壯闊東方潮 奮進(jìn)新時(shí)代
——慶祝改革開放40年·行進(jìn)
從“零”到“一”，再?gòu)?ldquo;一”到“全部”，數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展到2018年，國(guó)家級(jí)數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系全部被自主研發(fā)的技術(shù)替代。
“天氣預(yù)報(bào)看似簡(jiǎn)單，實(shí)際是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，關(guān)鍵核心技術(shù)就是數(shù)值預(yù)報(bào)，其涉及到衛(wèi)星、雷達(dá)等多源大氣探測(cè)、超級(jí)計(jì)算機(jī)等技術(shù)，被譽(yù)為氣象事業(yè)的‘芯’。”近日，中國(guó)氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報(bào)中心副主任沈?qū)W順在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。
過去，歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心的數(shù)值預(yù)報(bào)模式是我國(guó)預(yù)報(bào)員開展業(yè)務(wù)的主要依據(jù)。然而，依靠引進(jìn)建立的業(yè)務(wù)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)與我國(guó)不斷增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)與科技實(shí)力、高性能計(jì)算機(jī)的研制能力等存在“不相適應(yīng)”。
中國(guó)要有自己的數(shù)值預(yù)報(bào)，這是氣象人的共同愿望。
如今，他們已然夢(mèng)想成真。黨的十八大以來，我國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展，一步一個(gè)腳印，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率穩(wěn)步提升，為社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、防災(zāi)減災(zāi)作出了重要貢獻(xiàn)。
2001年，中國(guó)氣象局開始自主研發(fā)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)GRAPES。彼時(shí)，沈?qū)W順還在國(guó)外，當(dāng)?shù)弥@一消息時(shí)，2003年，他毅然登上了回國(guó)的航班。
“那時(shí)，GRAPES系統(tǒng)的研發(fā)剛剛起步，我見證了創(chuàng)新基地團(tuán)隊(duì)成員搭建微機(jī)群、寫程序、推公式、多方求證等諸多廢寢忘食、篳路藍(lán)縷的日日夜夜。”沈?qū)W順說。
數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是一門學(xué)問，需要專門的人才隊(duì)伍去理解、掌握和完成相應(yīng)的開發(fā)任務(wù)。由于多種原因，多年來我國(guó)在大氣科學(xué)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)技術(shù)與計(jì)算數(shù)學(xué)、物理過程和資料同化等數(shù)值預(yù)報(bào)相關(guān)的基礎(chǔ)研究水平薄弱。研發(fā)之初，各關(guān)鍵環(huán)節(jié)計(jì)算方案的反復(fù)推敲、試驗(yàn)和驗(yàn)證貫穿整個(gè)研發(fā)過程。“牽一發(fā)而動(dòng)全局”的情形時(shí)常出現(xiàn)——僅僅一個(gè)微小的問題都可能導(dǎo)致模式整體性能下降，甚至是全部過程推倒重來。
一步一個(gè)腳印。2006年，GRAPES區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行；
2007年7月，GRAPES的研發(fā)全面進(jìn)入全球模式系統(tǒng)發(fā)展階段；
2012年，GRAPES研發(fā)團(tuán)隊(duì)入選國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，這是我國(guó)氣象領(lǐng)域唯一一支國(guó)家級(jí)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)；
2014年，高分辨率資料同化與數(shù)值天氣模式被確定為國(guó)家氣象科技創(chuàng)新工程三大攻關(guān)任務(wù)之一，自主創(chuàng)新的腳步不斷加快；
2016年，正式業(yè)務(wù)化運(yùn)行并面向全國(guó)下發(fā)的GRAPES_GFS全球中期預(yù)報(bào)產(chǎn)品，被視為我國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)體系實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的重要標(biāo)志，也宣告我國(guó)基本掌握了從全球預(yù)報(bào)到區(qū)域高分辨率預(yù)報(bào)的系列數(shù)值預(yù)報(bào)核心技術(shù)。
