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锚定现代化 改革再深化▪解读丨健全智能数字气象预报预测体系

日期:2025-06-09

健全智能数字气象预报预测体系,是中国气象局党组贯彻习近平总书记重要指示批示精神,落实党的二十届三中全会要求作出的重大决策,是开展气象科技“三个高水平”建设、夯实社会服务“三个高质效”支撑、推进气象高质量发展的重要抓手。

健全智能数字气象预报预测体系重要意义

坚决贯彻习近平总书记关于气象工作和防灾减灾工作重要指示精神。2023年8月17日,习近平总书记在中共中央政治局常务委员会会议上强调,要加强气象预警与灾害预报的联动,做好点对点精准预报和滚动更新。2024年7月25日,习近平总书记在中共中央政治局常务委员会会议上再次要求,提高预警精准度,强化预警和应急响应联动。气象部门构建智能数字气象预报预测体系,做好数字化的点对点精准预报,进一步夯实了气象预警与灾害预报联动的工作基础。

坚决落实党的二十届三中全会关于发展数字经济的任务要求。全会指出,要加快发展数字经济,促进数字经济和实体经济深度融合,打造具有国际竞争力的数字产业集群。2025年政府工作报告提出“激发数字经济创新活力”工作任务。建好智能数字预报预测体系,体现了气象科技“硬实力”建设进展,也体现了社会服务“软实力”基础支撑,有助于气象观测、预报、服务三个业务板块主动互动联动,有助于强化新技术应用、深化跨领域协同、拓展多场景服务,实现以智慧气象为特征的气象高质量发展。

智能数字气象预报预测体系发展目标及把握事项

智能数字预报预测体系的直观表征是天气预报和气候预测一体化、业务产品生产数字化、业务流程监控智能化、观测联动自动化、服务联通便捷化。改革重点是优化国省市县业务布局分工和预报业务流程,依托“云+端”技术体制,加快预报业务向客观化、数字化、智能化转变,提升预报员分析制作预报预警产品效率,推进预报业务面向全球发展,更好地服务数字经济、防灾减灾等社会需求。

健全智能数字气象预报预测体系,明确以下三个发展事项。

关键核心技术研发必须自主可控。要秉持开放合作的国际视野,充分利用信息系统和技术实现数字化,构建智能数字预报预测体系,实现预报预测精准、高效和便捷。数值预报和人工智能模型等关键核心技术的安全可控,要充分发挥新型举国体制优势,集中力量攻克关键领域技术难题。

充分利用井喷式发展的信息技术。人工智能、量子科技等技术井喷式发展,给人类生活带来颠覆性认知;盘古、伏羲、风乌、GraphCast以及气象部门的风雷、风清、风顺等人工智能模型相继出现,为气象数字业务发展带来新的契机。气象部门已基本建立“云+端”技术体制,要利用已有的数据基础、网络基础、计算基础和模型基础,拥抱新科技,加快构建智能数字气象预报预测体系。

预报员的主观研判作用不可替代。构建智能数字预报预测体系是通过数字化手段提升预报产品科学性和精细化水平,实现一键式生产制作,为预报员提供更加丰富的决策支持工具。预报员的主观研判作用不可替代,预报员要结合对本地天气演变规律的深刻理解和对气候特征的精准把握,以及应对复杂天气过程的实战经验,综合研判后一键式发布。

坚持自立自强,大力发展数值预报和人工智能气象应用

打造下一代天气气候一体化地球数值预报系统,发展人工智能模型体系,构建物理与数据“双轮驱动”引擎,进一步健全智能数字预报业务体系,推动精准预报业务数字化升级和智能化转型。

坚定不移发展自主可控地球系统数值预报模式。数值预报模式基于大气物理运动规律构建,能系统性解析大气演变规律,支撑预报员主观分析、网格预报客观计算,以及为人工智能模型训练提供再分析数据集等,现阶段在气象预报业务中仍然发挥着决定性作用。截至目前,我国已基本构建了全球到区域、天气到气候、确定性预报到集合预报的数值预报业务模式体系,部分核心技术基本实现自主可控。但是,在模式预报准确率、天气气候一体化、多圈层耦合、并行计算效率以及面向海洋、水文、航空、能源、空间天气等专业预报等方面,仍需进一步补齐短板,坚定不移发展我国自主可控的地球系统数值预报模式,实现智能数字预报预测体系的数据安全。

