中国气象报记者 谷星月 黄彬 通讯员 管成功

　　2010年4月28日，中国气象局数值预报中心成立，吹响了我国数值预报自主研发的号角。作为气象业务的核心科技，数值预报不仅关系我国气象事业发展，更是保障国计民生和国防安全的国家核心科技的重要组成部分，与生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好等各个方面息息相关。因其突出的重要性，以及研发难度之大、涉及领域之广，也被誉为气象事业的“芯片”。

　　十年砥砺前行，我国数值预报不但实现了自主研发、应用、改进、发展的良性循环，而且基于自主技术，全面建立了国家级数值天气预报业务体系和实现应用服务。同时，在坚持不懈的自主发展过程中，建立了一支高素质、稳定、全技术链条的研发和业务应用队伍。

　　回顾过往，十年风雨，初心不改。

　　坚定中国“智造”  核心科技要掌握在自己手里

　　随着传统的以统计和经验为主的天气图方法越来越无法满足现代天气预报的发展和要求，基于数学物理学方法客观定量计算未来天气演变的科学——数值天气预报应运而生。鉴于我国数值预报业务系统研发和支撑能力建设起步较晚，上世纪八十年代采取了引进国外全球数值预报核心技术建立数值预报业务和服务体系。但自主研发中国自己的数值预报核心技术，却是气象人一直以来的共同愿望。

　　2000年，中国气象局作出我国未来数值天气预报业务发展技术路线由国外引进为主转为自主开发为主的重大决策，开启了我国新一代数值天气预报系统GRAPES的自主研发工作。

　　这是一条曲折的路，也是一条必须坚持的路——中国要有自己的数值预报，核心技术要掌握在自己手里！

　　带着这样的初心，2010年，集中数值预报研发和业务力量组建而成的数值预报中心团队，开始了艰难攻关——

　　研发全球模式物理过程，体现中国天气气候特征；攻关四维变分同化关键技术，研发多平台、多传感器卫星资料同化应用技术；解决高性能计算和支撑平台等各类瓶颈问题……

　　初心不改，虽远不怠。这支队伍稳扎稳打，一步一个脚印推动我国数值预报加速发展——

　　2010年，GRAPES全球模式和同化的深化改进工作全面开展。

　　2013年，数值预报创新团队入选科技部“创新人才推进计划重点领域创新团队”，这是我国气象领域首批入选的国家级科技创新团队。

　　2014年，高分辨率资料同化与数值天气模式被确定为国家气象科技创新工程三大攻关任务之一，自主创新的脚步不断加快。

　　2016年，GRAPES全球预报系统正式业务化运行并面向全国下发产品，这是我国数值预报核心技术实现国产化的重要标志，也宣告我国从全球预报到区域高分辨率预报核心技术摆脱了受制于人的局面。

　　2018年7月，带有四维变分同化系统的GRAPES全球预报系统实现业务运行，标志着我国业务数值天气预报同化技术迈入国际前列， 成为国际上少数具有自主研发和业务应用四维变分同化系统的国家级预报中心之一。

　　同年12月，随着GRAPES全球集合预报系统实现业务应用，我国数值天气预报体系的版图补齐了最后一块“拼图”，标志着我国建成了以自主研发的GRAPES为核心的全球、区域确定性和集合预报系统，也标志着GRAPES自2005年研发成功之后，历经13年深化改进，终于建成了完整数值天气预报体系。

　　如果说从“零”到“一”，是他们取得的阶段性胜利；那么，从“一”到“卓越”，便是这支队伍坚持自主创新打造中国气象“芯片”的前进方向。

　　2019年7月，GRAPES区域模式实现全国范围3公里分辨率业务化运行，为全国各地开展局地强对流、极端天气预报预警工作提供重要支撑。次月，9公里分辨率GRAPES台风预报系统实现业务运行，“首战”即成功应对超强台风“利奇马”。

　　国家气象中心主任王建捷感叹：“十年不懈努力，我国数值预报业务发展方式完成了从引进为主到自主研发为主的重大转变，建成了高低分辨率搭配适当、确定性和集合预报有机结合的完整自主技术的数值天气预报体系。”

　　“从2010年到2020年，我们的GRAPES全球数值预报可用时效从6天提高到7.5天，快于国际上先进中心同期发展速度。”数值预报中心副主任龚建东说。依靠自主研发建成一套完整的数值天气预报业务技术体系，并锻炼培养出一支数值天气预报业务全链条研发队伍，十年的大发展硕果累累！

　　勇于攻坚克难 让“中国制造”大跨步追赶国际一流

　　在龚建东心中，十年里有两个时刻令他最为振奋——

　　其一，是GRAPES全球四维变分同化系统实现业务运行。继欧洲中期天气预报中心以及法国、英国、加拿大、日本之后，中国气象局自主建立了气象资料四维变分同化业务系统。

　　“实现全球四维变分资料同化，是我们持续近20年的梦想。”龚建东坦言，从21世纪初，研发团队就确定了发展四维变分同化技术的目标，且当时国际气象领域已有部分成果产出。开始时间晚、基础差，研发人员面临的挑战和困难可想而知。

　　GRAPES全球四维变分同化系统，不仅解决了非静力模式切线性与伴随模式研发中的系列关键技术难点（线性化动力框架与物理过程、数字滤波弱约束、多重增量分析、高效并行计算方案和极小化算法等），还增加了卫星资料的观测使用量，使得预报技巧、准确率显著提升。对这一前沿技术的攻关，他们用了10余年时间。

