等在2006年的EOS文章中已经很清楚地陈述了意大利科学家所面临的挑战。虽然科学研究的总费用低于国内生产总值的1%(在其他工业化国家只有0.5%),分配给各个部门的资金令人难以理解。粒子物理学、固态物理学和天体物理学拥有最大的份额。部分原因是由于创建了国家研究所(最有影响力的是核物理国家研究所),政府会在每个财政年度为他们分配研究资金。意大利气象局本来与地理国家研究所(现在是地理物理学和火山学国家研究所,简称INGV)合作,但这个研究所占据了主要地位,数年前,其在研究领域的主导地位又被固体地球地理物理学家所占据。现在,在科学管理方面又出现了一些问题。民用气象组织应能刺激大气科学等类似机构的出现。
气象信息产品必须有一定的质量要求,并且由国家统一发布,这也阻挡了私营部门的介入。直到20世纪90年代初,意大利国家气象预测都是建立在由ECMWF发布的低分辨率的产品的基础上。只有USAM于1999年开始使用区域模型(在使用之前须要有4年的实验)之后,定量的数据才可得到。由于军队垄断了大气数据及其推广的权力,造成了此种情况。正如Richard在纽约书评(New York Review of Books)中所描述的那样,意大利没有气象公共知识分子(public intellectual)。
只有几个大学和两个国家研究会(National Research Council,CNR)的实验室进行气象和大气遥感的研究。USAM并不管理研究实验室。但在少数情况下,像电脑、飞机和雷达这些大型设备仅供与区域项目有联系的研究小组使用,这些区域项目一般由区域业务中心(Regional Operational Centers)或区域功能中心(Regional Functional Centers)资助。在一些地区,大学促使了当地政府参与气象学。大学与USAM的合作(如COSMO项目)只限于数据和电脑资源共享。大学的科研经费大多可从欧洲共同体和国家级水平的意大利航天局(ASI)那儿获得。意大利航天局确实有一些业务限制,但在气象学研究方面有一个遥感资助计划。
USAM与非军事研究之间的科学合作仅局限于一个或两个区域的气象服务;USAM并没有向社会公众呼吁,以获得帮助。近几年,许多研究机会还没有得到充分利用和发挥。例如,USAM提出了在Lecce建立一个计算机中心的方案,资金来源于环境部、相关的气象组织,以及希望参与的大学等,中心名称为“地中海气候变化中心”。遗憾的是,该提议并未被采纳。
继意大利大学改革设立了一个3年制的学位(相当于学士学位)之后,一些大学现在也能授予气象学的学士学位。这可能是与大学开始合作的一个很好的机遇,但USAM只选择与意大利众多大学中的一所大学合作,并不足以协调国家计划。这一方法与其他国家所采用的方法完全不同。美国国家气象局的现代化是通过扩大与大学和科研实体的区域合作伙伴关系来实现的。其目标过去是而且现在仍然是利用和促进气象预报机构、河流预测中心和所有有关研究机构之间的合作,这显然是在具有高度竞争性和高技术的背景下进行的。
对任何关于意大利气象界未来的选择问题与其说是技术问题,还不如说是政治问题。直到最近,意大利的民用航空交通管制也是一个军事问题。现在ENAV是一个公共的股份制企业。我们认为意大利气象学需要类似的转变,应为全国公众提供更好的气象服务,在学术界、政府、公众中吸收更多的气象学家和有经验的管理者。USAM可继续获得其军事飞行任务的援助和支持。在这方面有国际上的成功例子,如美国海军研究实验室和美国空军气象局等。
国家气象局没有必要像ENAV一样成为一个私营企业,它将提供国家预测、相关产品并负责天气雷达网和卫星气象设施。它应该资助并刺激气象局内外的应用研究,与所有机构展开竞争与合作。在与研究和应用有关的所有国际组织中,它也应该代表意大利。USAM从国家政府及其他各种渠道处获得的资源将很容易建立这样的国家气象局,这样既不局限于其行动权限,也不会受到军方管束。