把握先发优势加快发展国产人工智能气象模型。人工智能气象模型具有高效计算、数据融合、数据驱动与物理机理相融合等特性。近年来,华为盘古、上海风乌、复旦大学伏羲等气象模型相继问世,气象部门风雷、风清、风顺等模型发布,人工智能模型及相关预报技术已经在气象主观预报和客观分析过程中发挥重要作用,标志着我国已构建起覆盖短临和短期预报、中长期预测的多尺度人工智能气象模型体系。当前,我国人工智能气象模型发展处于与欧洲中期天气预报中心等国际权威机构并跑的前沿地位,我们要持续优化人员、算力、资金、后勤保障等政策支持,营造良好发展环境;要持续优化“需求引导”机制,积极拓展应用场景,使人工智能技术成为气象业务发展的加速器。

建立物理与数据“双轮驱动”的预报支撑业务。数值预报物理模型具有机理可解释性,人工智能数据驱动模型具备高速计算效率。尽管人工智能模型在极端灾害性天气预报中仍面临特征平滑和可解释性不足等挑战,但已被证明是物理数值预报方法的有力补充。建设物理与数据“双轮驱动”的预报支撑业务体系,既可以弥补单一预报方法的技术短板,也可以实现“机理引导数据、数据反馈物理”双向反馈,两者协同创新,相互促进发展。

坚持需求牵引,逐步建立智能数字气象预报预测业务体系

构建智能气象数字预报预测基础支撑产品体系。一方面,保持现阶段国家级发布网格预报指导产品、省级订正业务流程不变,加强网格预报降水、温度等基本要素准确率考核,提高网格预报业务产品质量。另一方面,开展天气气候网格预报一体化顶层设计,集聚国省合力,共同攻克长中短期网格预报时间不连续性、空间不连续性、要素不协同性等技术难点,推动国省优秀客观算法向国家级“云”集约化部署、融合处理和统一调度运行,发布0—60天无缝隙智能数字预报指导产品,开展网格预报全要素、全流程检验。两者之间的关系是,要保持业务运行的0—10天网格预报产品与发布的0—60天指导产品数据协同一致,逐渐以0—60天指导产品为统一数据源,对外气象服务,打造智能数字预报预测基础产品“金名片”。

探索智能气象数字预报“国省统筹”研发机制。探索建立智能数字预报“国省统筹”研发机制,把共织网格预报“一张网”从国省业务订正逐步前置,向技术研发环节转变。建立智能数字预报业务研发开放平台,面向国家级和省市县级智能数字预报产品研发人员,提供统一通用的产品制作和测试基础算法。编写统一标准数据结构、算法库代码调用以及审核更新规范,基于开放平台开展国家级及省级优秀算法的算法库融入工作。研发结果注重保护单位或个人知识产权,保护科技成果转化;研发过程保持开放,采取“宽入口、严出口”原则,鼓励社会企业和科研院所等面向业务实际应用牵头或参与技术开发。

建立完善基于网格预报的数字预报业务流程。发展智能数字预报产品应用的工具箱系列,可包括但不限于以下内容。一是基于网格预报制作全球任意城市港口等站点预报,准确率优于或与现有全球城市天气预报结果相当。二是基于网格预报制作暴雨、高温、寒潮等灾害性天气预报预警客观产品,供预报员进行微订正或直接发布,实现主客观融合。三是基于网格预报直接形成强降水累计降水量、持续高(低)温强度、日数、寒潮过程等重大天气过程客观预报产品。四是基于网格预报直接形成能表征MJO、NAO、西太副高、南亚高压等重要气候现象的客观化预测产品以及华南前汛期、江淮梅雨、华北东北雨季和华西秋雨等预测产品。五是文字预报产品工具,实现天气气候常规预报服务文字产品的自动化生产,以及定制的精细化气象服务图文专报和数字产品。优化或完善现阶段已实现数字预报业务部分省份的业务流程,鼓励形成可供其他省(自治区、直辖市)气象部门借鉴参考的经验,以及可供引进的技术、平台或工具,发挥示范作用。

引导预报员面向智能气象数字预报预测转型发展。按照《新时代预报员队伍建设指导意见》,改革客观方法大赛和预报员竞赛的命题方向和考察方式,引导预报员队伍在构建智能数字预报预测体系过程中,注重新型观测资料的业务应用,注重国产数值模式和人工智能模型等业务应用,注重应用数字化预报预测业务系统,开展灾害性天气精细化预报预警,并面向决策者和公众进行天气气候解读分析。(来源:中国气象报社 作者:中国气象局预报与网络司司长 梁丰