极端天气事件强烈的不确定性对精细化预报发出挑战。2022年11月，由国家重点研发计划“高纬度地区区域数值预报模式关键技术研发及应用”资助、北京城市气象研究院区域数值预报团队研发的华北区域对流尺度集合概率预报系统v1.0（以下简称“睿图-集合”）实现业务运行，在华北区域精细化预报方面发挥重要作用。

系统研发——

一路过关斩将 攻关核心技术

在天气预报领域，预报员日常参考的数值天气预报系统主要有全球模式、区域中尺度模式确定性预报以及全球集合预报。

然而，单一的确定性预报难以有效捕捉复杂多变的局地强天气过程和极端天气事件的发生发展。全球集合预报虽可提供一定的概率信息，但时空分辨率有限。因此，对流可分辨尺度集合预报技术成为国内外集合预报领域的攻关方向。

在灾害天气多发的华北区域，高分辨率的概率预报产品可为预报员提供重要参考，亟需开发对流尺度集合预报系统。“睿图-集合”应需而生。

研发团队成员、北京城市气象研究院副研究员张涵斌介绍，团队于2018年启动系统研发，攻关核心技术，一路冲破五个重要“关卡”。在2018年系统初步建立阶段，团队采用动力降尺度技术，通过中国气象局“派”高性能计算机初步搭建系统运行框架，构建了3公里分辨率的集合预报系统运行流程；在2019年至2020年系统技术升级阶段，团队针对适用于对流尺度集合预报的初值扰动和模式扰动技术开展研发及试验，国内外较为先进技术在系统中实现耦合，模拟综合效果相对于全球集合预报系统有了较大提升；在2021年系统实时运行阶段，团队研发了若干集合预报产品；2022年，“睿图-集合”完成建设，并于当年5月在北京市气象局“睿”高性能计算平台投入业务试运行，在汛期为预报员提供概率预报参考；2022年11月，经过评审，系统正式实现业务运行。

如今，基于高分辨率区域数值模式构建的“睿图-集合"已成为当下解决华北区域复杂天气预报不确定性和应对极端天气预报难题的主要技术手段。

成果效益——

系统运行表现出色 提高精细化预报水平

首都重大活动气象保障一直是北京市气象台预报员的重点工作之一。2021年汛期，恰逢中国共产党成立100周年大会庆祝活动，在庆祝晚会开幕及表演时段，多家模式对鸟巢附近有无降水过程预报存在分歧，于是预报员的判断至关重要。

在焦灼之时，“睿图-集合”给出的定制概率预报产品显示该时段内鸟巢附近无降水，这一结论极大增强了预报员的信心。实况也表明，降水分布与系统降水概率分布较为相似，系统提供的集合预报结果具有较好的参考性。

其实，早在2021年，系统已具备实时运行能力，为2022年业务试运行奠定了坚实基础。

2022年汛期，针对北京市6月12日强降水、6月26日的低涡降水等强天气过程，系统均提供了较好的概率预报参考。

去年11月，系统实现正式业务准入并达到了较高的技术指标。系统分辨率达3公里对流可分辨尺度，涵盖21个集合成员，可提供48小时逐小时概率预报。张涵斌介绍，系统耦合了集合资料同化初值扰动、随机物理过程倾向模式扰动等先进技术，具备完整的前处理、初值扰动、模式扰动、后处理流程，可为预报员提供一系列概率预报产品，尤其对降水、气温、风等要素的预报性能较好，能够给出精细化的概率预报信息。

北京城市气象研究院副院长、数值预报团队首席科学家陈敏说，系统的业务运行，为预报员提供了一个预报决策参考的“利器”，填补了华北区域气象中心在高分辨率集合预报系统业务运行及应用方面的空白，为筑牢气象防灾减灾第一道防线增加了底气。

（作者：宛霞 责任编辑：张林）