中國氣象報通訊員 朱曄
今年,上海市氣象局作為研究型業務試點單位,圍繞區域高解析度數值模式、智能網格預報、科技轉化平臺等關鍵業務領域,通過「旋轉門」式的良性互動,探索出科技研發與業務融合的發展路徑。
流程再造,預報業務與研發「合二為一」
上海氣象部門大膽探索,積極拓展新的業務流程,將科研融入業務全鏈條,打通觀測到預報再到服務的全流程式研究型業務「任督二脈」。
「2019年,上海中心氣象臺大力推進業務集約化整合和預報業務流程再造,打破了以往的常規崗位設置方式。」上海中心氣象臺臺長馬雷鳴介紹,以智能網格預報為核心,通過統一設立智能網格預報崗,逐步實現了預報格點產品在時空上的無縫銜接。同時,值班崗位任務相應地得到進一步理順,值班效率提高,預報員能夠將更多精力放在技術方法創新等領域。
以覆蓋整個預報流程的「雙首席制」為抓手,首席研發員牽頭推進智能預報客觀方法的研發,並為智能網格預報崗位提供支撐;到了各類預報產品製作等環節,由首席預報員把關,有效避免客觀產品對部分極端天氣小概率事件預報不足等情況。
上海中心氣象臺還與復旦大學、清華大學、中央氣象臺等科研院所和業務機構開展產學研合作,創新人工智慧等技術在氣象預報中的應用,特別是雷達短臨外推預報方法和數值預報模式智能訂正算法,在颱風預報和強對流天氣預報中發揮了重要作用。
短短一年時間,基於研究型業務的實施,上海智能網格業務能力顯著提升,以降水、氣溫為代表的預報準確率已穩居全國前列。
目前,上海中心氣象臺正依託市氣象局重大項目,持續推進市、區兩級智能網格預報一體化業務建設,推動建立市、區協同的智能網格預報「一張網」,為支撐上海大城市氣象服務工作奠定基礎。
求新求變,核心預報技術再攻一城
近日,覆蓋整個華東區域,解析度為1公裡的快速更新同化系統正在上海超級計算中心緊鑼密鼓地測試。這意味著,期待已久的華東區域1公裡解析度數值預報模式的業務化運行指日可待。
研究型業務的關鍵是氣象預報核心技術,這其中,高解析度數值預報技術堪稱「硬核」。
此前,上海氣象部門圍繞搭建日益精細的數值預報系統持續發力。解析度為9公裡的華東區域中尺度模式(SMS-WARMS V2.0)自2016年正式業務化以來,向全國發布預報結果,受到各地預報員的青睞,並在全國天氣會商中廣泛應用。2018年12月,解析度精細到3公裡、預報範圍覆蓋我國中東部地區的快速更新同化數值預報系統(SMS-WARR)業務化運行,提升了12小時以內強降水的預報能力,為短臨預報預警提供有力支撐。
今年,上海氣象部門面向業務需求,將基於華東區域中尺度模式的颱風預報模式開發計劃提上日程。「由於SMS-WARMS V2.0的預報區域主要覆蓋中國大陸及其近海,僅能預報近海登陸颱風,對遠海颱風的預報無能為力。」中國氣象局上海颱風研究所副所長黃偉介紹,鑑於此,數值預報研發團隊將預報區域向覆蓋更多海域的方向擴展,並將近幾年模式物理過程、邊界層等研究成果集成到新一代華東區域中尺度模式(SMS-WARMS V3.0)業務系統建設中,明顯提升24小時和48小時預報效果。
為了更好地發揮科技研發在促進業務建設中的作用,今年,上海氣象部門作為華東區域氣象中心,聯合長江經濟帶沿線的華中區域氣象中心、西南區域氣象中心組建了長江經濟帶數值預報聯盟。該聯盟以「合作共贏、突出特色、統一標準」為原則,以華東區域9公裡中尺度模式初始版本作為統一的基礎研發平臺,高效整合各單位人才優勢,集中攻關區域數值預報關鍵技術、數值預報釋用技術、高性能計算優化技術,致力發展各聯盟單位本地化的預報業務,建設覆蓋長江經濟帶的預報模式系統,進一步提高長江經濟帶天氣預報和氣象服務綜合能力。
未來,「華東區域數值模式+」將愈加精細智能。
機制創新,「個性化」推進氣象科技研發
2018年10月,上海氣象科技成果轉化中心成立,建成轉化平臺,推動氣象科技成果轉化應用。1個月後,該平臺建設獲上海市科學技術委員會立項支持,並面向社會開放使用,為航空、生態保護、遠洋導航、新能源等氣象高影響行業提供專業的、按需定製的個性化技術。同時,該平臺提供氣象專業軟體測試及氣象大數據應用開發環境,進一步促進產業創新發展。
科技成果轉化平臺實體架構由一體化平臺、專業服務平臺、研發轉化平臺構成。其中,一體化平臺提供技術和數據支撐,專業服務平臺提供政府、大眾等需求反饋,研發轉化平臺基於應用需求開展科技成果測試與檢驗、技術示範推廣與交易等轉化應用活動。
三大平臺無縫對接形成閉環,搭建起科研成果向業務轉化的橋梁,氣象科技成果、多源氣象資料、高性能計算資源等「養分」源源不斷在閉環中流通,為一線業務、專業氣象、「一帶一路」國際合作提供支撐,促進科技同氣象業務、氣象服務產業發展的有機結合。
作為今年科技成果轉化的典型應用之一,航空飛行氣象監測及預警平臺成功入選第四屆中阿博覽會科技板塊的十項主推重要技術成果。該平臺基於數值天氣預報結果,融合風雲衛星資料和雷達等多元資料,實現了對多種危險天氣的識別、快速更新預報和專業分析顯示,為有效解決航空氣象難點問題提供了新手段。
立足未來,上海氣象部門將繼續緊緊圍繞服務國家戰略和地方經濟社會發展,立足優勢基礎和關鍵業務,全面推進和完善全局研究型業務建設,進一步強化高質量、智能化業務新技術體系建設,推動上海氣象事業高質量發展。