“十年磨一劍！數(shù)值預(yù)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(wù)的數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)，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(xué)技術(shù)獎獲得者、中國科學(xué)院院士曾慶存說。

數(shù)值預(yù)報是基于數(shù)學(xué)物理學(xué)方法客觀定量計算未來天氣演變的預(yù)報技術(shù)，是業(yè)務(wù)天氣預(yù)報的支柱，準(zhǔn)確的天氣預(yù)報，離不開數(shù)值預(yù)報作為第一依據(jù)。作為氣象業(yè)務(wù)的核心科技，被譽為氣象事業(yè)的“芯片”。

時光倒回到2010年4月28日，中國氣象局數(shù)值預(yù)報中心成立，吹響了堅定我國數(shù)值預(yù)報自主研發(fā)的前進號角。10年砥礪前行，如今我國數(shù)值預(yù)報不但實現(xiàn)了自主研發(fā)、應(yīng)用、改進、發(fā)展的良性循環(huán)，而且基于自主技術(shù)，全面建立了國家級數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)體系和實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)。

“數(shù)值天氣預(yù)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(diào)。

核心技術(shù)一定要掌握在自己手里

“我國數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)研發(fā)和支撐能力建設(shè)起步較晚，上世紀(jì)八十年代，我國采取了引進國外全球數(shù)值預(yù)報核心技術(shù)建立數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)和服務(wù)體系。但自主研發(fā)中國自己的數(shù)值預(yù)報核心技術(shù)，卻是氣象人一直以來的共同愿望。” 中國氣象局數(shù)值預(yù)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(shù)值預(yù)報研發(fā)和業(yè)務(wù)力量組建而成的數(shù)值預(yù)報中心團隊，開始了艱難攻關(guān)——

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(yù)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”，這是我國氣象領(lǐng)域首批入選的國家級科技創(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(wù)之一，自主創(chuàng)新的腳步不斷加快。

2016年，GRAPES全球預(yù)報系統(tǒng)正式業(yè)務(wù)化運行并面向全國下發(fā)產(chǎn)品，這是我國數(shù)值預(yù)報核心技術(shù)實現(xiàn)國產(chǎn)化的重要標(biāo)志，也宣告我國從全球預(yù)報到區(qū)域高分辨率預(yù)報核心技術(shù)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(fā)生在2018年7月，帶有四維變分同化系統(tǒng)的GRAPES全球預(yù)報系統(tǒng)實現(xiàn)業(yè)務(wù)運行，中國成為繼歐洲中期天氣預(yù)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(yè)務(wù)系統(tǒng)的國家。

另一個時刻也發(fā)生在2018年，當(dāng)年的11月28日，國家級完整數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)體系的最后一塊拼圖——GRAPES全球集合預(yù)報系統(tǒng)通過業(yè)務(wù)化驗收評審，標(biāo)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(yù)報系統(tǒng)，并對臺風(fēng)、環(huán)境響應(yīng)、海浪等專業(yè)模式提供支撐的完整數(shù)值天氣預(yù)報體系。

“10年不懈努力，我國數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)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(dāng)、確定性和集合預(yù)報有機結(jié)合的完整自主技術(shù)的數(shù)值天氣預(yù)報體系。”國家氣象中心主任王建捷感嘆。

天氣預(yù)報業(yè)務(wù)能力大幅提升

“從2010年到2020年，我們的GRAPES全球數(shù)值預(yù)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(fā)展速度。”龔建東說。

以超強臺風(fēng)級別登陸浙江溫嶺的臺風(fēng)“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(yù)報中，風(fēng)云四號A星與GRAPES數(shù)值預(yù)報隔空星—地互動，彼此成就——

數(shù)值預(yù)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(yù)報的觀測敏感區(qū)，設(shè)定目標(biāo)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(biāo)觀測區(qū)。隨后，風(fēng)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(yīng)用，有效改善模式的初始場，最終提高臺風(fēng)路徑及強度預(yù)報的水平……

這一系列動作只是國家級數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)體系面對復(fù)雜天氣過程的一次實踐。

中國工程院院士許健民表示，數(shù)值天氣預(yù)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(yù)報準(zhǔn)確率逐年提高，特別在業(yè)務(wù)天氣預(yù)報最為關(guān)注的48小時以內(nèi)時段，已達到國際先進水平。“不久的將來，中國的數(shù)值天氣預(yù)報一定會和國際上最發(fā)達的國家并駕齊驅(qū)，并為國家作出更大的貢獻。”許健民說。（記者 付麗麗）

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