2017年以來(lái)，國(guó)家氣象中心陸續(xù)實(shí)施了多個(gè)重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)，積極發(fā)展強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)、短時(shí)和臨近預(yù)報(bào)技術(shù)，并引入了人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段；研發(fā)基于綜合觀測(cè)的突發(fā)性強(qiáng)對(duì)流天氣識(shí)別技術(shù)，對(duì)冰雹、雷暴、大風(fēng)、龍卷風(fēng)等的監(jiān)測(cè)識(shí)別能力得到大幅提升；積極開(kāi)展SWAN3.0系統(tǒng)等建設(shè)，通過(guò)不斷集成研發(fā)最新的預(yù)報(bào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科研成果到業(yè)務(wù)應(yīng)用的快速轉(zhuǎn)化。

鄭永光解釋道：“短時(shí)臨近預(yù)報(bào)所‘診斷’的是中小尺度天氣系統(tǒng)，因其‘個(gè)頭小’、生命史短且變化多端，給預(yù)報(bào)工作帶來(lái)了不小挑戰(zhàn)?！庇绕涫菍?duì)流性天氣系統(tǒng)，因?yàn)樾纬蓹C(jī)理復(fù)雜，其發(fā)生時(shí)常常出現(xiàn)“十里不同天”的狀況。另外，強(qiáng)對(duì)流等天氣過(guò)程在時(shí)間上的突發(fā)性也為準(zhǔn)確預(yù)報(bào)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，易致預(yù)報(bào)研判產(chǎn)生偏差。

此外，中國(guó)氣象局于今年6月發(fā)布人工智能臨近預(yù)報(bào)系統(tǒng)“風(fēng)雷”，該模型將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與物理驅(qū)動(dòng)兩大科學(xué)范式緊密結(jié)合，顯著提高了公里尺度下0至3小時(shí)雷達(dá)回波的預(yù)報(bào)能力，實(shí)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)與物理規(guī)律的無(wú)縫隙融合。該模型產(chǎn)品已經(jīng)集成到了SWAN3.0。

鄭永光介紹，我國(guó)位于東亞季風(fēng)區(qū)，冷暖、干濕空氣交匯頻繁，暖季對(duì)流系統(tǒng)活躍，經(jīng)常產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹、雷暴大風(fēng)、龍卷風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。而這些天氣往往突發(fā)性強(qiáng)、尺度小、演變快，同時(shí)致災(zāi)性強(qiáng)，容易造成重大人員傷亡。因此，氣象部門(mén)對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)、風(fēng)險(xiǎn)防范顯得尤為重要。

當(dāng)下，雷達(dá)、衛(wèi)星、自動(dòng)氣象站等觀測(cè)手段，能夠助力預(yù)報(bào)員有效獲取各類天氣關(guān)鍵信息，但對(duì)于小尺度、突發(fā)性強(qiáng)的天氣過(guò)程，對(duì)其產(chǎn)生影響的地形、邊界層條件、水汽輸送等因素仍難以精確捕捉和模擬，這也使得預(yù)報(bào)所需信息掌握并不完備。正因如此，當(dāng)前短時(shí)臨近預(yù)報(bào)面臨著三大挑戰(zhàn)：監(jiān)測(cè)難、研判難、預(yù)報(bào)難。短時(shí)臨近預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的提升是一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)，還需加強(qiáng)科技創(chuàng)新、多方協(xié)同，以更好地應(yīng)對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣演變帶來(lái)的影響。

相較于更長(zhǎng)時(shí)段的天氣預(yù)報(bào)，短時(shí)臨近預(yù)報(bào)因其對(duì)即時(shí)天氣變化的敏銳捕捉而備受矚目。但即便如此，短時(shí)臨近預(yù)報(bào)依然是全球氣象學(xué)界亟待突破的難題之一。

