賈朋群
「天氣沒有國界」，是全世界氣象工作者常說的話，而現代氣象科學的形成，也正是基於氣象觀測資料的交換和共享。隨著新技術向氣象領域的滲透，國際氣象合作從來沒有停止，而且一些新的動態和形式的出現，也在不斷強化這種合作。
美國和澳大利亞借力日本下一代氣象衛星
1977年，日本發射了首顆地球靜止氣象衛星GMS-1，開啟了靜止氣象衛星時代。1995年發射了GMS-5之後，因為1999年11月嘗試發射MTSAT衛星失敗，在2003年到2005年期間，日本主要依靠當時NOAA定位在東經155度的GOES-9衛星（與GMS-5互為備份）支撐其氣象業務。2005年2月和2006年2月，日本分別發射了GMS換代衛星MTSAT-1R和MTSAT-2（多功能傳輸衛星），使得日本重新擁有了自己的地球靜止氣象衛星。
作為全球下一代地球靜止軌道氣象衛星的首顆星，日本氣象廳2014年10月7日發射的葵花-8衛星（Himawati-8），是繼5顆GMS衛星和2顆MTSAT衛星之後的第八顆地球靜止氣象衛星，葵花系列衛星的編號即源於此。
2015年7月7日，葵花-8衛星實現業務化，取代了MTSAT衛星，成為定位於東經140度，全面覆蓋太平洋東部以及南半球澳大利亞及周邊地區最先進的地球靜止業務氣象衛星（圖）。葵花-8和2016年計劃升空的備份星葵花-9，預計將提供長達15年的業務化服務。葵花-8成為下一代氣象衛星，主要體現在星載傳感器的解析度「3-4-3」式的大幅度提高：空間解析度提高3倍，圓盤掃描時間從30分鐘縮短到10分鐘，且對日本周邊區域實現2.5分鐘快速掃描；探測空間解析度提高4倍，從原來可見和紅外1公裡和4公裡分別提高到0.5公裡和2公裡；探測光譜頻道數增加3倍，從原來5個通道增加到16個。葵花-8衛星的另一個亮點是藉助「葵花雲」（Himawari Cloud）提供衛星數據服務。葵花雲向每個國家的主管氣象部門指定的一個機構提供一個帳號，提供實時資料。葵花雲還藉助世界氣象組織的WIS（WMO信息系統）埠提供數據服務。目前，葵花雲每天的數據量已接近400G。
正如日本曾經藉助NOAA衛星提供其預報業務支撐，葵花-8先於美國下一代衛星GOES-R衛星升空後，美國氣象部門也積極利用葵花-8衛星開展以業務培訓和產品研發為主的相關活動，其中最為積極的是靠近日本總部位於檀香山的美國西太平洋區域氣象中心以及衛星研究機構。
在葵花-8衛星升空前，美國就已經開始了針對GOES-R衛星的更種形式的培訓。但在實際業務預報平臺和環境下，這種培訓主要藉助開啟在軌GOES衛星的「快速掃描」模式等獲得下一代衛星的模擬數據，因此會有很多限制，尤其是通過更多頻道的先進掃描儀獲得的數據，很難和真實衛星獲取的數據等同。
2015年11月，美國率先利用葵花-8衛星對關島氣象臺的預報員進行培訓，培訓由來自長期從事氣象業務衛星研究的CIMSS（氣象衛星研究合作研究所，NOAA與威斯康星大學共辦）的3位研究人員主講，NOAA衛星信息局快速掃描（RSO）部門負責提供從日本氣象局獲得的用於培訓的葵花-8衛星數據。培訓主要圍繞葵花-8衛星上搭載的關鍵傳感器AHI（先進葵花圖像儀）展開，特別關注高質量的衛星數據如何應用於航空和熱帶氣象預報的改進中。所有培訓的檔案上傳到區域氣象中心總部，供更大範圍的氣象業務人員在使用新衛星信息時參考。12月培訓機構還通過組織一個小型研討會，在鞏固培訓效果同時，讓預報員更充分交流應用葵花-8衛星數據改進預報業務的體會。雖然培訓只進行了4天，但是通過培訓可以在很大程度上讓西太平洋區域中心的預報員，先於美國其他地區同行受益於葵花-8衛星，預報員也能在第一時間建立新一代衛星在關鍵能力提升上的理念，從而在日常天氣分析和預報過程中，更好地利用日本新衛星資源。
被葵花-8衛星很好覆蓋的澳大利亞，也在第一時間與日本合作，藉助葵花-8資源開發更多的應用。例如，針對陸地的植被指數、森林火傳播、洪水預警和陸地表面溫度等產品；針對海洋的海洋顏色和SST等產品，以及太陽能發電所用的太陽輻射和空氣品質監測中氣溶膠和煙霾監測等服務。
如果說美國利用葵花-8衛星開展對西太平洋區域預報員培訓只是讓最早升空的下一代衛星更早被預報員所認知的話，那麼藉助葵花-8完善對GOES-R衛星的應用，尤其是藉助當前衛星快速掃描機制所無法完全實現的下一代衛星功能的檢驗和測試，則是美國借力日本先發衛星準備GOES-R時代到來的最好機會。例如，葵花-8上的AHI掃描儀在可見光頻道曾出現反照率大於100%的結果，而針對更多頻道數據開展研究，給出衛星圖像增強的色彩標準，則會在未來應用更多下一代衛星時受益。
