[科学技术]中国建立自主技术气象事业“芯片” 天气预报更靠谱

有了它，天气预报更加可靠

天气预报信息，如雨雪，与我们的日常生活密切相关。我们每天看到和听到的天气预报主要来自于“数值天气预报”，它是以数学和物理方法为基础，利用高性能计算机客观定量计算未来天气演变的科学技术。预报员在数值天气预报的基础上，根据自己的经验进行判断和修正，从而形成我们获得的预报信息。

2010年4月28日，中国气象局数值预报中心成立。经过10年的努力，我国数值天气预报不仅实现了自主研发、应用、改进和发展的良性循环，而且建立了国家级数值天气预报业务系统，实现了基于自主技术的应用服务。

自20世纪80年代初我国成立数值天气预报业务部门以来，已有近40年的历史。“克服了从基础设备到模型开发再到业务的困难，经过数值预报中心成立后过去10年的飞跃，我们终于有了自己的可以服务全国、服务全世界的数值天气预报业务系统。是中国。成为世界气象中心之一的主要科技支撑。”中国科学院院士、国家最高科技奖获得者曾庆村说。

大气是一种流体，它的基本运动遵循流体力学的基本理论。气象学家从理论上推导了大气运动遵循的流体力学和热力学的基本规律，得到了一套关于大气运动的基本方程，包括运动方程、热力学方程、连续性方程、状态方程和水汽方程。在已知大气当前状态和大气周围环境的情况下，得到方程的近似数值解，称为数值天气预报。

数值天气预报作为气象业务的核心科学技术，重要性突出，研究开发难度大，涉及领域广。被誉为气象事业的“芯片”，不仅关系到我国气象事业的发展，也是保障国计民生、国防安全的国家核心科技的重要组成部分，对于保障生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好是不可或缺的。

“数值预报是业务天气预报的支柱。准确的天气预报不能脱离作为第一基础的数值预报。”中国工程院院士许剑民说:“数值预报模型复杂，系统中各组成部分联系紧密，开发工作极其庞大和困难，需要很多专业和高水平的科学家进行有效的组织和长期的相互配合。因此，数值天气预报在一定程度上反映了一个国家的综合科技实力和水平。”

2000年，我国新一代数值天气预报系统grapes(全球和区域同化预报系统)自主研发启动。2010年，以数值预报研发和业务力量为主组建的数值预报中心团队开始攻关:全球模式物理过程研发，反映中国天气气候特征；重点研究四维变分同化关键技术，开发多平台、多传感器卫星数据同化应用技术；解决各种瓶颈，如高性能计算和支持平台...

“我国数值预报业务的发展模式完成了从引进到自主研发的重大转变，建成了具有完整自主技术的高分辨率、低分辨率、确定性和集合预报适宜的数值天气预报系统。”国家气象中心主任王建杰说。

“数值预报中心自成立以来发展迅速，构建了具有我国自主技术的数值天气预报业务系统，满足了我国当前国家安全和经济建设对气象保障的需求，成为我国天气预报的主要科学支柱，为未来的可持续发展服务。打下了良好的基础。”中国工程院院士、数值预报专家李泽春说。

2017年，中国气象局被世界气象组织正式认定为世界气象中心，成为世界九大气象中心之一，标志着中国气象现代化整体水平进入世界先进行列。“中国气象局被公认为世界气象中心，自主开发的葡萄数值预报系统是最重要的因素。”数值预报中心副主任龚建东说。

数值预报产品是天气预报员进行预报的“第一依据”。数值预报中心应加强业务应用，不断提高预报服务支持能力。

2019年8月，9公里分辨率的葡萄台风预报系统投入运行，第一场战斗面对的是台风“利奇马”。以超强台风级别登陆浙江温岭的“利奇马”，是2019年汛期的“烈马”。在路径捕获和预测中，风云四号a卫星与空各卫星地面的grapes数值预测相互作用，提高了预测精度。

此外，高分辨率同化系统投入运行后，强对流天气预报能力明显提高。

“数值天气预报是一种理论，一种技术，甚至是一种工艺。必须用冥想来研究。”曾庆存说:“首先，它是以数学物理理论为基础的，有一般规律。要努力打好数学基础。然而，到目前为止，对于云的描述、降雨过程以及许多中尺度和灾害过程的机制，还没有很好的理论解决方案，需要努力探索和创新。其次，天气发生在不同而复杂的环境中，以各种误差的各种观测数据为初始条件。具体条件不同，有自己的特殊性。只有秉承“工匠精神”，在刺绣上下功夫，认真分析，巧妙处理，才能有效解决。今后，数值天气预报的发展应兼顾一般性和特殊性。”

展望未来，国家重点领域科技创新团队负责人、数值预报中心副主任沈学顺表示:“未来，我们将继续瞄准国际科技前沿，秉承‘工匠精神’，持之以恒，加快科技实力积累，为国家做出更大贡献。”