將極大提升極端天氣預警能力！中國氣象局發(fā)布未來10年地球系統(tǒng)預報發(fā)展戰(zhàn)略

12月18日，中國氣象局舉行《地球系統(tǒng)預報發(fā)展戰(zhàn)略（2025—2035年）》（下稱《戰(zhàn)略》）新聞發(fā)布會。

會上，中國氣象局黨組成員、副局長畢寶貴介紹，在技術路線上，《戰(zhàn)略》提出“雙輪驅(qū)動、數(shù)智融合”的發(fā)展路徑。一方面，繼續(xù)深化基于物理規(guī)律的數(shù)值預報，通過超級計算機精確模擬地球各圈層的演變過程；另一方面，充分發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢，讓機器學習從海量氣象數(shù)據(jù)中挖掘預報規(guī)律。

我國迫切需要提高天氣氣候預報預測能力

畢寶貴首先介紹了背景：為貫徹落實國家防災減災救災和應對氣候變化等重大戰(zhàn)略，我國迫切需要提高天氣氣候預報預測能力，這只有充分考慮地球系統(tǒng)各圈層之間的相互作用才能實現(xiàn)。世界氣象組織也明確強調(diào)各國家氣象機構要加強地球系統(tǒng)框架下的天氣、氣候、水和環(huán)境預報預測能力建設，也就是地球系統(tǒng)預報。

▲資料圖 圖據(jù)圖蟲創(chuàng)意

中國氣象局地球系統(tǒng)數(shù)值預報中心主任龔建東表示，地球系統(tǒng)預報是將地球各個圈層作為一個相互耦合的整體，在統(tǒng)一框架下對大氣、海洋、陸地、冰凍圈和生物圈等多圈層進行綜合模擬和預測的預報體系。與傳統(tǒng)預報相比，二者基礎理論和技術體系一脈相承，同樣依托觀測資料、物理規(guī)律和高性能計算支撐。但傳統(tǒng)預報主要聚焦大氣、側重天氣現(xiàn)象刻畫，而地球系統(tǒng)預報通過融合數(shù)值模式、人工智能和數(shù)字孿生等先進技術，實現(xiàn)對多圈層相互作用及其反饋機制的整體表征，不僅拓展了預報對象的覆蓋范圍，也更加注重風險形成、演變和影響評估。

中國氣象局于2024年發(fā)布了下一代天氣氣候一體化數(shù)值預報模式，同年發(fā)布了“風雷”“風清”“風順”三個人工智能預報模型。龔建東表示，要打造世界先進水平的地球系統(tǒng)預報，還需要在一批關鍵核心技術上實現(xiàn)突破。

首先是研發(fā)全耦合的地球系統(tǒng)模式，重點突破全球公里級、區(qū)域百米級的大氣模式，緊密耦合多圈層分量模式，同時強化觀測資料的有效應用。

二是人工智能預報模型實現(xiàn)深度創(chuàng)新，重點是在天氣—氣候一體化模型研制、多圈層耦合以及端到端應用等方面實現(xiàn)突破。

三是數(shù)值預報與人工智能要實現(xiàn)深度融合，有效提升模型的預報精度和運算效率。

人工智能模型幫助下

3分鐘可生成未來15天全球天氣預報

中國氣象局雄安氣象人工智能創(chuàng)新研究院院長劉作挺在會上介紹，人工智能預報模型突破傳統(tǒng)數(shù)值預報的性能瓶頸與算力依賴，已成為推動地球系統(tǒng)預報向前發(fā)展的有力工具和加速器。

首先，人工智能預報模型憑借對海量多源數(shù)據(jù)的深度挖掘能力，打破了傳統(tǒng)物理建模對復雜過程的表征局限，有效提升預報的精準度與覆蓋范圍。目前，中國氣象局的“風清”“風順”模型、華為的盤古模型以及歐洲中期天氣預報中心的人工智能模型均在業(yè)務中實現(xiàn)部分指標超越傳統(tǒng)數(shù)值模式，在臺風路徑、高溫過程、降水落區(qū)、次季節(jié)等預報中展現(xiàn)出優(yōu)勢。

