壯闊東方潮 奮進新時代
——慶祝改革開放40年·行進
從“零”到“一”，再從“一”到“全部”，數(shù)值預報發(fā)展到2018年，國家級數(shù)值預報業(yè)務體系全部被自主研發(fā)的技術替代。
“天氣預報看似簡單，實際是一個復雜的系統(tǒng)工程，關鍵核心技術就是數(shù)值預報，其涉及到衛(wèi)星、雷達等多源大氣探測、超級計算機等技術，被譽為氣象事業(yè)的‘芯’。”近日，中國氣象局數(shù)值預報中心副主任沈?qū)W順在接受科技日報記者采訪時說。
過去，歐洲中期天氣預報中心的數(shù)值預報模式是我國預報員開展業(yè)務的主要依據(jù)。然而，依靠引進建立的業(yè)務數(shù)值預報系統(tǒng)與我國不斷增長的經(jīng)濟與科技實力、高性能計算機的研制能力等存在“不相適應”。
中國要有自己的數(shù)值預報，這是氣象人的共同愿望。
如今，他們已然夢想成真。黨的十八大以來，我國數(shù)值預報業(yè)務持續(xù)發(fā)展，一步一個腳印，預報準確率穩(wěn)步提升，為社會進步、經(jīng)濟發(fā)展、防災減災作出了重要貢獻。
2001年，中國氣象局開始自主研發(fā)數(shù)值天氣預報系統(tǒng)GRAPES。彼時，沈?qū)W順還在國外，當?shù)弥@一消息時，2003年，他毅然登上了回國的航班。
“那時，GRAPES系統(tǒng)的研發(fā)剛剛起步，我見證了創(chuàng)新基地團隊成員搭建微機群、寫程序、推公式、多方求證等諸多廢寢忘食、篳路藍縷的日日夜夜。”沈?qū)W順說。
數(shù)值預報系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)都是一門學問，需要專門的人才隊伍去理解、掌握和完成相應的開發(fā)任務。由于多種原因，多年來我國在大氣科學領域計算機技術與計算數(shù)學、物理過程和資料同化等數(shù)值預報相關的基礎研究水平薄弱。研發(fā)之初，各關鍵環(huán)節(jié)計算方案的反復推敲、試驗和驗證貫穿整個研發(fā)過程。“牽一發(fā)而動全局”的情形時常出現(xiàn)——僅僅一個微小的問題都可能導致模式整體性能下降，甚至是全部過程推倒重來。
一步一個腳印。2006年，GRAPES區(qū)域數(shù)值預報業(yè)務系統(tǒng)正式投入業(yè)務運行；
2007年7月，GRAPES的研發(fā)全面進入全球模式系統(tǒng)發(fā)展階段；
2012年，GRAPES研發(fā)團隊入選國家重點領域科技創(chuàng)新團隊，這是我國氣象領域唯一一支國家級科技創(chuàng)新團隊；
2014年，高分辨率資料同化與數(shù)值天氣模式被確定為國家氣象科技創(chuàng)新工程三大攻關任務之一，自主創(chuàng)新的腳步不斷加快；
2016年，正式業(yè)務化運行并面向全國下發(fā)的GRAPES_GFS全球中期預報產(chǎn)品，被視為我國數(shù)值預報技術體系實現(xiàn)國產(chǎn)化的重要標志，也宣告我國基本掌握了從全球預報到區(qū)域高分辨率預報的系列數(shù)值預報核心技術。
在沈?qū)W順看來，不斷磨礪是自主研發(fā)所必需經(jīng)歷的。相關基礎理論知識的積累、研究能力的培養(yǎng)、研發(fā)經(jīng)驗的不斷疊加，對于真正掌握數(shù)值預報這一氣象事業(yè)的核心科技而言至關重要。“自主創(chuàng)新絕不是照搬國外先進的系統(tǒng)和產(chǎn)品，這需要堅持既定技術路線不動搖，不斷累積，在防災減災實踐中砥礪前行。”沈?qū)W順說。
每一場臺風、每一次暴雨，數(shù)值預報讓氣象工作者如虎添翼。有數(shù)據(jù)為證，黨的十八大以來，我國臺風路徑預報24小時誤差從95公里縮小到66公里，各時效預報全面超過美國和日本，達到國際領先水平。
盡管如此，沈?qū)W順坦陳，現(xiàn)有的研究和業(yè)務應用水平與發(fā)達國家還有一定差距，尤其是缺乏針對我國氣象問題的原創(chuàng)性科技成果，在模式物理過程研究以及觀測資料同化技術和觀測資料應用方面仍有待加強。要實現(xiàn)從“一”到“卓越”、進入國際先進行列仍需付出艱苦的努力。
解決局地強對流天氣的快速預報預警和延長天氣預報的可用預報時效是未來數(shù)值預報發(fā)展的重點。到2020年，在自主研發(fā)GRAPES成果的基礎上，模式和同化技術將再上一個臺階，基本建成從局地公里尺度到全球10公里尺度的GRAPES氣象災害及環(huán)境精細化數(shù)值預報體系。
