智能天气预报来了,而通过开展网格化预报

 环球日报     |      2020-02-08 11:42

我国将初步建立未来10天精细化气象格点预报业务全国陆地区域分辨率将达5公里

韦德1946betvicror ,“一张网”铺开,智能天气预报来了

网格化预报是个新鲜词,是指针对每一个网格开展的具体预报。国家气象中心天气预报室主任宗志平说:就像地球的经纬线交织,我们可以把每个城市所在的区域分解成多个5公里5公里的网格,公众就生活在一个个网格中,每个网格的天气情况可能有所不同。

6月6日,中国气象局印发《全国精细化气象格点预报业务建设实施方案》,计划用两年时间初步建立全国陆地区域5公里分辨率的未来10天精细化气象格点预报业务,最终构建全国统一时空分辨率的精细化气象格点预报一张“网”。

从现在开始,无论你身处何地,只要打开电脑或者手机APP,通过卫星定位就可以显示出你所在位置的最新天气预报。

与原来的定点预报相比,网格化预报在空间上更精细,也更有针对性。宗志平告诉记者,以北京为例,原来的预报只是以南郊观象台这一个点的气温、降水等来代表整个城市的天气情况,而通过开展网格化预报,北京的天气不再由一个固定点,而是城市的每个角落来反映。目前,部分省份在时间尺度可以做到分钟级天气预报;在空间上可以实现3公里、2.5公里分辨率甚至更细化的预报。除了陆地,气象部门还将我国的责任海区划分为多个10公里10公里的网格,并进行海上能见度、大风等要素的精细化预报。

根据方案,针对未来10天且分辨率达到5公里的全国精细化气象格点预报业务将在今年进行建设,并在两年内实现并轨试运行。该业务基于云架构,由国家级、省级联动定时制作,以国家级为主开展逐时滚动更新。届时,将配套建立主客观融合的精细化气象格点预报技术体系,以及格点预报向各类站点业务和服务转换的产品流程;建设数值预报云,扩充CIMISS能力,形成集约高效的精细化气象格点预报数据支撑环境;建立完善精细化气象格点预报业务检验评估规范和业务系统。

最神奇的是,这样的天气预报可以提供降雨、风、温度、湿度、云量、能见度等精准气象服务,打破“预报有雨很准,但雨没下到我这里”的尴尬现象。你可以清楚地知道自己所在的位置“20分钟后会下小雨、50分钟后雨会停”。

据介绍,网格化提高了预报频次。原来,一天的预报中只会涉及一种天气现象,现在可以做到全国范围内逐3小时10天预报。公众随时随地都能了解自己当前所处的位置是什么天气,并能查看气温、降水、风等多个天气状况。未来,气象部门的预报服务产品都将从这张网中提取,需要什么就可以从中拎出什么。

方案规定,国家气象中心基于高分辨率数值预报产品和气象格点预报技术,需要在每日5点和17点定时制作未来10天全国精细化气象格点预报指导产品。各省级气象台要利用国家气象中心推广的MICAPS4-GFE或者本省已有的GFE,结合本地天气气候特点,选择合理背景场,自行组织本省责任范围内气象格点预报场制作。地市级气象台不再制作格点预报,省级可根据实际情况,获取地市站点预报并融入到省级格点预报中。通过CIMISS系统,精细化气象格点数据将实现国省实时同步,保证数据一致性。最终,由国家气象中心负责边界协调后,形成一张覆盖全国的精细化气象格点预报网,并同步到数值预报云,作为服务产品提供服务。

事实上,这种名为智能网格化预报的技术,通过中国气象局近三年时间的研发已经投入业务化运行。北京、天津、上海、福建、广东、海南及陕西等7省市率先从7月开始正式发布智能网格预报。

6月21日到24日,北京全市平均降雨量达92毫米。预警在同一时间发出,暴雨却未同时抵达。21日晚,河北、天津、北京南部率先有雨,北京大部分地区还没有明显降水。22日,又经过一天漫长的等待,当天深夜,暴雨终于如约而至。这次天气过程中,预报跟公众的期待不一致,让不少人产生了焦虑甚至恐慌情绪。专家表示,预报从大范围来看是准确的,但小范围来看,有的地方下雨了,有的地方还没下。未来,网格化预报将不断提高分辨率和频次,来满足公众个性化的需求。

方案指出,随着格点预报时空分辨率的不断提升,各省要加强灾害性天气的订正能力,逐步淡化常规要素预报员人机交互编辑操作,而应积极发展主客观融合的智能化预报订正和要素协调技术,要把预报经验客观化、数字化,直接并入到释用方法中,也可嵌入到格点编辑系统,提供组合使用,帮助预报员“引大势”,而非“勤耕作”。

精细:"局部有雨"将成过去时

现在,系统初步把城市分成5公里5公里的网格,每隔1小时更新一次预报,如果遇到重大天气过程,更新的频率还会加快。也就是说,如果还是同一场雨,无论您身在北京的哪一个角落,得到的预报都将是您所处5公里网格范围内的天气。假如您在南边的网格里,那和北边、甚至距离不远的西南边、东南边某个网格收到的天气预报是不一样的。宗志平认为,预报的精细化,可避免无谓的恐慌,限制谣言的传播。

