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)務模式,構建以數值模式為基礎、以資料同化應用技術和數值預報解釋應用技術為支撐的客觀化精準化預報預測技術體系。
關鍵詞:多源資料;動力統計;集合預報;影響預報
1 突破數值預報業(yè)務關鍵技術
完善以GRAPES為主體的數值預報技術體系,構建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)域集合預報的數值預報業(yè)務系統。發(fā)展高分辨數值預報模式,構建按區(qū)域布局的1公里分辨率、逐時快速更新同化的區(qū)域高分辨數值預報技術體系,實現全國布網的非常規(guī)資料同化業(yè)務應用。
基于區(qū)域高分辨率數值預報模式,構建全國水平分辨率1公里,時間分辨率1小時的數值天氣預報格點數據產品,012小時預報在產品生成10分鐘內傳輸至區(qū)域內各省級預報員桌面,支持分析和短時臨近預報預警業(yè)務。發(fā)展支撐分類災害性天氣精細化確定性預報和集合概率預報的模式產品。
2 發(fā)展多源資料融合分析預警技術
發(fā)展天氣雷達、衛(wèi)星、地面自動站、風廓線雷達、GNSS/MET等觀測資料質量控制技術;研發(fā)具有自主知識產權的多源海量觀測資料融合分析技術;研發(fā)對流尺度天氣分析技術;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、冰雹、龍卷等強對流天氣自動識別、追蹤分析和外推預報技術。
3 提升數值預報動力統計釋用技術
強對流短時預報技術:研發(fā)外推預報和高分辨率中尺度數值預報融合的短時預報技術,發(fā)展基于高分辨率數值模式的強對流天氣概率預報和集合預報應用技術。
災害性天氣中短期預報技術:發(fā)展基于模式偏差訂正的多模式集成定量降水預報技術、暖區(qū)暴雨和局地突發(fā)性暴雨預報技術;完善登陸臺風強風雨精細化預報和登陸臺風強度突變預報技術;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報和概率預報技術;研發(fā)大城市災害性、高影響性天氣精細化預報技術;研發(fā)基于模式和再分析資料的極端天氣預報技術。
精細化格點預報技術:研發(fā)基于多模式集成、區(qū)域建模等統計降尺度的氣象要素和災害性天氣格點預報技術;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[12]時空約束的預報訂正技術、基于關鍵點訂正和數值預報格點產品融合的插值分析技術及氣象要素與災害性天氣落區(qū)預報融合協同技術;研發(fā)預報服務產品智能轉換引擎和格點站點預報轉換技術。
極端氣候事件和氣候災害預測技術:改進氣候災害的動力統計相結合客觀預測技術;發(fā)展汛期雨帶和氣候事件的多模式集合釋用技術;研發(fā)極端氣候事件前兆信號的識別和應用模型,發(fā)展客觀定量和概率預測技術;發(fā)展氣候現象的客觀預測技術。
4 完善集合預報應用技術
研發(fā)集合預報產品在氣象要素格點預報的解釋應用技術、集合訂正技術和降尺度技術。完善集合QPF多統計量融合技術和概率QPF訂正技術。研發(fā)基于中尺度集合預報的分類強對流和災害性天氣概率預報技術。完善基于集合預報的臺風最優(yōu)路徑預報技術和臺風生成及強度概率預報技術。研發(fā)基于聯合概率預報方法的中期、延伸期(1130天)典型災害性天氣概率預報技術。
5 改進專業(yè)氣象預報技術
發(fā)展環(huán)境氣象觀測資料綜合分析技術,完善環(huán)境氣象預報模式,發(fā)展霧、霾、空氣污染條件等環(huán)境氣象精細化預報預測技術,研發(fā)環(huán)境氣象評估技術。研發(fā)海上災害性天氣中期客觀預報和概率預報技術,發(fā)展海上大風、霧、風暴潮等對海上交通、重要港口等影響預報技術。研發(fā)航空重要天氣監(jiān)測分析和預報預警技術,發(fā)展通用航空氣象預報保障技術。完善水文氣象預報模型,完善流域精細化雨量預報預測技術。發(fā)展空間天氣預報模式,完善空間天氣數值模擬和定量預報技術。
6 發(fā)展影響預報與風險預警技術
建立主要氣象災害敏感承災體暴露度和脆弱性數據庫、基礎地理信息數據庫、歷史災情數據庫等基礎信息庫。發(fā)展客觀定量化致災臨界氣象條件分析技術,建立致災臨界閾值指標體系,發(fā)展影響評估模型。研發(fā)基于精細化氣象預報和致災臨界氣象條件的高分辨率、定量化影響預報與風險預警模型和技術。
7 構造開放開源的眾創(chuàng)平臺
基于云架構和統一的CIMISS數據環(huán)境,提供開放共享的開發(fā)環(huán)境、基礎軟件、大數據挖掘工具,集成通用氣象算法和氣象可視化、智能化技術,建設大數據基礎算法庫,為國家省兩級核心業(yè)務系統云化建設和技術發(fā)展提供基礎框架平臺,實現均等便利的數據資源、計算能力和應用算法支持,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)務生態(tài)
基于眾創(chuàng)平臺,實現MICAPS和CIPAS系統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、短臨預警、中短期預報和專業(yè)預報業(yè)務模塊,研發(fā)插件式預報算法智能工具,建立省市縣一體化預警預報業(yè)務模塊;在CIPAS框架下集成國家省兩級各類氣候監(jiān)測預測業(yè)務模塊。通過眾智創(chuàng)新發(fā)展,逐步實現MICAPS和CIPAS系統智能化、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)務模式等關鍵技術系統實現代碼共享,利用眾創(chuàng)平臺提供大數據資源、計算能力和算法集群的接口服務,創(chuàng)建開放式網絡工作坊,鼓勵預報預測科技人員自主研發(fā)或協作開發(fā),探索建立國內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.多模式集成預報及概率預報研究.南京:南京信息工程大學,2010:150.
[2]馬清,龔建東,李莉等.超級集成預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,內蒙古呼倫貝爾人,碩士,從事災害性天氣預報技術研究。