客觀化精準化預(yù)報技術(shù)發(fā)展前景

摘要：依托國家氣象科技創(chuàng)新工程，著力發(fā)展高分辨率天氣氣候業(yè)務(wù)模式，構(gòu)建以數(shù)值模式為基礎(chǔ)、以資料同化應(yīng)用技術(shù)和數(shù)值預(yù)報解釋應(yīng)用技術(shù)為支撐的客觀化精準化預(yù)報預(yù)測技術(shù)體系。

關(guān)鍵詞：多源資料；動力統(tǒng)計；集合預(yù)報；影響預(yù)報

1 突破數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)關(guān)鍵技術(shù)

完善以GRAPES為主體的數(shù)值預(yù)報技術(shù)體系，構(gòu)建10公里分辨率全球模式和全國3公里分辨率區(qū)域模式以及全球、區(qū)域集合預(yù)報的數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)。發(fā)展高分辨數(shù)值預(yù)報模式，構(gòu)建按區(qū)域布局的1公里分辨率、逐時快速更新同化的區(qū)域高分辨數(shù)值預(yù)報技術(shù)體系，實現(xiàn)全國布網(wǎng)的非常規(guī)資料同化業(yè)務(wù)應(yīng)用。

基于區(qū)域高分辨率數(shù)值預(yù)報模式，構(gòu)建全國水平分辨率1公里，時間分辨率1小時的數(shù)值天氣預(yù)報格點數(shù)據(jù)產(chǎn)品，012小時預(yù)報在產(chǎn)品生成10分鐘內(nèi)傳輸至區(qū)域內(nèi)各省級預(yù)報員桌面，支持分析和短時臨近預(yù)報預(yù)警業(yè)務(wù)。發(fā)展支撐分類災(zāi)害性天氣精細化確定性預(yù)報和集合概率預(yù)報的模式產(chǎn)品。

2 發(fā)展多源資料融合分析預(yù)警技術(shù)

發(fā)展天氣雷達、衛(wèi)星、地面自動站、風(fēng)廓線雷達、GNSS/MET等觀測資料質(zhì)量控制技術(shù)；研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多源海量觀測資料融合分析技術(shù)；研發(fā)對流尺度天氣分析技術(shù)；改進基于資料融合分析和多物理量診斷指標模型的短時強降水、雷暴大風(fēng)、冰雹、龍卷等強對流天氣自動識別、追蹤分析和外推預(yù)報技術(shù)。

3 提升數(shù)值預(yù)報動力統(tǒng)計釋用技術(shù)

強對流短時預(yù)報技術(shù)：研發(fā)外推預(yù)報和高分辨率中尺度數(shù)值預(yù)報融合的短時預(yù)報技術(shù)，發(fā)展基于高分辨率數(shù)值模式的強對流天氣概率預(yù)報和集合預(yù)報應(yīng)用技術(shù)。

災(zāi)害性天氣中短期預(yù)報技術(shù)：發(fā)展基于模式偏差訂正的多模式集成定量降水預(yù)報技術(shù)、暖區(qū)暴雨和局地突發(fā)性暴雨預(yù)報技術(shù)；完善登陸臺風(fēng)強風(fēng)雨精細化預(yù)報和登陸臺風(fēng)強度突變預(yù)報技術(shù)；發(fā)展基于模糊邏輯、配料法等方法的強對流天氣分類分級預(yù)報和概率預(yù)報技術(shù)；研發(fā)大城市災(zāi)害性、高影響性天氣精細化預(yù)報技術(shù)；研發(fā)基于模式和再分析資料的極端天氣預(yù)報技術(shù)。

精細化格點預(yù)報技術(shù)：研發(fā)基于多模式集成、區(qū)域建模等統(tǒng)計降尺度的氣象要素和災(zāi)害性天氣格點預(yù)報技術(shù)；發(fā)展考慮坡地坡度、下墊面屬性、地形高度等精細化地理信息的氣象要素插值技術(shù)[12]時空約束的預(yù)報訂正技術(shù)、基于關(guān)鍵點訂正和數(shù)值預(yù)報格點產(chǎn)品融合的插值分析技術(shù)及氣象要素與災(zāi)害性天氣落區(qū)預(yù)報融合協(xié)同技術(shù)；研發(fā)預(yù)報服務(wù)產(chǎn)品智能轉(zhuǎn)換引擎和格點站點預(yù)報轉(zhuǎn)換技術(shù)。

極端氣候事件和氣候災(zāi)害預(yù)測技術(shù)：改進氣候災(zāi)害的動力統(tǒng)計相結(jié)合客觀預(yù)測技術(shù)；發(fā)展汛期雨帶和氣候事件的多模式集合釋用技術(shù)；研發(fā)極端氣候事件前兆信號的識別和應(yīng)用模型，發(fā)展客觀定量和概率預(yù)測技術(shù)；發(fā)展氣候現(xiàn)象的客觀預(yù)測技術(shù)。

4 完善集合預(yù)報應(yīng)用技術(shù)

