【十五五我所思·我所盼】构建技术领先的现代气象业务体系

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于科技自立自强之大道上,气象领域所获之进展明晰可辨,然而着眼未来,公众针对更深具精准性、更具及时性、更具实用性的天气预报服务怀有更为高涨的期望。

预报技术的自主化历程

往前察看过往,中国天气预报在往昔曾于较长时期倚赖外国的数值模式以及资料。处于二十世纪九十年代期间,预报工作人员常常遭遇数据发源不稳定、信息更新滞后的艰难状况,于像台风、暴雨等主要天气进程里这种状况格外显得被动。这样一种遭受他人制约的情形,直接对预报的及时性以及精准度造成影响,并且还使得气象安全保障存有隐患 。

走入二十一世世纪,情形开端产生变化,中国气象部门不断投入研发作业,一步步构建起自主可控的数值预报业务体系,到2020年前后,国产GRAPES全球/区域数值预报模式开展业务化运行,这标明核心预报技术达成了独立自主,挣脱了对国外系统的完全依赖。

关键服务的实战检验

【“十五五”我所思·我所盼】张芳华:构建技术领先的现代气象业务体系

在重大活动的气象保障里,自主技术的价值被充分证明了,拿2022年北京冬奥会来说,赛场好多处在山区,天气极为复杂且多变,气象预报团队靠着自主研发的“百米级、分钟级”预报系统,给每一个比赛场馆给予精细化预报,这保证了所有赛事都能够按照精确的天气窗口顺利举办,没有任何一场比赛因为气象方面的原因而被取消或者改期。

在平常的灾害防御里头,技术进步同样有着很大功劳。针对2020年长江流域出现的超长梅雨情况,以及2021年河南发生的特大暴雨这类极端事件,预报系统提前好多天发出了强降水预警。虽然说对于极端天气的精准落在哪里区域以及强度怎样,一直还是挑战,可是更长一点的预见期,给各级政府组织群众做转移、调度各种资源,争取到了非常宝贵的窗口时间。

当前面临的核心挑战

成绩显著是事实没错,只是气象预报,特别是极端天气预报,从本质上来说依旧属于概率科学,存在着不确定性。当下,对于像龙卷风、冰雹、局地突发性暴雨这类中小尺度灾害性天气,预报的提前量以及精确度仍然有着比较大的提升空间。这就致使有时候公众会感觉到预警“来得很突然”,根本来不及进行充分应对。

另一个挑战在于以下方面:数据的转化,数据的应用。我国构建了立体观测网,该观测网包含卫星、雷达、地面站等,每天产出海量数据。然而,存在技术难题亟待攻克,具体是:怎样把这些原始观测数据更高效地同化到数值模式里,需如何利用人工智能技术挖掘其深层价值,进而提升初始场质量 。

“十五五”期间的攻关方向

面向“十五五”,首要目标是提升对极端天气的精准预报能力,这得以延长极端天气的预见期,从目前的时长仅数小时到一天,朝着两到三天的方向努力迈进,同时,要发展“伴随式“预备,不但要预报天气本身,还得同步给出基于影响的量化风险评估以及防御建议,从而让预警信息饱含着行动指导性和具体性。

在核心技术这一层面之上,持续去改进国产的数值预报模式乃是根本所在。重点之处在于,要发展更为先进的资料同化技术,从而使得观测数据能够“进得去、用得完好”;还要研发更为精细化的物理过程参数化方案,用以更科学地去描述云、降水等复杂进程;并且要探索人工智能与数值模式深度融合的全新路径,从根本上提升预报性能 。

【“十五五”我所思·我所盼】张芳华:构建技术领先的现代气象业务体系

业务体系的智能化升级

未来的气象业务体系会愈发智能化,预报员的工作平台要集成多源数据功能,还要集成智能识别功能,以及预报决策支持功能,比如说,系统能够自动识别雷达回波内的强对流单体,还能智能推算其移动路径以及强度变化,进而为预报员给予强有力的参考,把人力从繁重的数据筛查里解放出来。

迈向精准靶向的,是预警信息的发布。基于智能网格预报,基于人口、经济等承灾体信息,预警发布系统能够实现精准推送,分区域、分行业且分影响。高风险区域的手机用户,会收到更突出、更具体的预警以及行动指引,而低风险区域,可避免预警信息泛滥,提升社会响应效率。

共建气象防灾减灾共同体

气象现代化不只是事关技术的工程,更是涉及社会的工程。在“十五五”这个阶段期间,要进一步去深化气象同应急管理、水利、自然资源、交通等部门之间的联动情况。构建起更为顺畅的数据互相分享以及应急共同商讨的机制,以此来确保预警能够在第一时间就化作各部门的应急预案以及行动指令。

于此同时,公众气象科学素养的提升也是相当关键必要的。这需要借助多种渠道,以通俗易懂的方式去阐释天气预报的不确定性,以及预警信号所蕴含的意义,还有不同场景之下正确的避险措施。只有当每一个人都摇身一变成为气象防灾减灾方面的明白之人以及积极参与者,整个社会的韧性才能够获得实质性的增强。

于您的生活里头,有没有一回源自天气预报够精准且及时,就成功规避掉了不便或者损失的那种经历呢?欢迎去分享您的故事,同时也请给气象工作者的努力予以赞许。

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