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双模式协同+人工智能融合——硬核数值预报精准锁定台风

发布时间:2026年08月24日 来源:中国气象报社

今年夏天,西北太平洋和南海的“台风排班表”格外密集。眼下,第18号台风“沙德尔”已在西北太平洋洋面生成;前一阶段,“巴威”北上、“红霞”西进、“白海豚”兜圈……给我国沿海及内陆防汛带来严峻考验。而应对这一切的底气,离不开一整套完全自主可控的“硬核”数值预报系统——它早在台风生成之初,就能提前数天预判出其行进路径,预报风雨强度和影响时段。

两个模式,把台风的“脾气”摸透

作为我国防汛防台风的核心技术支撑,中尺度天气数值预报系统(CMA-MESO)、区域台风数值预报系统(CMA-TYM)两大自主数值预报模式各司其职、协同发力,构建起了全流程、立体化的灾害天气预报能力。

“两套系统同属数值预报‘家族’,却分工明确、定位互补。”中国气象局地球系统数值预报中心(以下简称数值预报中心)模式技术室正高级工程师张进解释,CMA-MESO主打高精度捕捉,其分辨率可达1公里,覆盖我国全境及周边海域,每小时输出一次未来72小时的精细预报。它尤其擅长锁定那些“小而猛”的天气——如台风外围螺旋雨带、突然加强的局地暴雨。这些恰恰是造成城市暴雨积涝和山洪的“元凶”。今年汛期,当“巴威”北上影响北方多地时,CMA-MESO的高分辨率数据,让预报员看清了哪些地区会遭遇最强风雨,为防汛调度提供了关键参考。

而CMA-TYM则拥有更广阔的视野。它专注于西北太平洋和南海,以9公里分辨率、120小时时效,跟进台风整个生命周期——从生成、移向、增强,到登陆后的风雨分布。它不仅是我国沿海省份防台风决策的“底气”,还承担着为共建“一带一路”国家提供海洋气象服务的重任。

迭代升级,打磨台风预报硬实力

当极端天气越来越“不按套路”出牌,数值预报系统也在加速升级。近两年,两大模式先后推出新版本,推动核心技术迈上新台阶。

CMA-MESO升级到V6.1版本后,最大的变化是“眼界”更开阔——它开始消化来自风云气象卫星、天目卫星等新型观测资料。同时,动力框架和物理过程得到优化,对复杂地形与天气系统的刻画更逼真。试验数据表明,新版本对24小时累计降水的预报评分显著提高,尤其在0至12小时的短时效内,空报和漏报大幅减少。今年汛前,该版本已正式“上岗”。

CMA-TYM也迭代到V4.0版本。研发团队通过重构业务流程、优化台风初始化算法、改良海气热通量方案,有效解决了多台风共存、弱台风结构识别不准、台风强度突变模拟偏差等行业难题。效果立竿见影——新版本24小时至120小时的路径预报误差平均降低了2.24%—10.7%,计算效率提升42%。这意味着预报员能在更短时间里拿到更准的产品,为防台风部署抢出宝贵时间。

AI“助攻”,既保大方向又扣小细节

如果说传统数值模式和AI模型各有优势,那么人工智能谱逼近融合技术(TYM+AI)则试图走出一条协同增效之路。它的思路很巧妙:用AI模型牢牢把控大尺度环流形势,不让预报跑偏;而中小尺度的风雨和地形效应,依然交给物理数值模式去精细刻画。这种“AI定框架、模式抠细节”的多尺度协同预报技术体系,既修正了环境场偏差,又保留了局地真实性,而且算力消耗可控,具备了快速业务化的潜力。

这套技术在实战中迅速验证了价值。面对台风“红霞”,TYM+AI融合技术精准修正了传统模式移速预报偏慢的问题,使得1至3天台风路径预报误差下降13%—62%,登陆时间和强度预报贴合实际,为沿海地区提前部署防御提供精准依据。

让张进印象深刻的,莫过于对台风“巴威”的超长提前量预判。在“巴威”刚获得编号之初,TYM+AI就相对准确地给出其未来移动路径,并持续保持稳定。最终实况显示,从生成到登陆,预报路径与台风实际轨迹高度一致,提前预报时效长达10天。而在“巴威”登陆后,CMA-MESO针对北方区域风雨要素开展逐小时精细化滚动预报,两套模式无缝衔接、协同发力,让预报员得以洞悉“巴威”每一步的演变过程。

张进坦言,面对越来越复杂的极端天气,他和团队正在向更细的分辨率、更优的物理方案、更深度的AI融合发起冲刺。台风无情,但科技有力。当数值预报的走向越来越精准,当AI与传统物理模式“双剑合璧”,更关键的一环便是人与技术的深度融合——预报员可借助系统提供的强大算力与丰富信息,融入自身经验和现场研判,给出最具科学性与温度的预报结论。

(作者:唐淼 任绍铭 责任编辑:张林)

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