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智能网格预报何以无缝隙精细化全覆盖
2020-03-10 10:47:19    来源:中国气象报    作者:黄彬 冯子晏 高迅芝 赵瑞霞 唐春燕

  “智能网格预报是无缝隙、全覆盖、客观定量的预报系统,开展智能网格预报业务是适应现代气象预报业务发展的必然选择。”在不久前中国气象局召开的一次有关智能网格预报业务会议上,该观点再次赢得共识。

  这是建设目标,也是前进方向。

  在全球气象舞台上,智能网格预报正成为各国气象业务中心的重要发展方向。自2014年以来,在中国气象局部署推进下,国家气象中心牵头引领全国发展全覆盖、无缝隙、精细化网格预报业务体系。一路走来,智能网格预报实现了从全国2500多站的县级台站离散点预报到海陆网格的飞跃,预报要素由常规要素向灾害性天气拓展;从北京、广东等试点建设到国省协同共建“一张网”,网格和离散点预报并行至网格预报单轨运行,在2018年实现了智能网格预报业务化,可生成发布全国陆地5公里和临近海区10公里、10天内逐3小时的全要素网格预报产品……点滴突破,打下智能网格预报业务的坚实基础。

  刚刚走过的2019年是智能网格预报业务大步拓展的一年。这一年,国家气象中心牵头继续推进无缝隙、全覆盖、精准化的气象精细化网格预报业务技术和产品体系建设,着力提升全球预报、全球服务能力。

  据国家气象中心天气预报技术研发室主任代刊介绍,智能网格预报的时间分辨率和时效性得到进一步提升,中短期预报向逐1小时滚动更新的短时临近预报和延伸期30天时段扩展;空间分辨率进一步精细,并由中国区域向全球预报拓展;在技术方法方面,从原有的MOS预报方法为主向多种统计后处理方法预报动态集成发展;依托模式则由T639模式向自主研发的GRAPES模式及多家模式的全球及中尺度模式转换;服务范围由国内指导预报向多领域及国际援助方向发展。

  2019年也是智能网格预报稳步前行的一年。这一年,预报准确率显著提高,短中期预报同比提高3%至5%;短时滚动更新和延伸期预报性能大幅提升。尤其是全球智能网格预报,与发达国家国际同类产品的初步对比表明,具备同等预报水平。

  随着预报技术的逐步完善,预报产品也日趋丰富和精细。当前,系统可每日逐小时滚动更新制作24小时内逐1小时预报,实现最新实况信息和中尺度模式产品的纳入和预报性能提升;每日两次提供国内5公里全要素和全球10公里常规要素的10天内3小时间隔网格预报,以及包括“一带一路”沿线在内的全球243个重要城市和1万多个站点天气预报……

  这些智能网格预报产品,在支撑各项服务保障中显露锋芒——在指导各省(自治区、直辖市)预报制作中,在庆祝新中国成立70周年、北京世园会、武汉军运会、上海进博会等重大活动保障服务中,在航空气象、水文预报、环境预报等专业领域中,在老挝智能网格预报援助、东南亚智能预报系统建设等国际支援中,在国际公众服务如“一带一路”气象服务专网官发布及澳大利亚极端高温等的预警预报中,智能网格预报正成为不可替代的拳头产品。

  不仅如此,各地自主研发的智能网格预报技术和产品呈“多点开花”之态,愈发成为重要的科技支撑。

  据悉,2016年以来,北京市气象台以网格产品正式对接服务端为依托,梳理预报产品体系,将原有20余种预报产品整合为网格、站点、落区三大类并实现自动生成,产品更加规范,工作效率明显提升。目前,北京智能网格预报业务在客观方法转化、功能完善和产品丰富性方面不断有新进展,格点站点预报准确率稳中有升。

  2017年至2019年,江西省气象台着力发展数值预报释用技术和智能网格气象要素协同技术,“基于概率匹配的多模式降水订正技术”在2019年全国首届智能预报技术大赛中获得全国一等奖。经过2019年江西的4次降水集中期考验,全省2019年主观暴雨预报准确率较2018年暴雨准确率提高75%。

  新冠肺炎疫情防控牵动人心。武汉中心气象台的智能网格平台增加了火神山、雷神山医院和32家方舱医院的显示功能,可快捷制作定点医院的预报产品。在保证省市县三级预报数据统一的同时,该平台增加了降水、温度、强对流概率、要素协同等关键技术集成,提高了预报准确率和产品制作的效率。

  对于智能网格预报未来的发展,专家坦言仍面临不小挑战。比如在基础数据方面,需要高分辨率、高质量、完整的观测和分析数据以及长历史、统计特性一致的模式数据。而对于计算资源方面的挑战,则需要在统计后处理方面加大投入力度,推动发展面向预报方法的数据云共享。

  未来,国家气象中心将继续协同各省(自治区、直辖市)气象台推动智能网格预报发展,重点提高多尺度灾害性、极端性、高影响天气预报预测性能,综合应用现代软件工程、大数据、云计算、人工智能的最新技术成果,发展多源观测资料和多尺度数值模式产品的海量气象信息统计后处理系统,打造智能型、协同性、开放式的智能网格预报综合分析与预报预测体系。

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