从“经验预报”到“精准到时”:立体观测网与数值预报驱动我国气象服务跃升

问题——极端天气多发对“更早、更准”提出新要求 受气候变化影响,强对流、极端降雨、台风等灾害性天气更具突发性,影响范围更广,往往还会引发连锁风险。过去主要提供“是否降雨、风力几级”等相对粗略的预报,已难以满足城市精细化运行、重大工程建设、交通安全组织、农业防灾减灾等对时空精度的现实需求。能否把“哪里下、何时下、下多大、影响到谁”讲清楚,成为现代气象服务的关键问题。 原因——基础设施与关键技术“双轮驱动”夯实能力底座 提升预报预警质量,首先取决于观测能力的整体提升。近年来,国家持续加大对气象领域投入。“十四五”以来累计投入约350亿元,实施风云气象卫星、新一代天气雷达等19项重大工程,投入规模约为“十三五”时期的2.3倍,为气象业务现代化提供了支撑。 “看得全、测得准”,依赖覆盖更广、密度更高、协同更强的立体观测体系。目前,我国已建成全球规模最大、覆盖最广的综合气象观测体系,天、空、地、海四个层面形成闭环: ——天上有“天眼”。10颗风云气象卫星在轨运行,形成多轨道业务能力体系。其中风云四号B星可实现区域每分钟一次连续观测,能够及时捕捉海上台风生成和陆地强对流发展,为短临预警提供关键依据。 ——空中有“探针”。131个探空站完成北斗探空系统升级,高空风观测误差明显降低,实现从地面到万米高空温度、湿度、风场等要素的分钟级获取,为模式同化与灾害研判提供更高质量的数据输入。 ——地面有“神经末梢”。10万余个地面气象观测站织密监测网络,平均间距缩小至9.8公里;842部天气雷达持续运行,可对强对流系统进行精细扫描,增强对雷暴大风、冰雹、龙卷风等突发灾害的发现与跟踪能力。 ——海上有“哨兵”。海洋气象锚碇浮标、船舶气象站、海岛观测点与卫星、雷达联动,补齐海域监测短板,为远洋航行、海洋渔业、沿海防台提供支持。 海量观测数据需要更强的计算能力与模型体系来“解读”。在智能算法与算力平台支撑下,我国逐步形成基于国产再分析数据的数值预报模型家族,“风清”“风雷”“风顺”“风源”等相继投入业务应用,部分核心指标达到国际先进水平。例如,“风清”模型可在较短时间内生成未来0至15天、25公里分辨率的全球预报产品,台风路径预报24小时误差控制在较小范围;“风雷”模型在定量降水预报上实现升级,极端暴雨预警提前量平均达到48分钟。观测更密、同化更准、模式更强,构成了预报走向“精准到时”的关键链条。 影响——更精准的预报预警正重塑生产生活方式 预报能力提升的价值,最终要看是否“用得上、用得准、用得及时”。一上,公共服务更贴近日常。面向出行场景,基于“风和”等应用能力,气象风险提示可沿路线推送,提醒公众规避积水、雷雨大风等不利影响。另一方面,服务更深度嵌入行业。农业方面,2300个农业气象观测站监测土壤墒情、作物长势等指标,为精准灌溉、病虫害气象条件预判与防灾减灾提供依据;据业务统计,“十四五”以来涉及的服务助力粮食增收83亿斤。防汛救灾方面,预警发布更强调“直达基层、直达责任人”,通过“叫应”机制与靶向推送,推动预警从“发出去”转向“用起来”,为提前转移避险争取时间,减少人员伤亡和财产损失。 更值得关注的是,能力提升带来的并非单一收益,而是整体风险治理能力的增强。预报精度提高、提前量延长,让城市运行调度更从容,企业停产限产决策更有依据,重大活动保障更可靠,社会运行的韧性随之提升。 对策——以体系化建设推动“预报—预警—响应”全链条闭环 面对更复杂的天气气候风险,气象事业发展需要坚持体系化建设:一是持续完善立体观测网络,补齐海洋、山区等薄弱区域监测能力,提高关键观测设备的稳定性与协同水平;二是加强核心数值模式与关键参数化方案攻关,提升对强对流、台风快速增强、局地极端降雨等难点问题的刻画能力;三是完善预警服务机制,推动与应急、水利、交通、农业等部门联动,把气象信息转化为可执行的行动指令;四是推进数据治理与共享应用,在确保安全的前提下提高跨部门、跨区域的数据流通效率,支撑基层精细化风险管理。 前景——从“可测”走向“可用、好用”,为全球防灾减灾提供更多公共产品 随着新一代观测设备、数值模式与行业应用继续融合,未来气象服务将更突出两大趋势:一是更精细,从“市县预报”向“街区级、分钟级”延伸,强化短临预警与影响预报能力;二是更协同,从单一产品供给转向与城市治理、产业链运行深度耦合,为能源保供、交通组织、农业稳产、重大工程安全等提供“可量化、可决策”的气象支撑。 在国际层面,风云气象卫星资料已为全球133个国家和地区提供实时观测信息。随着全球极端天气风险上升,持续输出高质量气象数据与服务经验,将为国际防灾减灾与气候适应提供更多中国方案与公共产品。

从古人对“天有不测风云”的感叹,到今天“风云可测”的现实,中国气象事业的跨越式发展反映了科技创新的力量。实践表明,只有把关键技术与民生需求紧密结合,才能让创新真正转化为守护生活的能力。面向未来,随着全球气候治理的重要性不断提升,中国气象的经验与能力也将为国际防灾减灾、气候适应与合作发展提供更多支持。