在沈?qū)W順看來，不斷磨礪是自主研發(fā)所必需經(jīng)歷的。相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)的積累、研究能力的培養(yǎng)、研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的不斷疊加，對(duì)于真正掌握數(shù)值預(yù)報(bào)這一氣象事業(yè)的核心科技而言至關(guān)重要。“自主創(chuàng)新絕不是照搬國(guó)外先進(jìn)的系統(tǒng)和產(chǎn)品，這需要堅(jiān)持既定技術(shù)路線不動(dòng)搖，不斷累積，在防災(zāi)減災(zāi)實(shí)踐中砥礪前行。”沈?qū)W順說。
每一場(chǎng)臺(tái)風(fēng)、每一次暴雨，數(shù)值預(yù)報(bào)讓氣象工作者如虎添翼。有數(shù)據(jù)為證，黨的十八大以來，我國(guó)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)24小時(shí)誤差從95公里縮小到66公里，各時(shí)效預(yù)報(bào)全面超過美國(guó)和日本，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
盡管如此，沈?qū)W順坦陳，現(xiàn)有的研究和業(yè)務(wù)應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距，尤其是缺乏針對(duì)我國(guó)氣象問題的原創(chuàng)性科技成果，在模式物理過程研究以及觀測(cè)資料同化技術(shù)和觀測(cè)資料應(yīng)用方面仍有待加強(qiáng)。要實(shí)現(xiàn)從“一”到“卓越”、進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列仍需付出艱苦的努力。
解決局地強(qiáng)對(duì)流天氣的快速預(yù)報(bào)預(yù)警和延長(zhǎng)天氣預(yù)報(bào)的可用預(yù)報(bào)時(shí)效是未來數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展的重點(diǎn)。到2020年，在自主研發(fā)GRAPES成果的基礎(chǔ)上，模式和同化技術(shù)將再上一個(gè)臺(tái)階，基本建成從局地公里尺度到全球10公里尺度的GRAPES氣象災(zāi)害及環(huán)境精細(xì)化數(shù)值預(yù)報(bào)體系。
——慶祝改革開放40年·行進(jìn)
從“零”到“一”，再?gòu)?ldquo;一”到“全部”，數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展到2018年，國(guó)家級(jí)數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系全部被自主研發(fā)的技術(shù)替代。
“天氣預(yù)報(bào)看似簡(jiǎn)單，實(shí)際是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，關(guān)鍵核心技術(shù)就是數(shù)值預(yù)報(bào)，其涉及到衛(wèi)星、雷達(dá)等多源大氣探測(cè)、超級(jí)計(jì)算機(jī)等技術(shù)，被譽(yù)為氣象事業(yè)的‘芯’。”近日，中國(guó)氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報(bào)中心副主任沈?qū)W順在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。
過去，歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心的數(shù)值預(yù)報(bào)模式是我國(guó)預(yù)報(bào)員開展業(yè)務(wù)的主要依據(jù)。然而，依靠引進(jìn)建立的業(yè)務(wù)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)與我國(guó)不斷增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)與科技實(shí)力、高性能計(jì)算機(jī)的研制能力等存在“不相適應(yīng)”。
中國(guó)要有自己的數(shù)值預(yù)報(bào)，這是氣象人的共同愿望。
如今，他們已然夢(mèng)想成真。黨的十八大以來，我國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展，一步一個(gè)腳印，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率穩(wěn)步提升，為社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、防災(zāi)減災(zāi)作出了重要貢獻(xiàn)。
