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    靠它,天氣預(yù)報更靠譜

    • 來源:互聯(lián)網(wǎng)
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    • 2020-05-06
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    原標(biāo)題:靠它,天氣預(yù)報更靠譜

    陰晴雨雪等天氣預(yù)報信息,和我們的日常生活息息相關(guān)。我們每天看到、聽到的氣象預(yù)測,主要來自“數(shù)值天氣預(yù)報”,這是基于數(shù)學(xué)、物理學(xué)方法,利用高性能計(jì)算機(jī)客觀定量計(jì)算未來天氣演變的科學(xué)技術(shù)。在數(shù)值天氣預(yù)報的基礎(chǔ)上,預(yù)報員們再根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)做出判斷,加以訂正,就形成了我們獲得的預(yù)報信息。

    2010年4月28日,中國氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報中心成立。經(jīng)過10年攻堅(jiān),我國數(shù)值天氣預(yù)報不但實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)、應(yīng)用、改進(jìn)、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)體系并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)。

    我國從上世紀(jì)80年代初正式成立數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)單位,至今已近40年。“克服了從基礎(chǔ)設(shè)備到模式發(fā)展到業(yè)務(wù)化的重重困難,再經(jīng)數(shù)值預(yù)報中心成立后這10年來的飛躍,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。”中國科學(xué)院院士、國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者曾慶存表示。

    大氣是一種流體,它的基本運(yùn)動遵循著流體力學(xué)基本理論。氣象學(xué)家們通過對大氣運(yùn)動所遵從的流體力學(xué)和熱力學(xué)的基本定律進(jìn)行理論推導(dǎo),得到了一組關(guān)于大氣運(yùn)動的基本方程組,包括運(yùn)動方程、熱力學(xué)方程、連續(xù)方程、狀態(tài)方程和水汽方程。在已知大氣當(dāng)前狀態(tài)與大氣周邊環(huán)境的條件下,求取方程組的近似數(shù)值解,這就是數(shù)值天氣預(yù)報。

    數(shù)值天氣預(yù)報作為氣象業(yè)務(wù)的核心科技,重要性突出、研發(fā)難度大、涉及領(lǐng)域廣,被譽(yù)為氣象事業(yè)的“芯片”,不僅關(guān)系我國氣象事業(yè)發(fā)展,更是保障國計(jì)民生和國防安全的國家核心科技的重要組成部分,對保障生命安全、生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好等不可或缺。

    “數(shù)值預(yù)報是業(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)。”中國工程院院士許健民表示:“數(shù)值預(yù)報模式復(fù)雜、系統(tǒng)內(nèi)部各分量之間聯(lián)系緊密,開發(fā)工作的體量和難度極大,需要多個專業(yè)高水平的科學(xué)家有效地組織起來,長期通力合作。因此,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(shí)力和水平。”

    2000年,我國新一代數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)GRAPES(全球和區(qū)域同化預(yù)報系統(tǒng))的自主研發(fā)工作開啟。2010年,由集中數(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(tuán)隊(duì),開始了艱難攻關(guān):研發(fā)全球模式物理過程,體現(xiàn)中國天氣氣候特征;攻關(guān)四維變分同化關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)多平臺、多傳感器衛(wèi)星資料同化應(yīng)用技術(shù);解決高性能計(jì)算和支撐平臺等各類瓶頸問題……

    “我國數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)發(fā)展方式完成了從引進(jìn)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(jī)結(jié)合的具有完整自主技術(shù)的數(shù)值天氣預(yù)報體系。”國家氣象中心主任王建捷表示。

    “數(shù)值預(yù)報中心成立以來飛速進(jìn)步,建成擁有我國自主技術(shù)的數(shù)值氣象預(yù)報業(yè)務(wù)體系,滿足了我國現(xiàn)階段國家安全和經(jīng)濟(jì)建設(shè)對氣象保障的需求,成為我國天氣預(yù)報的主要科學(xué)支柱,為以后可持續(xù)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。”中國工程院院士、數(shù)值預(yù)報專家李澤椿說。

    2017年,中國氣象局被世界氣象組織正式認(rèn)定為世界氣象中心,成為全球9個世界氣象中心之一,這標(biāo)志著我國氣象現(xiàn)代化整體水平邁入世界先進(jìn)行列。“中國氣象局被認(rèn)定為世界氣象中心,自主研發(fā)的GRAPES數(shù)值預(yù)報體系是最重要的因素。”數(shù)值預(yù)報中心副主任龔建東說。

    數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品是天氣預(yù)報員們做預(yù)報時的“第一依據(jù)”。數(shù)值預(yù)報中心要加強(qiáng)業(yè)務(wù)應(yīng)用,持續(xù)提升預(yù)報服務(wù)支撐能力。

    2019年8月,9公里分辨率GRAPES臺風(fēng)預(yù)報系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行,“首戰(zhàn)”即面對臺風(fēng)“利奇馬”。以超強(qiáng)臺風(fēng)級別登陸浙江溫嶺的“利奇馬”,是2019年汛期的一匹“烈馬”。在對路徑捕捉和預(yù)測中,風(fēng)云四號A星與GRAPES數(shù)值預(yù)報隔空星

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