數(shù)值預報是基于數(shù)學物理學方法客觀定量計算未來天氣演變的預報技術(shù)。作為氣象業(yè)務的核心科技，被譽為氣象事業(yè)的“芯片”。自主研發(fā)中國的數(shù)值預報技術(shù)，是中國氣象人一直以來的共同愿望。

　　2010年4月28日，中國氣象局數(shù)值預報中心成立，吹響了我國數(shù)值預報自主研發(fā)的號角；10年砥礪前行，今天我國數(shù)值預報系統(tǒng)不但實現(xiàn)了自主研發(fā)、應用、改進、發(fā)展的良性循環(huán)，全面建立了國家級數(shù)值天氣預報業(yè)務體系和實現(xiàn)應用服務，還形成了一支高素質(zhì)、穩(wěn)定、全技術(shù)鏈條的研發(fā)和業(yè)務應用隊伍。

　　國家最高科學技術(shù)獎獲得者、中國科學院院士曾慶存說：“就我國數(shù)值天氣預報業(yè)務的建立和發(fā)展歷程來說，從20世紀80年代初正式成立數(shù)值天氣預報業(yè)務單位算起，至今已近40年了。中國氣象人克服了從基礎(chǔ)設備到模式發(fā)展到業(yè)務化的重重困難，再經(jīng)數(shù)值預報中心成立后這10年來的飛躍進步，終于有了我國自主的可為全國和全世界服務的數(shù)值天氣預報業(yè)務系統(tǒng)，是中國成為世界氣象中心的主要科技支撐。”

　　核心技術(shù)一定要完全掌握在自己手里

　　自主研發(fā)中國的數(shù)值預報核心技術(shù)，面臨著一系列的難題。10年如一日，集中數(shù)值預報研發(fā)和業(yè)務力量組建而成的數(shù)值預報中心團隊一步一個腳印推動我國數(shù)值預報加速發(fā)展：

　　2010年，GRAPES全球模式和同化的深化改進工作全面開展。

　　2013年，數(shù)值預報創(chuàng)新團隊入選科技部“創(chuàng)新人才推進計劃重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊”。

　　2014年，高分辨率資料同化與數(shù)值天氣模式被確定為國家氣象科技創(chuàng)新工程三大攻關(guān)任務之一。

　　2016年，GRAPES全球預報系統(tǒng)正式業(yè)務化運行并面向全國下發(fā)產(chǎn)品，這是我國數(shù)值預報核心技術(shù)實現(xiàn)國產(chǎn)化的重要標志，也宣告我國從全球預報到區(qū)域高分辨率預報核心技術(shù)擺脫了受制于人的局面。

　　2018年7月，帶有四維變分同化系統(tǒng)的GRAPES全球預報系統(tǒng)實現(xiàn)業(yè)務運行，標志著我國業(yè)務數(shù)值天氣預報同化技術(shù)邁入國際前列，成為國際上少數(shù)具有自主研發(fā)和業(yè)務應用四維變分同化系統(tǒng)的國家級預報中心之一。

　　同年12月，隨著GRAPES全球集合預報系統(tǒng)實現(xiàn)業(yè)務應用，我國數(shù)值天氣預報體系的版圖補齊了最后一塊“拼圖”，標志著我國建成了以自主研發(fā)的GRAPES為核心的全球、區(qū)域確定性和集合預報系統(tǒng)，也標志著GRAPES終于建成了完整數(shù)值天氣預報體系。

　　“核心技術(shù)一定要掌握在自己手里，10年來我們的目標始終如一。”國家氣象中心主任王建捷說，“現(xiàn)在，我國數(shù)值預報業(yè)務發(fā)展方式完成了從引進為主到自主研發(fā)為主的重大轉(zhuǎn)變，建成了高低分辨率搭配適當、確定性和集合預報有機結(jié)合的完整自主技術(shù)的數(shù)值天氣預報體系。”

　　實現(xiàn)數(shù)值天氣預報業(yè)務體系應用

　　2019年7月，GRAPES區(qū)域模式實現(xiàn)全國范圍3公里分辨率業(yè)務化運行，為全國各地開展局地強對流、極端天氣預報預警工作提供重要支撐。次月，9公里分辨率GRAPES臺風預報系統(tǒng)實現(xiàn)業(yè)務運行，“首戰(zhàn)”即成功應對超強臺風“利奇馬”。

　　以超強臺風級別登陸浙江溫嶺的臺風“利奇馬”可謂2019年汛期的一匹“烈馬”。而在對“利奇馬”的路徑捕捉和預報中，風云四號A星與GRAPES數(shù)值預報隔空星—地互動，彼此成就——

　　行動中，數(shù)值預報中心團隊采用GRAPES全球切線性與伴隨模式，確定未來48小時影響我國東部區(qū)域預報的觀測敏感區(qū)，設定目標觀測區(qū)范圍，并會同國家衛(wèi)星氣象中心相關(guān)團隊，確定目標觀測區(qū)。隨后，風云四號A星調(diào)整觀測方式，加密觀測得到的資料，又經(jīng)過GRAPES全球四維變分同化系統(tǒng)同化應用，有效改善模式的初始場，最終提高臺風路徑及強度預報的水平……這一系列動作只是國家級數(shù)值預報業(yè)務體系面對復雜天氣過程的一次實踐。

　　“從2010年到2020年，我們的GRAPES全球數(shù)值預報業(yè)務可用時效從6天提高到7.5天，快于國際上先進中心同期發(fā)展速度。”數(shù)值預報中心副主任龔建東說，依靠自主研發(fā)建成一套完整的數(shù)值天氣預報業(yè)務技術(shù)體系，我國數(shù)值預報不但實現(xiàn)了自主研發(fā)、應用、改進、發(fā)展的良性循環(huán)，全面建立了國家級數(shù)值天氣預報業(yè)務體系和實現(xiàn)應用服務，還形成了一支高素質(zhì)、穩(wěn)定、全技術(shù)鏈條的研發(fā)和業(yè)務應用隊伍。

　　未來還要在預報精準化上下功夫

　　氣象衛(wèi)星資料和應用專家、中國工程院院士許健民表示，數(shù)值預報是業(yè)務天氣預報的支柱，準確的天氣預報，離不開數(shù)值預報作為第一依據(jù)。數(shù)值預報模式復雜、系統(tǒng)內(nèi)部各分量之間聯(lián)系緊密，開發(fā)工作的體量和難度極大，需要多個專業(yè)高水平的科學家有效地組織起來，長期通力合作，才能完成。因此，數(shù)值天氣預報在一定程度上反映了一個國家的綜合科技實力和水平。中國數(shù)值預報，在業(yè)務天氣預報最為關(guān)注的48小時以內(nèi)時段，已經(jīng)達到國際先進水平。不久的將來，中國的數(shù)值天氣預報一定會和國際上最發(fā)達的國家并駕齊驅(qū)。

　　天氣動力學和數(shù)值預報專家、中國工程院院士李澤椿說，數(shù)值預報中心建成我國自主技術(shù)的數(shù)值氣象預報業(yè)務體系，滿足了我國現(xiàn)階段國家安全經(jīng)濟建設對氣象保障的需求。在引以為傲的同時，應清醒地認識到，數(shù)值預報中心面臨任務繁重，還要在預報精準化上下功夫，要與天氣值班預報員結(jié)合，在應用上走出有中國特色的氣象服務之路。（記者 袁于飛）

【糾錯】

責任編輯： 周楚卿