而短時(shí)預(yù)報(bào)則是以快速更新的高分辨率數(shù)值(集合)預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)，與天氣監(jiān)測(cè)產(chǎn)品相結(jié)合開(kāi)展的預(yù)報(bào)。現(xiàn)如今，通過(guò)觀測(cè)資料和高分辨率數(shù)值模式相結(jié)合，也就是“同化”，再由數(shù)值模式積分計(jì)算所得到的預(yù)報(bào)結(jié)果準(zhǔn)確率已經(jīng)有了顯著提升。但是，由于短時(shí)預(yù)報(bào)對(duì)象的尺度小、發(fā)展迅速等特點(diǎn)，數(shù)值預(yù)報(bào)會(huì)存在空?qǐng)?bào)漏報(bào)情況。因此，預(yù)報(bào)員仍需在高分辨率數(shù)值(集合)預(yù)報(bào)基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)有天氣監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行分析和調(diào)整，完成短時(shí)預(yù)報(bào)。

過(guò)去，臨近預(yù)報(bào)技術(shù)以外推預(yù)報(bào)方法為主，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是通過(guò)對(duì)對(duì)流系統(tǒng)歷史移動(dòng)路徑的計(jì)算，預(yù)報(bào)接下來(lái)哪些區(qū)域可能受到該對(duì)流系統(tǒng)及其產(chǎn)生天氣的影響。目前隨著機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，基于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法的預(yù)報(bào)方法已廣泛應(yīng)用到臨近預(yù)報(bào)技術(shù)當(dāng)中。

短時(shí)預(yù)報(bào)與臨近預(yù)報(bào)主要針對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣開(kāi)展，與更長(zhǎng)時(shí)段的天氣預(yù)報(bào)相比，其預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性更高。短時(shí)臨近預(yù)報(bào)通常是基于觀測(cè)實(shí)況，如雷達(dá)、衛(wèi)星、自動(dòng)氣象站等多源觀測(cè)資料，再結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)和人工智能等技術(shù)方法，制作的區(qū)域更精細(xì)、更高分辨率的天氣預(yù)報(bào)。

短時(shí)臨近預(yù)報(bào)包括了我國(guó)天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中的兩個(gè)部分，即短時(shí)預(yù)報(bào)和臨近預(yù)報(bào)。一般來(lái)說(shuō)，未來(lái)0至2小時(shí)的天氣預(yù)報(bào)稱為臨近預(yù)報(bào)，2至12小時(shí)的預(yù)報(bào)稱為短時(shí)預(yù)報(bào)。二者與其他天氣預(yù)報(bào)有何區(qū)別呢？

針對(duì)臨近預(yù)報(bào)和短時(shí)預(yù)報(bào)，中國(guó)氣象局已研發(fā)完成短時(shí)臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)(SWAN3.0)。該系統(tǒng)集成了雙偏振雷達(dá)、X波段雷達(dá)、衛(wèi)星、自動(dòng)氣象站等多源精細(xì)觀測(cè)資料，研發(fā)了智能識(shí)別和應(yīng)用深度學(xué)習(xí)的短時(shí)臨近預(yù)報(bào)等算法，并在國(guó)、省、市、縣四級(jí)氣象部門(mén)實(shí)現(xiàn)共享和落地應(yīng)用，成為氣象部門(mén)尤其是基層氣象臺(tái)站防范應(yīng)對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的一個(gè)必備工具。

短時(shí)和臨近預(yù)報(bào)是如何做的呢？鄭永光介紹說(shuō)，臨近預(yù)報(bào)是從“0”時(shí)刻開(kāi)始的，即對(duì)當(dāng)下實(shí)況天氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。不同于借助雷達(dá)、衛(wèi)星、自動(dòng)氣象站等觀測(cè)設(shè)備收集實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)是指預(yù)報(bào)員或算法軟件依托觀測(cè)資料，從現(xiàn)有的觀測(cè)數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息的手段?？梢哉f(shuō)，監(jiān)測(cè)是臨近預(yù)報(bào)的起點(diǎn)，也是最重要的基礎(chǔ)。因此，預(yù)報(bào)員需要了解并抓取有用的觀測(cè)信息，再通過(guò)臨近預(yù)報(bào)技術(shù)手段等對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣進(jìn)行預(yù)報(bào)。

79996娱乐体育氣象部門(mén)的短時(shí)臨近預(yù)報(bào)是什么？與常規(guī)的天氣預(yù)報(bào)有何關(guān)系？它在預(yù)報(bào)服務(wù)中能解決什么問(wèn)題、發(fā)揮何種作用？近日，國(guó)家氣象中心強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)中心技術(shù)總師鄭永光專門(mén)進(jìn)行解讀。