隨著下一代氣象衛星上對包括可見光譜段在內更多頻道上探測數據及其掃描圖像的出現，AHI所代表的通道數為2位數的先進掃描儀，已經並且可能會更多地獲得人眼無法識別的圖像，當這些圖像又能反映關鍵氣象要素的變化，識別標準和基線的確定，進而開發出與下一代衛星數據相適應的天氣變量或其變化的識別軟體，無疑是讓最新衛星「落地」，且讓氣象預報實現跨越式進步的必由之路。
用新標準和基線識別下一代衛星更通道帶來的人眼難以識別數據的問題，在某些方面有點像人們在查詢一座城市的地鐵圖：每條地鐵用一種顏色代表，城市地鐵線路不多時，你很容易知道你所在的地方有哪條地鐵線通過；但當城市地鐵線達不斷增加時，不得不用相近色系顏色代表不同的地鐵線，人們靠線路顏色識別線路也就越來越困難。
美國氣象局抓住葵花-8先於GOES-R升空並投入業務的機會，在其天氣診斷業務工具AWIPS中開發適應葵花-8數據的換代產品，並進而將這些增強的產品用於數值預報模式中。美國氣象培訓COMET網早在2015年1月就推出了葵花-8上關鍵設備AHI的培訓課程，GOES-R專門網頁上推出了有別於GOES-R，葵花-8衛星獨有的可見光綠色通道的信息介紹，這些都為將要到來的下一代氣象衛星時代「暖場」，無疑會有效促進預計在2016年10月升空的美國下一代地球靜止衛星首顆衛星GOES-R對美國氣象預報能力的提升。
英國借力美國提升模式能力
相互借力的另外一個典型例子，發生在英國和美國的氣象部門之間。為了有效提高強天氣預報的準確性。從2002年開始，美國氣象局藉助NOAA的試驗平臺，每年進行持續數周的春季預報試驗（SFE）。這和同期英國氣象局關注集合預報系統、對流模擬和局地高影響天氣預報的重點相符。於是，從2003年開始，英國氣象局每年派出研究和業務人員參加SFE。因為SFE的參與機構已經從NOAA相關機構擴展到美國多所大學以及天氣企業，英國氣象局的參與人員有機會在預報實踐中全方位了解美國天氣界的最新動態。
2014年，SFE的試驗目標聚焦風暴尺度模式，這也是英國方面最關心的前沿預報技術，因此派出了8人參與其中（其中1人全程參加了持續5周的SPE）。在實際的預報過程中，雙方比較了美國NSSL（國家強風暴實驗室）和英國氣象局的風暴尺度模式（分別為WRF和UKMET模擬），發現在解析對流抑制層的突發性方面，英國模式優於美方模式。
2015年，雙方的合作更近一步，英國氣象局利用NOAA災害天氣試驗平臺，將其統一模式的區域版本移植到美國本土開展試驗，讓美國預報員和科學家在美國實時驗證英國氣象局模式的性能。這一合作雖然可以在模式設置、共享模式研發和數據處理技術等多方面讓合作雙方受益，但來自英國氣象局專家的話，一語道破了如此移植模式形式合作更重要的目的：「美國類型的風暴（即強風暴）在英國很少出現，可一旦出現影響極大，強風暴天氣個例在英國太少，難以驗證和評估統一模式。」
英國氣象局通過將其主要的區域預報模式移植到美國，客觀上增加了模式在實際預報中面對強對流天氣系統的機會，為模式性能的提高帶來了其他方式無法得到的潛在可能。
初步的對比試驗表明，美英模式均生成過多的小尺度對流單體，但美國模式給出的較大尺度對流單體偏少，而英國模式則過多，後者的預報給出過多的強降水過程，其表現要差於美國模式。試驗者發現，英國模式儘管在大氣中層對流的生長和組織、天氣系統強度預報等方面弱於美國模式，但是，運行於美國本土上的英國模式，還是在對流開始時間，較大尺度對流的空間分布等方面，好於美國模式。而參與試驗的學者認為，這些方面的優勢可能源於區域模式背後支撐的全球模式。這也從一個側面說明，各主要天氣預報中心運轉的全球模式之性能雖然無需在國家間對比，但它們是更好的區域預報的重要保證。
未來，英美合作者將針對有代表性的個例開展詳盡研究，重點解決英方模式為什麼有時無法將中層對流升通過升尺度過程併入中尺度對流系統中，更加仔細地研究兩國模式間的差異，並對最新的結果進行進一步的驗證。雙方還將用更高解析度模式對已有個例進行再模擬研究。未來，美方的WRF模式還將被移植到英國，開展類似的試驗對比研究。
近年來發生在美、日、英等氣象先進國家間以「借力」為特點的新的合作，不同於以往的合作之處在於，真正打破了國家或機構間的界線，這種提供「插件」式的利用或移植，或者利用了率先取得氣象業務技術進步方（如日本）提供的信息，或者藉助了有對比和參考意義的對方業務平臺（如美國），實現更準確和高效的技術進步探索。而被「借力」方幾乎無需任何附加的投入（如本文中的日本），甚至還能在新形式的合作中受益（如本文中的美國），實現一方借力，雙方互贏。
（來源：《中國氣象報》2016年3月9日三版 責任編輯：張林）