2023年福建省數(shù)字氣象智能預(yù)報(bào)技術(shù)應(yīng)用大賽即將于4月12日拉開帷幕。什么是智能天氣預(yù)報(bào)？它又是如何應(yīng)運(yùn)而生的？

回答這個(gè)問題之前，不妨先了解一下數(shù)值模式預(yù)報(bào)。大氣運(yùn)動(dòng)遵循著一定的物理規(guī)律，人們用一套非線性方程組來描述這一規(guī)律，通過利用高性能計(jì)算機(jī)對(duì)方程組進(jìn)行運(yùn)算，得到未來天氣發(fā)展變化狀況。這種預(yù)報(bào)方法稱為數(shù)值模式預(yù)報(bào)。

近年來，隨著各個(gè)行業(yè)對(duì)天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和精細(xì)化水平需求越來越高，傳統(tǒng)的固定觀測(cè)站點(diǎn)和文字定性描述預(yù)報(bào)已無法覆蓋和表達(dá)精細(xì)的時(shí)間和空間信息，急需發(fā)展全覆蓋、無縫隙、精細(xì)化的網(wǎng)格天氣預(yù)報(bào)。由于網(wǎng)格天氣預(yù)報(bào)的高頻滾動(dòng)、高時(shí)空分辨率等特征，傳統(tǒng)人工制作天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品的方式已經(jīng)無法適應(yīng)發(fā)展需求，需要把預(yù)報(bào)員的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的智能算法，由計(jì)算機(jī)基于數(shù)值模式預(yù)報(bào)和海量實(shí)況資料自動(dòng)生成各類氣象要素的網(wǎng)格客觀預(yù)報(bào)產(chǎn)品，這個(gè)過程就是智能預(yù)報(bào)。

海量實(shí)況資料如何獲取？“天羅地網(wǎng)”式的觀測(cè)是智能預(yù)報(bào)的前提。福建省氣象部門建成全國首部s波段雙偏振相控陣天氣雷達(dá)，構(gòu)建了由9部新一代天氣雷達(dá)、20部風(fēng)廓線雷達(dá)、11部x波段雷達(dá)，7個(gè)海洋浮標(biāo)和2100多個(gè)自動(dòng)氣象站組成“陸海空天”一體化精密觀測(cè)格局，實(shí)現(xiàn)了對(duì)災(zāi)害性天氣的分鐘級(jí)監(jiān)測(cè)。

有了海量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，將其直接導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中，不就能輕而易舉得到預(yù)報(bào)結(jié)論了？答案是否定的。數(shù)值模式預(yù)報(bào)并不能完全模擬極其復(fù)雜的大氣變化，不同模式預(yù)報(bào)的結(jié)果都不相同，甚至?xí)霈F(xiàn)大相徑庭的狀況，并且沒有一種模式是能穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)報(bào)。這就需要預(yù)報(bào)員根據(jù)所掌握的實(shí)況信息，結(jié)合本地天氣氣候特征和主觀經(jīng)驗(yàn)，對(duì)模式預(yù)報(bào)進(jìn)行人工訂正，并形成一套可供計(jì)算機(jī)識(shí)別的智能算法。智能算法在融合、處理海量數(shù)據(jù)信息中的先天優(yōu)勢(shì)，可以在一定程度上代替預(yù)報(bào)員在會(huì)商中整合、分析信息的過程，將預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)內(nèi)化。它不僅能夠大幅減少預(yù)報(bào)員工作量，也是輔助預(yù)報(bào)員實(shí)現(xiàn)更加高效、精準(zhǔn)預(yù)報(bào)的“好幫手”。

省氣象局長期大力發(fā)展以國產(chǎn)數(shù)值模式為核心、全國領(lǐng)先的智能預(yù)報(bào)算法，預(yù)報(bào)質(zhì)量位居全國前列。算法被國家氣象中心及8個(gè)?。ㄊ校┮M(jìn)使用，并在第二屆全國智能預(yù)報(bào)技術(shù)方法交流大賽上，取得了降水、溫度兩個(gè)單項(xiàng)第一和團(tuán)體第二的好成績。

如今，憑借“無縫隙、全覆蓋”的智能網(wǎng)格天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系，“定位、定量、逐時(shí)、滾動(dòng)”的天氣預(yù)報(bào)已落到老百姓的指尖上。目前正完善的24小時(shí)快速更新預(yù)報(bào)系統(tǒng)，將推出每5-10分鐘滾動(dòng)更新、百米級(jí)分辨率的預(yù)報(bào)產(chǎn)品，天氣預(yù)報(bào)有望向“分鐘級(jí)、百米級(jí)”邁進(jìn)。

每一種技術(shù)方法都可以結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際被加以改良，形成本地化、個(gè)性化的“獨(dú)門秘籍”，實(shí)現(xiàn)“智能預(yù)報(bào)”向“智慧服務(wù)”的有效轉(zhuǎn)化。

隨著“藍(lán)眼淚”景觀掀起旅游熱潮，平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)氣象局通過分析“藍(lán)眼淚”發(fā)生期間氣象要素的變化特征，嘗試運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)建模方法建立了“藍(lán)眼淚”氣象條件概率預(yù)報(bào)模型，并基于歷史數(shù)據(jù)集對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，使預(yù)報(bào)模型準(zhǔn)確率達(dá)75%，并成功制作發(fā)布了全國首期“平潭藍(lán)眼淚氣象條件概率預(yù)報(bào)”圖形產(chǎn)品，讓慕名“追淚”的游客乘興而來，也能盡興而歸。

不僅如此，云海日出預(yù)報(bào)、高速交通氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)、森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)預(yù)報(bào)產(chǎn)品也層出不窮。

天氣智能預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展，無疑是為預(yù)報(bào)能力提升注入核心動(dòng)力的一劑“強(qiáng)心針”，它從來不是閉門造車，而是摸著石頭過河，是更深入、更廣泛的合作交流，是不同思維碰撞出的火花，而這，也是舉辦本次智能預(yù)報(bào)技術(shù)應(yīng)用大賽的最終目的。（中國氣象報(bào)福建記者站?廖玥）