　　该项技术的业务应用，可以说是我国数值预报发展的重要成果之一，凝聚了诸多相关领域的结晶，包括计算数学、卫星等遥感探测技术、高性能计算机科学等方面。

　　其实，在数值预报中心成立之前，在预报业务系统上，我国主要走的是引进、集成、改进、应用的技术路线，造成工作难以深入涉及核心技术的改进，业务系统的可持续发展受到限制。

　　但在开启GRAPES的自主研发工作之后，工作模式出现了根本性转变。

　　“自主创新绝不是照搬国外先进的系统和产品，中国必须要有自己的数值预报，这需要坚持既定技术路线不动摇，不断累积，在实践中磨砺前行。”正如数值预报中心副主任沈学顺所说，坚定不移走自主创新的道路，中心在队伍的专业化建设、分工合作以及科研攻关等各个方面，都投入了更多力量。

　　第二个让龚建东记忆犹新的时刻，同样发生在2018年。当年的11月28日，国家级完整数值预报业务体系的最后一块拼图——GRAPES全球集合预报系统通过业务化验收评审，标志着我国建成了以自主研发的GRAPES为核心的全球、区域确定性和集合预报系统，并对台风、环境响应、海浪等专业模式提供支撑的完整数值天气预报体系。

　　在建立完整数值预报体系的同时，还发展了包括检验技术、诊断技术、业务化应用能力、产品对外服务支撑能力的完整链条，多方面缩小了与国际先进业务数值预报中心的差距。通过引进来、走出去和多途径广泛联合国内外资源，探索出了适合国情的数值预报发展方式。

　　“我们的科技领军人才几乎都在欧洲中期天气预报中心或美国等技术先进国家开展过访问工作，真正把引进来和走出去相结合。”龚建东介绍，在学习借鉴国外先进模式技术和组织管理经验的同时，也分享我们在数值预报发展中的做法，深入的国内外交流对数值预报中心的发展具有积极作用。

　　注入发展动力 锻造数值预报业务全链条研发队伍

　　以超强台风级别登陆浙江温岭的“利奇马”，可谓2019年汛期的一匹“烈马”。而在对“利奇马”的路径捕捉和预报中，风云四号A星与GRAPES数值预报隔空星-地互动，彼此成就——

　　数值预报中心团队采用GRAPES全球切线性与伴随模式，确定未来48小时影响我国东部区域预报的观测敏感区，设定目标观测区范围，并会同国家卫星气象中心相关团队，确定目标观测区。随后，风云四号A星调整观测方式，加密观测得到的资料，又经过GRAPES全球四维变分同化系统同化应用，有效改善模式的初始场，最终提高台风路径及强度预报的水平……

　　这一系列动作只是国家级数值预报业务体系面对复杂天气过程的一次实践。而高效有序的应对配合除了需要科技发展进步以外，更离不开人才的成长与队伍的建设。

　　十年来，数值预报中心依循“两步走”发展战略和总目标，进一步明晰了加快队伍成长，营造良好内外环境和激发科研动力与活力的工作计划，并持之以恒贯彻落实。

　　鉴于领军人才不足、研发经验不够，以及高薪引智条件有限等实际，数值预报中心在借势和用好外部高端智力与资源、促进数值预报开放式发展上积极探索，在“为我所用”上发力——

　　组建数值预报国际科学指导委员会，成员大多来自国际先进数值预报中心和相关大学与科研机构，协助把好数值预报和新技术发展方向、关键技术路线，并对重大技术难题进行会诊和指导。

　　建立数值预报中心关键技术问题专题研讨制度，在技术路线选择、方案确定、研发问题分析等方面充分吸收专家意见和智慧。

　　加强对国外数值预报资源和优势的分析研究，确定重点双边合作对象，开展定向技术交流。

　　与清华大学地学中心共建数值预报联合实验室，利用科研专项，凝聚部门内外数值预报骨干资源进行联合攻关，推动开放式发展。

　　同时，数值预报中心结合自身业务及人员构成实际，详细制定并坚持实施分层次人才培养计划，在提升队伍能力上持续发力。在国家级层面，基于首批国家重点领域科技创新团队成功申报结果，培养锻造领军科学家；组建中国气象局数值预报攻关团队，目的是在资料同化、集合预报、模式研发、高性能计算等5个关键方向培养国家级数值预报首席科学家；在中央气象台设立数值预报团队，以培养青年骨干为主要目标，使青年人才在学习和磨炼中形成科研思维。

　　不仅如此，数值预报中心还常常给中青年骨干人才“压担子”，通过牵头国家和部门科技项目，使其在实践中历练科研组织能力，进一步提升解决实际问题的工作水平。

　　人才的培养与思想引领和持续建设密不可分。

　　在国家气象中心党委领导下，数值预报中心深入学习领会习近平新时代中国特色社会主义思想，将两个“全面”贯穿于研发工作之中，注重“同部署、同谋划、同推进、同考核”，推动业务与党建深度融合，将支部建在连队上，让党支部在数值预报业务研发进程中更好地发挥战斗堡垒作用。弘扬“攀登、坚持、奉献、创新”的精神，营造讲政治、守纪律、能担当、比贡献的工作氛围。

　　（来源：《中国气象报》2020年4月28日四版 责任编辑：王美丽）