科技铸盾 智对风云——气象科技支撑防灾减灾综述

2024-12-20 07:42:37 - 中国气象局

暴雨如注、台风肆虐、高温炙烤、强对流频繁……今年以来,我国多地出现灾害性天气,给气象防灾减灾带来极大挑战。

风雨无情,防御有力。面对复杂多变的天气形势,气象部门强化科技支撑,以多元化科技创新力量筑牢气象防灾减灾第一道防线。

攻坚铸造防灾利器

提升监测预报预警服务能力,让气象防灾减灾更有底气,离不开持续科技攻坚。统筹科研项目、创新平台、创新团队,有组织的科技攻关渐次展开。

国家级业务单位依托在气象基础研究和重大前沿技术创新等方面优势,用人工智能技术为预报预测注入强劲动能。今年,中国气象局“风清”“风雷”“风顺”三个人工智能气象大模型系统重磅亮相——

由国家气象中心与清华大学合作研发的人工智能全球中短期预报系统“风清”有效延长预报时效、强化短中期预报效果;人工智能临近预报系统“风雷”在预报准确性和细节丰富性上实现突破;人工智能全球次季节—季节预测系统“风顺”由国家气候中心联合复旦大学和上海科学智能研究院团队研发,其创新性地引入海气相互作用和基于流依赖的集合扰动智能生成技术,显著提高全球降水预测能力。

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“风顺”大模型(c和e)和欧洲中期天气预报中心S2S模式(b和d)对2024年6月中下旬长江中下游地区降水异常的实时预测效果对比(a为降水实况)。图片来源:国家气候中心

各地气象部门也在科技攻关中争相突破。

强协同、攻关键,国省联动激发创新活力——

上海市气象局依托中国气象局台风重点创新团队,研发适用于公里级台风数值预报的尺度自适应物理过程参数化方案软件包(SAPP),搭建最高分辨率达1公里、预报时效达120小时的变分辨率台风业务模式,精准解析台风路径与强度。

辽宁省气象局与国家气象中心合作开发人工智能大模型雷达回波外推预报产品,融合辽宁及周边省份11部多普勒雷达数据,有效提高预测的稳定性和准确性。

集智慧、破难题,局校合作催生科技硕果——

山东省济南市气象局与山东师范大学联合研发智能内涝模型,可自动获取智能网格一体化平台的预报资料,通过模拟降水过程中雨水的径流与汇流过程,生成济南市区分辨率5米×5米的淹没预警信息,有效降低城市暴雨积涝影响。

云南省气象局联合云南大学和广东省气象局,改进复杂地形区模式物理参数化方案,建成云南区域快速同化系统,形成逐12分钟更新、分辨率达1公里的未来6小时强降水预报产品。

勇探索、闯新路,地方自主攻关显成效——

在江苏,省气象部门自主研发台风丰满度指数、卫星遥感强降水散射指数、精细至乡镇街道的江淮地区强对流智能预警等关键技术,提升对极端大风强度演变的预报能力,首次实现精细至乡镇街道的强对流大风客观预警自动发布、升级、解除。

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青海省气象部门集智攻关,研发强对流分类识别、潜势预报和10分钟预报未来30分钟至2小时格点降水客观预报产品,成为做好暴雨预报预警的重要参考。

落地筑牢防线堤坝

今年7月,河南局地出现极端强降水,多个站点累计降水量突破建站以来纪录。雨情凶猛,全省累计紧急转移安置群众10余万人,无人因洪涝灾害死亡。

这是气象部门守护生命、夯实安全堤坝的生动实践,也是气象科技创新成果赋能防灾减灾的智慧缩影。其背后,是科技创新成果的积极转化应用——

河南省气象局构建高时空分辨率快速更新循环同化预报系统(ZY-RUC)和基于深度学习算法模型的强降水短临动态融合预报产品,提前48小时将ZY-RUC客观预报结论汇报给省防汛调度会,基于预报产品递进式滚动发布短临预警,提前24小时预报河南西南部将出现暴雨,指导市、县气象台发布预警信号。

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在湖北,7月13日,恩施土家族苗族自治州鹤峰县太平镇出现特大暴雨和山洪,基于省气象部门研发的逐10分钟更新的0—2小时1公里分辨率短临降水预报、分类强对流预警及精细到乡镇的暴雨、强对流客观预警信号产品,气象部门提前2小时发布暴雨橙色预警信号,提前50分钟发布暴雨红色预警信号,为组织群众成功避险赢得宝贵时间。

回望6月21日,贵州同样上演了一场气象科技与自然灾害的较量。贵州省气象局预报员结合贵州区域1公里逐小时更新、3公里逐3小时更新两套循环同化数值天气预报模式,精准预报出毕节南部特大暴雨。这两套系统于今年汛期投入使用,可同化地面、高空、卫星、雷达等多种观测资料,为预报员准确研判天气提供有力依据。

在台风“格美”带来的降水过程中,广东气象部门基于华南中尺度模式技术研发成果,充分应用华南暖区暴雨预报技术和广东无缝隙数字网格定量降水客观预报技术,准确预报出7月25日至31日广东大部的暴雨、大暴雨。

今年9月初,海南省气象部门依托开发的“热带气旋生成趋势展望”预报产品,提前4天研判台风“摩羯”将偏西行在海南文昌登陆,提前3天准确提示极端降水出现在西南部山区,有效开展风圈影响预报及乡镇风雨预报。

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不止于此。面对高温天气,重庆市气象局基于风云卫星地表温度产品,研发主要公路路面高温监测预报产品,并把对历史异常环流系统的分析结果应用于高温预测,预测能力显著提高。

灾害性天气过程是气象服务的淬炼炉,也是科技创新的竞速场。气象部门将持续加强技术攻关与应用转化,加快推进气象科技能力现代化和社会服务现代化,提升预报预警精准度和服务效能,为守护人民生命财产安全提供坚实保障。

(作者:闫辰宇 张洁 赵瑞 责任编辑:张林)

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