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    2022年度氣象部門十大優秀管理創新工作系列報道④
    升級研發 打通壁壘 多維協同
    國家氣象中心牽頭改造短臨預報業務流程
    來源:中國氣象報社 日期:2023年03月29日08:32

    在全世界,短時臨近預報(亦稱“短臨預報”)都是一塊“硬骨頭”。自2008年以來,中國氣象局持續加強短臨預報技術攻關,從整體頂層設計,到重點災害性天氣專攻計劃,再到中長期目標設定,一系列針對性舉措和行動應聲落地,“實現提前1小時預警局地強天氣”的目標更是被寫進國務院印發的《氣象高質量發展綱要(2022—2035年)》中。

    堅持目標導向,國家氣象中心在過去一年聚焦提高極端強對流天氣短臨預報準確率和精細化服務水平,著力開展以國省協同、橫向貫通為主線的短臨預報業務流程改造,完成了基于人工智能(AI)的分級雷暴大風、冰雹等無縫隙強對流預報技術和產品的建設;完成了龍卷從短期短時潛勢預報到臨近外推和識別的技術和產品體系建設,并建立了相應的業務規范;建成并發布了支持國省協同的短臨預報業務系統(SWAN 3.0),新的業務流程初見成效。

    協同眾創的短臨科技支撐構建框架?國家氣象中心供圖

    精細診斷,構建分類強對流短臨預報技術體系

    2022年7月20日中央氣象臺首次成功預報龍卷,并于14時發布的強對流天氣黃色預警中明確提示:預計7月20日14時至21日14時,蘇皖鄂贛湘等地部分地區將有8~10級雷暴大風或冰雹天氣,局地雷暴大風可達11~12級,并可能出現龍卷風。

    國家氣象中心強天氣預報中心副主任楊波說,我國龍卷預報存在觀測難、基礎理論研究不足、預報難和樣本基數少的情況。為了準確預測龍卷,國家氣象中心基于機理認知建立了龍卷天氣識別、診斷分析、臨近預警和短時短期潛勢預報技術,首次在國內形成了完整的龍卷預報預警技術體系。

    國家氣象中心利用多源資料研發了龍卷等極端強對流天氣識別、診斷分析、臨近預警和短時短期潛勢預報技術,其中三維探空診斷分析技術被各省廣泛用于研判雷暴大風、龍卷、冰雹等強對流發生類型和強度診斷;龍卷指數和龍卷概率預報等技術為龍卷早提示、早預警提供客觀定量支持;三維目標識別龍卷路徑、基于深度學習模型的龍卷識別和臨近外推等算法可有效支撐龍卷的臨近預警;建立了龍卷等災害性天氣的災后現場調查業務流程;并負責組織開展國省協同的龍卷預報預警業務試驗。

    同時,國家氣象中心大力開展AI技術在強對流方面的應用研究,并與清華大學、阿里達摩院等高校和企業進行合作開發,從無到有建立了逐10分鐘更新0~2小時雷達回波、降水、冰雹和雷暴大風的分類強對流臨近預報技術和產品;建立了逐1小時更新的0~6小時雷暴和分級雷暴大風的短時預報技術和產品;建立了逐3小時更新的0~12小時雷暴、短時強降水、冰雹、雷暴大風等分類強對流天氣短時預報技術和產品,初步形成了致災性強對流(大風)的客觀預報預警能力。

    主打時效,建立國省市縣四級聯動短臨預報業務流程

    短臨預報看重時效,如何以最快速度將最新的技術和產品下發到位,指導防災減災服務?

