自主研發(fā)數(shù)值預報系統(tǒng)，直追世界先進水平
氣象人挺起了腰桿（創(chuàng)新故事）
本報記者劉毅
中國有了自己的數(shù)值預報系統(tǒng)
最近，在南京青奧會氣象保障、“海鷗”“鳳凰”等臺風的預報服務中，我國自主研發(fā)的T639全球模式集合預報等一系列數(shù)值預報系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。這套經(jīng)過多年研發(fā)攻關(guān)產(chǎn)生的“自己的數(shù)值預報系統(tǒng)”，讓中國氣象工作者挺起了腰桿。今年，相關(guān)數(shù)值預報系統(tǒng)完成了多項技術(shù)升級，性能進一步提升，直追世界先進水平。
天氣預報看似簡單，實際上是一個復雜的系統(tǒng)工程。現(xiàn)代天氣預報的關(guān)鍵是數(shù)值天氣預報，也就是根據(jù)大氣運動變化規(guī)律編寫一系列數(shù)學方程，將觀測到的氣象數(shù)據(jù)輸入高性能計算機進行高速運算，推演未來天氣發(fā)展變化。
20世紀50年代，歐美開始在天氣預報業(yè)務中采用數(shù)值預報。中國氣象局數(shù)值預報中心總工程師陳德輝說，盡管國外的一些數(shù)值系統(tǒng)性能上更先進，但這些數(shù)值系統(tǒng)對我國的復雜地形條件考慮不足，單靠引進，我國難以真正掌握數(shù)值預報核心技術(shù)。而且購買的產(chǎn)品數(shù)據(jù)有限，不足以對天氣系統(tǒng)展開深入診斷和分析。
2004年，我國自主研發(fā)的第一代非靜力中尺度數(shù)值預報系統(tǒng)GRAPES_MESO初步實現(xiàn)準業(yè)務運行。當時，該系統(tǒng)水平分辨率為60公里、垂直分辨率31層。今年7月，該系統(tǒng)的V4.0版本投入業(yè)務運行和應用時，經(jīng)過多方面技術(shù)改進，水平和垂直分辨率分別達到了10公里和50層。
據(jù)介紹，該版本第一次具有了同化非常規(guī)觀測資料的業(yè)務能力，可以實時同化遙感數(shù)據(jù)、天氣雷達資料以及“風云”氣象衛(wèi)星資料等。這一改進就是為了讓復雜的“運算公式”獲得更豐富、準確的“運算數(shù)據(jù)”。
此外，主要針對臺風預報的數(shù)值預報系統(tǒng)GRAPES_TYM自2012年7月投入準業(yè)務運行以來，數(shù)值預報中心對其算式不斷修正、優(yōu)化，大幅提高了系統(tǒng)對臺風路徑和強度的預報性能，預報時效由3天提高到5天。
仍需奮力追趕全球最先進水平
今年，我國數(shù)值預報系統(tǒng)T639優(yōu)化升級，全面替代T213系統(tǒng)在數(shù)值預報業(yè)務中的功能。
數(shù)值預報中心系統(tǒng)業(yè)務室副主任胡江凱介紹，2008年T639系統(tǒng)問世以來，T639與T213同時存在，T639性能優(yōu)于T213，可不少專業(yè)數(shù)值預報系統(tǒng)研發(fā)是基于T213之上的，新舊替換需要一段時間協(xié)調(diào)?！暗绻麅蓚€系統(tǒng)長期同時運行，不利于新技術(shù)的推廣應用，也耗費大量資源?！?/p>
今年，數(shù)值預報中心正式停止發(fā)布T213產(chǎn)品并終止系統(tǒng)維護，終結(jié)了T213的歷史使命。這次T639優(yōu)化升級中，一些技術(shù)得到改進，例如集合預報中引入模式隨機擾動技術(shù)，此外，還首次實現(xiàn)了全球集合預報與臺風集合預報系統(tǒng)和流程的一體化，節(jié)省了計算資源，降低了系統(tǒng)維護成本。
國家氣象中心副主任、數(shù)值預報中心主任王建捷說，盡管近些年我國的數(shù)值預報進步較大、研發(fā)能力得到提升，但與國際最先進水平相比，還存在明顯差距?！拔覀儎e無選擇，只能義無反顧努力追趕?！彼f。