客观化精准化预报技术发展前景

摘要：依托国家气象科技创新工程，着力发展高分辨率天气气候业务模式，构建以数值模式为基础、以资料同化应用技术和数值预报解释应用技术为支撑的客观化精准化预报预测技术体系。

关键词：多源资料；动力统计；集合预报；影响预报

1 突破数值预报业务关键技术

完善以GRAPES为主体的数值预报技术体系，构建10公里分辨率全球模式和全国3公里分辨率区域模式以及全球、区域集合预报的数值预报业务系统。发展高分辨数值预报模式，构建按区域布局的1公里分辨率、逐时快速更新同化的区域高分辨数值预报技术体系，实现全国布网的非常规资料同化业务应用。

基于区域高分辨率数值预报模式，构建全国水平分辨率1公里，时间分辨率1小时的数值天气预报格点数据产品，012小时预报在产品生成10分钟内传输至区域内各省级预报员桌面，支持分析和短时临近预报预警业务。发展支撑分类灾害性天气精细化确定性预报和集合概率预报的模式产品。

2 发展多源资料融合分析预警技术

发展天气雷达、卫星、地面自动站、风廓线雷达、GNSS/MET等观测资料质量控制技术；研发具有自主知识产权的多源海量观测资料融合分析技术；研发对流尺度天气分析技术；改进基于资料融合分析和多物理量诊断指标模型的短时强降水、雷暴大风、冰雹、龙卷等强对流天气自动识别、追踪分析和外推预报技术。

3 提升数值预报动力统计释用技术

强对流短时预报技术：研发外推预报和高分辨率中尺度数值预报融合的短时预报技术，发展基于高分辨率数值模式的强对流天气概率预报和集合预报应用技术。

灾害性天气中短期预报技术：发展基于模式偏差订正的多模式集成定量降水预报技术、暖区暴雨和局地突发性暴雨预报技术；完善登陆台风强风雨精细化预报和登陆台风强度突变预报技术；发展基于模糊逻辑、配料法等方法的强对流天气分类分级预报和概率预报技术；研发大城市灾害性、高影响性天气精细化预报技术；研发基于模式和再分析资料的极端天气预报技术。

精细化格点预报技术：研发基于多模式集成、区域建模等统计降尺度的气象要素和灾害性天气格点预报技术；发展考虑坡地坡度、下垫面属性、地形高度等精细化地理信息的气象要素插值技术[12]时空约束的预报订正技术、基于关键点订正和数值预报格点产品融合的插值分析技术及气象要素与灾害性天气落区预报融合协同技术；研发预报服务产品智能转换引擎和格点站点预报转换技术。

极端气候事件和气候灾害预测技术：改进气候灾害的动力统计相结合客观预测技术；发展汛期雨带和气候事件的多模式集合释用技术；研发极端气候事件前兆信号的识别和应用模型，发展客观定量和概率预测技术；发展气候现象的客观预测技术。

4 完善集合预报应用技术

研发集合预报产品在气象要素格点预报的解释应用技术、集合订正技术和降尺度技术。完善集合QPF多统计量融合技术和概率QPF订正技术。研发基于中尺度集合预报的分类强对流和灾害性天气概率预报技术。完善基于集合预报的台风最优路径预报技术和台风生成及强度概率预报技术。研发基于联合概率预报方法的中期、延伸期（1130天）典型灾害性天气概率预报技术。

5 改进专业气象预报技术

发展环境气象观测资料综合分析技术，完善环境气象预报模式，发展雾、霾、空气污染条件等环境气象精细化预报预测技术，研发环境气象评估技术。研发海上灾害性天气中期客观预报和概率预报技术，发展海上大风、雾、风暴潮等对海上交通、重要港口等影响预报技术。研发航空重要天气监测分析和预报预警技术，发展通用航空气象预报保障技术。完善水文气象预报模型，完善流域精细化雨量预报预测技术。发展空间天气预报模式，完善空间天气数值模拟和定量预报技术。

6 发展影响预报与风险预警技术

建立主要气象災害敏感承灾体暴露度和脆弱性数据库、基础地理信息数据库、历史灾情数据库等基础信息库。发展客观定量化致灾临界气象条件分析技术，建立致灾临界阈值指标体系，发展影响评估模型。研发基于精细化气象预报和致灾临界气象条件的高分辨率、定量化影响预报与风险预警模型和技术。

7 构造开放开源的众创平台

基于云架构和统一的CIMISS数据环境，提供开放共享的开发环境、基础软件、大数据挖掘工具，集成通用气象算法和气象可视化、智能化技术，建设大数据基础算法库，为国家省两级核心业务系统云化建设和技术发展提供基础框架平台，实现均等便利的数据资源、计算能力和应用算法支持，为人人创新、人人分享的气象“众创”空间提供开放开源发展平台。

8 建立众智发展的业务生态

基于众创平台，实现MICAPS和CIPAS系统的开源开放和云化部署。在MICAPS框架下集成国家省两级天气监测分析、短临预警、中短期预报和专业预报业务模块，研发插件式预报算法智能工具，建立省市县一体化预警预报业务模块；在CIPAS框架下集成国家省两级各类气候监测预测业务模块。通过众智创新发展，逐步实现MICAPS和CIPAS系统智能化、可视化和集约化发展。

基于众创平台，逐步推进天气气候业务模式等关键技术系统实现代码共享，利用众创平台提供大数据资源、计算能力和算法集群的接口服务，创建开放式网络工作坊，鼓励预报预测科技人员自主研发或协作开发，探索建立国内外气象专家在开放开源平台上众智贡献、创新发展的新模式。

参考文献：

[1]祁海霞.多模式集成预报及概率预报研究.南京：南京信息工程大学，2010：150.

[2]马清，龚建东，李莉等.超级集成预报的误差订正与集成研究.气象，2008，34（3）：4248.

作者简介：孙令东（1984），男，内蒙古呼伦贝尔人，硕士，从事灾害性天气预报技术研究。