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中央气象台强化中长期预报打磨智能网格技术

发布时间:2022年06月28日 来源:中国气象报社

每年5月下旬至6月中旬为华南前汛期的降水集中期,因为降雨期正好在端午节前后,又称为“龙舟水”。6月23日,华南前汛期基本结束,其“龙舟水”期间(5月21日至6月21日),多站点降雨量破历史极值。华南(广东、广西、海南)平均降雨量有472.5毫米,为1951年以来第2多。其中,广东全省平均雨量为514.5毫米,较历史同期偏多54%,为1951年以来第3多;广西全区平均雨量为490.8毫米,为1951年以来最多。气象部门亮出科技“利器”,全力迎战“龙舟水”。

今年汛期以来,基于自适应集成的智能网格短中期降水预报技术在多轮降雨过程中,帮助预报员集成各家模式之所长,为强降雨的准确预报提供客观依据。5月9日到13日,华南出现入汛以来最强降雨过程。降雨到来前9天,中央气象台预报员就通过新一代专业化的中长期天气预报业务应用集成平台(以下简称“平台”),捕捉到了此次过程。

聚焦关键环节 打好防汛主动仗

提高中长期预报时效,最重要的是从上百种数值产品中提炼有用信息,应用到预报产品和决策服务中。据中央气象台正高级工程师马杰介绍,平台具备快速分析模式资料、气候背景、历史个例库、实时和历史观测以及再分析资料等海量数据的能力,支撑了日常业务和重大活动气象保障任务。

平台还是新技术业务化的“磨刀石”,集成了技术人员开发的众多预报技术产品。如中期可预报性分析模块,涵盖了延伸期可预报性主要信号来源的平流层爆发性增暖(SSW)、对流层遥相关型(PNA、AO)等的监测预报、基于集合预报模式的环流聚类产品,其可交互分析多家模式1—30天时效的多层次温度、气压、湿度及降水等预报资料,能有效分析模式的不确定性信息,揭示未来重要天气过程的发生概率,为气象决策服务提供更全面参考依据。这也是中央气象台建设基于可预报性的现代中长期预报体系的核心所在。

5月9日至13日华南出现入汛以来最强降雨过程,此时恰好处在季风爆发临界点,预报难度明显增加,如中高纬环流系统复杂多变、业务模式预报可预报性降低。中央气象台基于对中期过程关键环流系统的集合预报产品性能的评估,提前9天以上科学把握了未来环流演变趋势,并借助持续性降雨过程的物理模型、中长期过程降水量多模式概率预报技术和动力-统计客观预报方法等现代化成果,准确预报出该过程的起止时间、落区、强度等以及同期北方“最凉爽初夏”,实现了“分区域、分时段、分灾害”精细化预报服务。

6月12日至14日,长江以南地区再次迎来大范围强降雨,依托平台快速分析能力,中央气象台全球气象室迅速响应、多次会商,准确研判出主雨区位置偏南、主要分布于江南中南部及华南一带,为防汛部署提供了重要参考。

为提高中长期预报服务的针对性和精细化水平,预报员开发了基于MPI方法的降雨落区大数据分析产品,可动态调整不同地区极端强降水阈值的权重,能更好揭示主要强降雨过程强度、范围和持续时间,并自动与历史相似极端降雨过程进行对比。

预报无缝衔接 强化技术应用

当前,我国正在发展无缝隙精细化智能网格预报,力图将长期、中期、短期、短时临近预报融为一个整体。近年来,中央气象台设计并建立的智能网格预报应用分析平台,正是致力于此。

在中长期预报的基础上,中央气象台短期预报员利用数值模式天气学检验平台、天气综合分析平台以及自适应集成智能网格降水预报技术、历史-实时频率匹配订正技术、多尺度变幅光流临近预报技术等,对5月9日到13日降水过程的发生发展情况和趋势、特点进行深入分析和滚动更新,突出天气影响,指出发生极端降雨的可能性,并建议加强防范山洪地质灾害、城市群洪涝灾害和强对流天气。

值得一提的是,5月11日,中央气象台还利用多尺度变幅光流临近预报技术,提前2小时预报广东的强降雨中心除了沿海地区外,还有广东中北部。这为当地及时有针对性地开展防灾减灾救灾工作提供了先导支撑。

据中央气象台工程师张夕迪介绍,天气综合分析平台的多源实况、多尺度模式的天气形势和降水诊断产品以及模式对比、趋势分析等功能,能帮助预报员全方位掌握各个数值模式的预报特点。另外,利用自适应集成智能网格降水预报技术,可有效提高降水预报的准确率,降低强降雨预报的不确定性和偏差;再借助基于海量数据的历史个例相似分析技术,迅速了解历史上相似天气详情以及多源模式预报偏差,这些平台与技术的应用均能帮助预报员深入研判、准确开展包括强降水在内的气象预报。

(作者:张明禄 责任编辑:张林)

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