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十年磨剑勾勒智慧众创“一张网”——广东数字网格预报业务应用成效综述

发布日期: 2022-10-17 17:12:46    字体: [大] [中] [小]

秋日的早晨,鸟儿在树梢叽叽,蔚蓝的天幕下,江水泛着点点涟漪。在广州二沙岛沿江路住的康亦宏,每天晨跑前都会提前看看“缤纷微天气”,以防跑到半路被雨淋。

“生活在沿江路十几年了,这几年用手机随时可以查到‘自己在哪儿’的天气预报,真的太方便了。”康亦宏说。

精细的气象服务是天气预报转型的产物。现代社会数字化引发的新浪潮将各行各业带入黄金时代,并逐渐步入精细化模式。气象预报为了更好地融入社会发展和百姓生活方方面面,改变了传统的技术体制和运行模式,朝着数字化、网格化转型。广东省气象局迎着粤港澳大湾区发展的风向标,主动适应变化,聚焦关键核心技术,在业务试点的发展中闯出了新路子。

转型:数字化、网格化变革

2016年,中国气象局印发现代气象预报业务发展规划,指明了无缝隙、精准化、智慧型气象预报业务的发展方向。其中,精细化气象格点预报发展任务就是建立在广东的实践探索基础之上的。

早在2008年初,广东省气象局明确了预报网格化、技术客观化和流程自动化的长远发展思路,开展了包括标准化数据中心、网格客观释用技术、图形化网格编辑及发布平台、主客观全覆盖检验等研发工作,成果在2010年广州亚运会和2011年深圳大运会中得到了应用。作为中国气象局现代天气业务发展试点单位,广东省气象局经过技术研发和流程再造,于2012年10月16日开启了以“数字网格”为特征的精细化预报业务试点,在全国率先实现数字网格天气预报业务化,实现了0-10天、5千米水平分辨率的“全省数字预报一张网”。

“天气预报的网格化、数字化发展,不仅仅是表现形式的改变,更是气象部门主动适应社会需求升级的一次成功转型,是现代气象业务的一场重要变革,更好地发挥气象工作在社会经济活动中的作用,为更深入对接各行业做好影响预报和风险预警提供关键基础。”广东省气象台台长吴乃庚说。

从2012年数字网格天气预报业务化至今,广东省气象部门十年磨一剑,一张蓝图绘到底,先行先试、大胆创新与变革,在预报新技术、新模式、新业态等方面作了大量探索,破解了多个“卡脖子”难题。

攻关:“关键核心”的智能研发

数字网格天气预报业务首先要解决的是“预报编辑”的问题。一体化预报业务平台实现了人机交互网格预报编辑制作,不但可满足政府和公众的更多需求,同时大大降低了分发和预报文本制作的时间成本,让预报员从重复劳动、低效繁琐的工作中解放出来。

在客观预报技术方面,从基于单一确定性模式的MOS技术,再到集合预报释用技术;从基于数理统计的“频率匹配+最优百分位”方法,到融合专家经验的分类强降水空间订正方法,再到更为精细的逐时邻域概率算法和人工智能技术的应用……历经十年的精雕细琢,数字网格天气预报技术体系不断成熟。

针对强对流预报这个“硬骨头”,广东智能网格预报技术创新团队联合强对流团队共同开展分类强对流客观技术研发,在2012年初显成效,但当时“空报”“漏报”仍较多。如何在提升“命中率”的同时降低“空报率”?经过几年的潜心研究,融合两个团队智慧的短时强降水和雷暴大风客观预报技术相关成果获得2021年全国智能天气预报技术大赛强对流类别的一等奖。

“创新没有‘经验’参考,研发过程是非常艰辛的。在韧性十足的广东科研人员面前,办法总比困难多。”广东智能网格预报技术创新团队首席罗聪说。

拓展:“业务实践”的应用效益

天气预报业务转型在广东气象部门虽然只是一个缩影,却带动着气象业务整体变革。“气象观测、预报、服务业务从单向链条型向以数据为中心的紧密互动型转变,数字网格天气预报为服务各行各业提供了‘气象+’的无限可能。”广东省气象局党组书记、局长庄旭东说。

2020年6月6日至9日,清远市出现近十年持续时间最长、强度最大的“龙舟水”天气过程。气象部门提供的逐小时、精细到乡镇的预报预警和可能致灾点的研判信息,帮助了2.99万人及时转移,成功避免因山洪暴发造成的人员伤亡。

在山洪地质灾害风险预报、流域洪水等专业化预报方面,数字网格天气预报业务可提供有力的科技支撑。2022年6月11日,受连日强降水与和平浰江泄洪的影响,河源市龙川县枫树坝水库蓄水位上涨迅猛,防汛形势严峻。经河源市三防应急指挥部研判,枫树坝水库的泄洪问题尤为关键。龙川县气象局联合广东省气象台和河源市气象局,通过珠江流域气象中心研发的智能网格预报与洪水预报耦合关键技术,共同给出“根据逐小时滚动的暴雨预报,未来一天龙川县赤光镇仍将有大暴雨,枫树坝水库泄洪迫在眉睫”的结论。次日,根据预报,枫树坝水库时隔3年开闸泄洪,武警河源支队协助镇政府共转移3563人。

细数十年,广东省气象部门在数字网格天气预报业务改革及应急管理、水文、海洋、交通、环保、电力、地质灾害等行业服务应用中取得了许多有益成效。但提高预报精准度没有终点,“气象+”智慧服务仍有很大空间。

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