研發(fā)集合預(yù)報產(chǎn)品在氣象要素格點預(yù)報的解釋應(yīng)用技術(shù)、集合訂正技術(shù)和降尺度技術(shù)。完善集合QPF多統(tǒng)計量融合技術(shù)和概率QPF訂正技術(shù)。研發(fā)基于中尺度集合預(yù)報的分類強對流和災(zāi)害性天氣概率預(yù)報技術(shù)。完善基于集合預(yù)報的臺風(fēng)最優(yōu)路徑預(yù)報技術(shù)和臺風(fēng)生成及強度概率預(yù)報技術(shù)。研發(fā)基于聯(lián)合概率預(yù)報方法的中期、延伸期（1130天）典型災(zāi)害性天氣概率預(yù)報技術(shù)。

5 改進專業(yè)氣象預(yù)報技術(shù)

發(fā)展環(huán)境氣象觀測資料綜合分析技術(shù)，完善環(huán)境氣象預(yù)報模式，發(fā)展霧、霾、空氣污染條件等環(huán)境氣象精細化預(yù)報預(yù)測技術(shù)，研發(fā)環(huán)境氣象評估技術(shù)。研發(fā)海上災(zāi)害性天氣中期客觀預(yù)報和概率預(yù)報技術(shù)，發(fā)展海上大風(fēng)、霧、風(fēng)暴潮等對海上交通、重要港口等影響預(yù)報技術(shù)。研發(fā)航空重要天氣監(jiān)測分析和預(yù)報預(yù)警技術(shù)，發(fā)展通用航空氣象預(yù)報保障技術(shù)。完善水文氣象預(yù)報模型，完善流域精細化雨量預(yù)報預(yù)測技術(shù)。發(fā)展空間天氣預(yù)報模式，完善空間天氣數(shù)值模擬和定量預(yù)報技術(shù)。

6 發(fā)展影響預(yù)報與風(fēng)險預(yù)警技術(shù)

建立主要氣象災(zāi)害敏感承災(zāi)體暴露度和脆弱性數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)信息庫。發(fā)展客觀定量化致災(zāi)臨界氣象條件分析技術(shù)，建立致災(zāi)臨界閾值指標體系，發(fā)展影響評估模型。研發(fā)基于精細化氣象預(yù)報和致災(zāi)臨界氣象條件的高分辨率、定量化影響預(yù)報與風(fēng)險預(yù)警模型和技術(shù)。

7 構(gòu)造開放開源的眾創(chuàng)平臺

基于云架構(gòu)和統(tǒng)一的CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境，提供開放共享的開發(fā)環(huán)境、基礎(chǔ)軟件、大數(shù)據(jù)挖掘工具，集成通用氣象算法和氣象可視化、智能化技術(shù)，建設(shè)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)算法庫，為國家省兩級核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)云化建設(shè)和技術(shù)發(fā)展提供基礎(chǔ)框架平臺，實現(xiàn)均等便利的數(shù)據(jù)資源、計算能力和應(yīng)用算法支持，為人人創(chuàng)新、人人分享的氣象“眾創(chuàng)”空間提供開放開源發(fā)展平臺。

8 建立眾智發(fā)展的業(yè)務(wù)生態(tài)

基于眾創(chuàng)平臺，實現(xiàn)MICAPS和CIPAS系統(tǒng)的開源開放和云化部署。在MICAPS框架下集成國家省兩級天氣監(jiān)測分析、短臨預(yù)警、中短期預(yù)報和專業(yè)預(yù)報業(yè)務(wù)模塊，研發(fā)插件式預(yù)報算法智能工具，建立省市縣一體化預(yù)警預(yù)報業(yè)務(wù)模塊；在CIPAS框架下集成國家省兩級各類氣候監(jiān)測預(yù)測業(yè)務(wù)模塊。通過眾智創(chuàng)新發(fā)展，逐步實現(xiàn)MICAPS和CIPAS系統(tǒng)智能化、可視化和集約化發(fā)展。

基于眾創(chuàng)平臺，逐步推進天氣氣候業(yè)務(wù)模式等關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)實現(xiàn)代碼共享，利用眾創(chuàng)平臺提供大數(shù)據(jù)資源、計算能力和算法集群的接口服務(wù)，創(chuàng)建開放式網(wǎng)絡(luò)工作坊，鼓勵預(yù)報預(yù)測科技人員自主研發(fā)或協(xié)作開發(fā)，探索建立國內(nèi)外氣象專家在開放開源平臺上眾智貢獻、創(chuàng)新發(fā)展的新模式。

參考文獻：

[1]祁海霞.多模式集成預(yù)報及概率預(yù)報研究.南京：南京信息工程大學(xué)，2010：150.

[2]馬清，龔建東，李莉等.超級集成預(yù)報的誤差訂正與集成研究.氣象，2008，34（3）：4248.

作者簡介：孫令東（1984），男，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人，碩士，從事災(zāi)害性天氣預(yù)報技術(shù)研究。