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十年攻關 中國氣象事業步入“芯”時代
2020-05-06 08:57:28 來源: 科技日報
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  “十年磨一劍!數值預報中心成立10年來,終于有了我國自主的可為全國和全世界服務的數值天氣預報業務系統,是中國成為世界氣象中心之一的主要科技支撐。”國家最高科學技術獎獲得者、中國科學院院士曾慶存說。

  數值預報是基于數學物理學方法客觀定量計算未來天氣演變的預報技術,是業務天氣預報的支柱,準確的天氣預報,離不開數值預報作為第一依據。作為氣象業務的核心科技,被譽為氣象事業的“芯片”。

  時光倒回到2010年4月28日,中國氣象局數值預報中心成立,吹響了堅定我國數值預報自主研發的前進號角。10年砥礪前行,如今我國數值預報不但實現了自主研發、應用、改進、發展的良性循環,而且基于自主技術,全面建立了國家級數值天氣預報業務體系和實現應用服務。

  “數值天氣預報,是理論,是科技,甚至是工藝,必須要靜心努力鉆研。”曾慶存強調。

  核心技術一定要掌握在自己手里

  “我國數值預報業務系統研發和支撐能力建設起步較晚,上世紀八十年代,我國采取了引進國外全球數值預報核心技術建立數值預報業務和服務體系。但自主研發中國自己的數值預報核心技術,卻是氣象人一直以來的共同愿望。” 中國氣象局數值預報中心副主任龔建東說。

  這是條曲折的路,十年如一日,集中數值預報研發和業務力量組建而成的數值預報中心團隊,開始了艱難攻關——

  2010年,GRAPES全球模式和同化的深化改進工作全面開展。

  2013年,數值預報創新團隊入選科技部“創新人才推進計劃重點領域創新團隊”,這是我國氣象領域首批入選的國家級科技創新團隊。

  2014年,高分辨率資料同化與數值天氣模式被確定為國家氣象科技創新工程三大攻關任務之一,自主創新的腳步不斷加快。

  2016年,GRAPES全球預報系統正式業務化運行并面向全國下發產品,這是我國數值預報核心技術實現國產化的重要標志,也宣告我國從全球預報到區域高分辨率預報核心技術擺脫了受制于人的局面。

  在龔建東心里,有兩個時刻最令他振奮——其一發生在2018年7月,帶有四維變分同化系統的GRAPES全球預報系統實現業務運行,中國成為繼歐洲中期天氣預報中心以及法國、英國、加拿大、日本之后,自主建立了氣象資料四維變分同化業務系統的國家。

  另一個時刻也發生在2018年,當年的11月28日,國家級完整數值預報業務體系的最后一塊拼圖——GRAPES全球集合預報系統通過業務化驗收評審,標志著我國建成了以自主研發的GRAPES為核心的全球、區域確定性和集合預報系統,并對臺風、環境響應、海浪等專業模式提供支撐的完整數值天氣預報體系。

  “10年不懈努力,我國數值預報業務發展方式完成了從引進為主到自主研發為主的重大轉變,建成了高低分辨率搭配適當、確定性和集合預報有機結合的完整自主技術的數值天氣預報體系。”國家氣象中心主任王建捷感嘆。

  天氣預報業務能力大幅提升

  “從2010年到2020年,我們的GRAPES全球數值預報可用時效從6天提高到7.5天,快于國際上先進中心同期發展速度。”龔建東說。

  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數值預報隔空星—地互動,彼此成就——

  數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域預報的觀測敏感區,設定目標觀測區范圍,并會同國家衛星氣象中心相關團隊,確定目標觀測區。隨后,風云四號A星調整觀測方式,加密觀測得到的資料,又經過GRAPES全球四維變分同化系統同化應用,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值預報業務體系面對復雜天氣過程的一次實踐。

  中國工程院院士許健民表示,數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。10年來,我國預報準確率逐年提高,特別在業務天氣預報最為關注的48小時以內時段,已達到國際先進水平。“不久的將來,中國的數值天氣預報一定會和國際上最發達的國家并駕齊驅,并為國家作出更大的貢獻。”許健民說。(記者 付麗麗)

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【糾錯】 責任編輯: 谷雨
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