——慶祝改革開放40年·行進
從“零”到“一”，再從“一”到“全部”，數(shù)值預報發(fā)展到2018年，國家級數(shù)值預報業(yè)務體系全部被自主研發(fā)的技術替代。
“天氣預報看似簡單，實際是一個復雜的系統(tǒng)工程，關鍵核心技術就是數(shù)值預報，其涉及到衛(wèi)星、雷達等多源大氣探測、超級計算機等技術，被譽為氣象事業(yè)的‘芯’。”近日，中國氣象局數(shù)值預報中心副主任沈?qū)W順在接受科技日報記者采訪時說。
過去，歐洲中期天氣預報中心的數(shù)值預報模式是我國預報員開展業(yè)務的主要依據(jù)。然而，依靠引進建立的業(yè)務數(shù)值預報系統(tǒng)與我國不斷增長的經(jīng)濟與科技實力、高性能計算機的研制能力等存在“不相適應”。
中國要有自己的數(shù)值預報，這是氣象人的共同愿望。
如今，他們已然夢想成真。黨的十八大以來，我國數(shù)值預報業(yè)務持續(xù)發(fā)展，一步一個腳印，預報準確率穩(wěn)步提升，為社會進步、經(jīng)濟發(fā)展、防災減災作出了重要貢獻。
2001年，中國氣象局開始自主研發(fā)數(shù)值天氣預報系統(tǒng)GRAPES。彼時，沈?qū)W順還在國外，當?shù)弥@一消息時，2003年，他毅然登上了回國的航班。
“那時，GRAPES系統(tǒng)的研發(fā)剛剛起步，我見證了創(chuàng)新基地團隊成員搭建微機群、寫程序、推公式、多方求證等諸多廢寢忘食、篳路藍縷的日日夜夜。”沈?qū)W順說。
數(shù)值預報系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)都是一門學問，需要專門的人才隊伍去理解、掌握和完成相應的開發(fā)任務。由于多種原因，多年來我國在大氣科學領域計算機技術與計算數(shù)學、物理過程和資料同化等數(shù)值預報相關的基礎研究水平薄弱。研發(fā)之初，各關鍵環(huán)節(jié)計算方案的反復推敲、試驗和驗證貫穿整個研發(fā)過程。“牽一發(fā)而動全局”的情形時常出現(xiàn)——僅僅一個微小的問題都可能導致模式整體性能下降，甚至是全部過程推倒重來。
一步一個腳印。2006年，GRAPES區(qū)域數(shù)值預報業(yè)務系統(tǒng)正式投入業(yè)務運行；
2007年7月，GRAPES的研發(fā)全面進入全球模式系統(tǒng)發(fā)展階段；
2012年，GRAPES研發(fā)團隊入選國家重點領域科技創(chuàng)新團隊，這是我國氣象領域唯一一支國家級科技創(chuàng)新團隊；
2014年，高分辨率資料同化與數(shù)值天氣模式被確定為國家氣象科技創(chuàng)新工程三大攻關任務之一，自主創(chuàng)新的腳步不斷加快；
2016年，正式業(yè)務化運行并面向全國下發(fā)的GRAPES_GFS全球中期預報產(chǎn)品，被視為我國數(shù)值預報技術體系實現(xiàn)國產(chǎn)化的重要標志，也宣告我國基本掌握了從全球預報到區(qū)域高分辨率預報的系列數(shù)值預報核心技術。
在沈?qū)W順看來，不斷磨礪是自主研發(fā)所必需經(jīng)歷的。相關基礎理論知識的積累、研究能力的培養(yǎng)、研發(fā)經(jīng)驗的不斷疊加，對于真正掌握數(shù)值預報這一氣象事業(yè)的核心科技而言至關重要。“自主創(chuàng)新絕不是照搬國外先進的系統(tǒng)和產(chǎn)品，這需要堅持既定技術路線不動搖，不斷累積，在防災減災實踐中砥礪前行。”沈?qū)W順說。
每一場臺風、每一次暴雨，數(shù)值預報讓氣象工作者如虎添翼。有數(shù)據(jù)為證，黨的十八大以來，我國臺風路徑預報24小時誤差從95公里縮小到66公里，各時效預報全面超過美國和日本，達到國際領先水平。
盡管如此，沈?qū)W順坦陳，現(xiàn)有的研究和業(yè)務應用水平與發(fā)達國家還有一定差距，尤其是缺乏針對我國氣象問題的原創(chuàng)性科技成果，在模式物理過程研究以及觀測資料同化技術和觀測資料應用方面仍有待加強。要實現(xiàn)從“一”到“卓越”、進入國際先進行列仍需付出艱苦的努力。
解決局地強對流天氣的快速預報預警和延長天氣預報的可用預報時效是未來數(shù)值預報發(fā)展的重點。到2020年，在自主研發(fā)GRAPES成果的基礎上，模式和同化技術將再上一個臺階，基本建成從局地公里尺度到全球10公里尺度的GRAPES氣象災害及環(huán)境精細化數(shù)值預報體系。