    傳統的短期預報業務流程中,中央氣象臺下發產品到省級氣象臺,然后下發至市、縣級氣象臺,再依次訂正反饋到中央氣象臺,時間跨度長、數據鏈路復雜,明顯不適用于需及時做出決策服務的短臨預報業務。

    從2022年6月8日開始,中央氣象臺牽頭研發的SWAN 3.0系統正式向全國推廣試用,以提高1小時精準化的預警提前量。這標志著國家級短臨預報業務系統在集約化、智能化程度上實現了里程碑式的飛躍。

    SWAN 3.0可以在6分鐘內生成全國短臨預報產品,通過信息化改造讓最先進的基于多源觀測的技術產品快速、直接、方便地服務于國、省、市、縣四級氣象部門的一線短臨業務,大大提高氣象部門尤其是基層氣象部門對大風、龍卷、強降水等極端天氣的預警能力。

    SWAN 3.0通過云+端技術進行云部署,實現國、省、市、縣四級氣象部門共享;改變單一固定閾值報警理念,基于歷史氣候態,實現全國范圍一站一值的智能監測報警,并配合預警信號、地質災害、鄉鎮河流等信息建設融合報警服務體系。

    2022年汛期,SWAN 3.0日均點擊量約30萬次,直接為市縣氣象部門開展短臨業務提供指導,幫助預報服務人員擺脫微信、電話等傳統溝通方式,實現短臨業務全流程、全鏈條的平臺支撐;基于國家級短時指導預報產品的“一鍵式”靶向下發和互動響應、快速叫應多方即時會商、扁平化消息實時共享等新功能正逐步上線,國省短臨業務對接不暢的痛點將成為歷史,基層氣象部門面向短臨預警和應急服務的能力將有效提升。

    協同作戰,打造國省協同橫向貫通的新型短臨預報業務流程

    2022年以來,中央氣象臺依托SWAN 3.0,以短臨預報為試點,探索一家牽頭、多家聯合的短臨預報業務流程。

    2022年8月22日,國家氣象中心牽頭,聯合中國氣象局氣象探測中心、國家衛星氣象中心,成立華西秋雨短臨預報服務工作專班。通過華西秋雨專班試驗,聯合開展海燕計劃2022年西南觀測試驗,建立衛星快掃聯動機制,建立并固化了觀測與預報協同聯動、橫向貫通的短臨預報新的業務流程和技術規范,打通了國家級業務單位在科研與業務的轉化、數據共享、人才交流、產品融合、平臺共建等方面的壁壘,提升了雷達、衛星等技術和產品在短臨預報中的應用效益。

    三方專家聯合開展災害性天氣實況監測和短臨預報服務,實行24小時值班值守,并強化對地方氣象部門指導和“叫醒”前哨作用,共同指導華西地區開展地震救災、華西強降水等短臨預報的服務工作。據統計,在8月24日至29日、9月18日至21日等天氣過程中,國省交互信息達160余條,滾動發布4期強對流短時預報指導產品;在四川瀘定地震救災專項保障服務中,從9月5日起提供震區監測和預報服務產品16期,提示性信息92條,震區飛行條件航空氣象服務6期。

    同時,國家氣象中心積極開展國省協同的短臨預報業務實踐。國家氣象中心牽頭組織“2022年國省協同短時臨近預報業務試驗”,與國家氣象信息中心及河北、河南、四川、山東、北京等試點?。ㄖ陛犑校庀缶殖醪叫纬伞稄妼α鞫虝r臨近國省協同業務流程(試行)》,共同打造“直連互通、循環閉合”的新型短臨預報業務流程。

    2022年6月至7月中旬,我國強對流活動呈現爆發態勢,共發生7次區域性強對流過程,出現7次龍卷風。國家氣象中心強天氣預報中心抓住關鍵天氣過程,基于SWAN 3.0,與試點省份氣象部門多次開展國省協同的短臨預報業務試驗,取得了良好的業務服務效果,為解決當前短臨預報業務面臨的“既要時效性強、又要預報精準”痛點問題提供了流程機制方面的支撐。

    2022年7月1日,面對臺風“暹芭”來襲,廣東省陽江市海陵島漁船及時回港避風。

    楊波介紹,國家氣象中心通過實施以國省協同、橫向貫通為主線的短臨預報流程改造,實現產品快速共享、技術精準指導,為遞進式預警服務提供了有力支撐。

    未來,在暖季強對流、暴雨、臺風等災害性天氣和氣象災害預報服務的更多領域,業務與觀測、模式、服務、科研等互動將更加頻繁;一家牽頭、多家協同的業務運行模式將進一步強化;而精細到鄉鎮的預警指導產品,上下貫通的短臨預警業務也將進一步加強。

    (作者:張明?責任編輯:張林



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