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“过去,整个北京的天气预报只是以南郊观象台这一个点的气温、降水等来代表,有时也会听到‘局地暴雨’等表述,但局地到底在何地?就很不明确了。”在国家气象中心预报系统开放实验室主任薛峰看来,通过开展网格化预报,今后北京的天气可以精细地反映在整座城市每个不同的网格之中。

预报变得越来越智能,预报员是不是将毫无用武之地?国家气象中心业务科技处副处长赵瑞表示,气象是个复杂的系统,影响因素很多。例如,降雨这种天气,水汽、湿度条件都满足了,但空气中没有凝结核,雨也下不下来。赵瑞说,预报员的优势在于丰富的经验和对关键天气形势的把握。在智能预报的初级阶段,预报员多年的经验可以用来培养机器;而当智能化水平越来越高、人工订正的空间越来越小时,一部分预报员将会投入技术研发,而另一部分预报员将主要转向对关键转折性天气过程的气象服务工作。

就像地球上的经纬网一样,气象专家们把中国以及每个城市所在的区域分解成许多个5公里×5公里网格,而公众就是生活在这样一个个的网格中,每个网格中的天气情况也会有所差异。

记者从国家气象中心获悉,精细化的网格预报,将在今年底前实现业务化。随着气象科技的发展,网格半径会越变越小,预报的精细化程度会越来越高。

薛峰告诉《中国科学报》记者:“目前我国陆面大约有38万个5公里×5公里小网格,海上约有16万个10公里×10公里大网格,网格的覆盖率已达100%。网格化预报就是针对这样的每一个网格开展的。”

智能网格预报是目前国际上精细化气象预报的发展趋势,按照中国气象局的计划,年底前,我国气象预报服务统一数据源的“一张网”网格预报业务将正式运行。这张网的空间分辨率达5公里×5公里,时间上可实现逐3小时发布未来10天的天气预报。

目前,部分省份已能制作发布时空分辨率更高的气象预报。广东未来10天温度、风、降水量、云量等陆地预报要素分辨率可达2.5公里;陕西智能网格预报的空间分辨率也达到了3公里,未来两天预报可逐小时发布。

中国气象局预报与网络司天气处处长张志刚介绍,全国各省的智能网格预报业务正在顺利推进,将于今年底全部实现业务化运行

“气象预报的时空分辨率提高了,但我们没有以牺牲准确率为代价来换取精细化水平的提升。在我国气象部门制定的目标下,预报的内容将会更精细、更准确。”薛峰说。

智能:云平台实现数据共享

长期以来,数值预报海量数据传输都是气象业务的难点问题,高分辨率智能网格需要高分辨率区域数值预报模式支撑。为此,中国气象局在上海建立了一个数值预报云,实现了国家级、北京、上海、广东四套区域模式的云端快速共享。

“通过数值预报云和全国综合气象信息共享平台实现了国、省两级数据的打通。”薛峰介绍,国家级气象部门会首先发布全国智能网格预报指导产品并在全国共享,各省级气象部门基于自己的预报方法,同时参考国家级预报来制作本地的网格预报,并分享给国家级,最终拼成不断滚动更新的智能网格预报“一张网”。

数值预报和大数据应用是智能网格预报业务发展的新动能,人工智能技术也为智能网格预报的大数据传输、快速分享提供了新的解决方案,使气象预报实时同步、协同一致成为可能。

基于数值预报和大数据应用,结合智能化的预报算法,天气预报业务也在飞速发展。“我们现在的预报员不再是看图说话,而是基于大数据的分析和挖掘,对各种不同数据进行综合的研判,最终形成一种智能化的预报。”薛峰说,“气象预报员的价值被重新定义了。”

服务:科学“格子”网住多样需求

“北京的天气预报比较难报,有时候上午天很好,午后产生对流性降水,老百姓查看天气时却还是晴。所以我们就是要根据天气的实时变化去更新,努力提高预报的服务能力。”薛峰说。

如何与公众需求相契合是智能网格预报业务要解决的问题。智能网格预报的初步目标是把全国分成5公里×5公里的网格,在这个基础上每隔1小时更新一次预报,如果遇到重大天气过程,更新的频率还会加快。

此外,网格预报还有助于预报员开展灾害性天气影响预报,为政府部署灾前防御措施、抢险措施及灾后重建等工作都提供了更为科学、合理、及时的决策依据,将气象灾害可能造成的损失降到最低。

中国气象局副局长矫梅燕提出,今年全国智能网格气象预报业务化运行的目标是实现全国预报和服务统一数据源的“一张网”正式运行,全国主要气象服务产品与“一张网”统一数据源对接,全国智能气象预报协同一致、高质量、权威发布。

矫梅燕认为,智能网格气象预报系统在提升气象业务现代化、提高天气预报准确率和精细化水平等方面都起到了重要支撑作用。她说:“我们提出精细化格点预报要向网格预报转变,不仅仅是概念的更替,更是技术体系、业务流程的全新变革。希望能为气象业务现代化建设、为智慧气象的发展做出应有的贡献。”