2001年，中國(guó)氣象局開始自主研發(fā)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)GRAPES。彼時(shí)，沈?qū)W順還在國(guó)外，當(dāng)?shù)弥@一消息時(shí)，2003年，他毅然登上了回國(guó)的航班。
“那時(shí)，GRAPES系統(tǒng)的研發(fā)剛剛起步，我見證了創(chuàng)新基地團(tuán)隊(duì)成員搭建微機(jī)群、寫程序、推公式、多方求證等諸多廢寢忘食、篳路藍(lán)縷的日日夜夜。”沈?qū)W順說。
數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是一門學(xué)問，需要專門的人才隊(duì)伍去理解、掌握和完成相應(yīng)的開發(fā)任務(wù)。由于多種原因，多年來我國(guó)在大氣科學(xué)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)技術(shù)與計(jì)算數(shù)學(xué)、物理過程和資料同化等數(shù)值預(yù)報(bào)相關(guān)的基礎(chǔ)研究水平薄弱。研發(fā)之初，各關(guān)鍵環(huán)節(jié)計(jì)算方案的反復(fù)推敲、試驗(yàn)和驗(yàn)證貫穿整個(gè)研發(fā)過程。“牽一發(fā)而動(dòng)全局”的情形時(shí)常出現(xiàn)——僅僅一個(gè)微小的問題都可能導(dǎo)致模式整體性能下降，甚至是全部過程推倒重來。
一步一個(gè)腳印。2006年，GRAPES區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)正式投入業(yè)務(wù)運(yùn)行；
2007年7月，GRAPES的研發(fā)全面進(jìn)入全球模式系統(tǒng)發(fā)展階段；
2012年，GRAPES研發(fā)團(tuán)隊(duì)入選國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，這是我國(guó)氣象領(lǐng)域唯一一支國(guó)家級(jí)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)；
2014年，高分辨率資料同化與數(shù)值天氣模式被確定為國(guó)家氣象科技創(chuàng)新工程三大攻關(guān)任務(wù)之一，自主創(chuàng)新的腳步不斷加快；
2016年，正式業(yè)務(wù)化運(yùn)行并面向全國(guó)下發(fā)的GRAPES_GFS全球中期預(yù)報(bào)產(chǎn)品，被視為我國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)體系實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的重要標(biāo)志，也宣告我國(guó)基本掌握了從全球預(yù)報(bào)到區(qū)域高分辨率預(yù)報(bào)的系列數(shù)值預(yù)報(bào)核心技術(shù)。
在沈?qū)W順看來，不斷磨礪是自主研發(fā)所必需經(jīng)歷的。相關(guān)基礎(chǔ)理論知識(shí)的積累、研究能力的培養(yǎng)、研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的不斷疊加，對(duì)于真正掌握數(shù)值預(yù)報(bào)這一氣象事業(yè)的核心科技而言至關(guān)重要。“自主創(chuàng)新絕不是照搬國(guó)外先進(jìn)的系統(tǒng)和產(chǎn)品，這需要堅(jiān)持既定技術(shù)路線不動(dòng)搖，不斷累積，在防災(zāi)減災(zāi)實(shí)踐中砥礪前行。”沈?qū)W順說。
每一場(chǎng)臺(tái)風(fēng)、每一次暴雨，數(shù)值預(yù)報(bào)讓氣象工作者如虎添翼。有數(shù)據(jù)為證，黨的十八大以來，我國(guó)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)24小時(shí)誤差從95公里縮小到66公里，各時(shí)效預(yù)報(bào)全面超過美國(guó)和日本，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
盡管如此，沈?qū)W順坦陳，現(xiàn)有的研究和業(yè)務(wù)應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距，尤其是缺乏針對(duì)我國(guó)氣象問題的原創(chuàng)性科技成果，在模式物理過程研究以及觀測(cè)資料同化技術(shù)和觀測(cè)資料應(yīng)用方面仍有待加強(qiáng)。要實(shí)現(xiàn)從“一”到“卓越”、進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列仍需付出艱苦的努力。
解決局地強(qiáng)對(duì)流天氣的快速預(yù)報(bào)預(yù)警和延長(zhǎng)天氣預(yù)報(bào)的可用預(yù)報(bào)時(shí)效是未來數(shù)值預(yù)報(bào)發(fā)展的重點(diǎn)。到2020年，在自主研發(fā)GRAPES成果的基礎(chǔ)上，模式和同化技術(shù)將再上一個(gè)臺(tái)階，基本建成從局地公里尺度到全球10公里尺度的GRAPES氣象災(zāi)害及環(huán)境精細(xì)化數(shù)值預(yù)報(bào)體系。