其次，在計算效率上，人工智能模型實現(xiàn)了指數(shù)級提升。例如，中國氣象局“風清”模型僅需3分鐘即可生成未來15天全球天氣預報，大幅縮短了預報產(chǎn)品迭代周期，為災害應急響應、實時決策提供了關鍵時間窗口。

當前，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、科研院所相繼推出了人工智能預報模型。劉作挺表示，地球系統(tǒng)預報涉及大氣、海洋、陸面、冰凍圈等多個圈層，是一項多部門參與、多學科交叉的復雜系統(tǒng)工程，單靠某一類技術或單一主體難以支撐。從2024年起，中國氣象局通過舉辦人工智能預報示范計劃等活動，聯(lián)合高校、科研院所和企業(yè)，共同構建人工智能預報協(xié)同創(chuàng)新和應用體系，以業(yè)務需求和應用引領人工智能地球系統(tǒng)預報技術研發(fā)，已取得較好的成效。中國氣象局還設立了國家級新型研發(fā)機構雄安氣象人工智能創(chuàng)新研究院。

據(jù)悉，圍繞上述技術路線，《戰(zhàn)略》系統(tǒng)規(guī)劃了八大重點任務，包括要建設地球系統(tǒng)數(shù)字基礎設施，建立無縫隙的智能預報業(yè)務體系，實現(xiàn)從分鐘級到年代際的全尺度氣象預報能力。

中國氣象局預報預測司司長梁豐介紹，地球系統(tǒng)數(shù)字基礎設施主要包括三個部分：多圈層數(shù)據(jù)基礎底座、多圈層耦合模型和開放共享的數(shù)據(jù)與服務平臺。這套具有完全自主知識產(chǎn)權的地球系統(tǒng)數(shù)字基礎設施建成后，將極大推進部門間數(shù)據(jù)的智能融合與共享服務，還將有效促進地球系統(tǒng)相關學科的深度融合，打破氣象、海洋、地質(zhì)、生態(tài)、社會、經(jīng)濟等學科間的壁壘。

將極大提升極端天氣預警能力

《戰(zhàn)略》的目標是：到2035年，建成自主可控、國際先進的地球系統(tǒng)預報體系。據(jù)悉，主要標志包括：全面建成數(shù)值預報與人工智能優(yōu)勢互補、融合統(tǒng)一的地球系統(tǒng)預報體系，實現(xiàn)全球公里級和局地百米級地球系統(tǒng)模式業(yè)務運行，能夠提供多圈層全覆蓋、從分鐘到月季年和年代際的無縫銜接的預報產(chǎn)品。在應用方面，除了提供更為精準的國內(nèi)氣象預報服務，中國的地球系統(tǒng)預報產(chǎn)品、技術也將支持共建“一帶一路”國家防災減災。

畢寶貴介紹，這個目標將通過兩個五年規(guī)劃穩(wěn)步推進。未來五年內(nèi)，重點實現(xiàn)新一代預報模式的業(yè)務化運行，并建成氣象人工智能模型的統(tǒng)一基礎框架。推動各項技術的深度融合，發(fā)布第一代地球系統(tǒng)數(shù)字服務平臺。2030至2035年間，全面建成統(tǒng)一框架的地球系統(tǒng)預報體系，顯著提升對地球系統(tǒng)多尺度、多圈層相互作用的模擬和預測能力。

畢寶貴表示，地球系統(tǒng)預報能力的發(fā)展，將惠及國家戰(zhàn)略和民生需求的各個領域。在防災減災方面，它將極大提升對極端天氣的預警能力，更好地守護人民生命財產(chǎn)安全。在行業(yè)服務方面，它將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、新能源開發(fā)、交通運輸、金融保險等領域提供更加精準的氣象服務支撐。在生態(tài)文明建設方面，它將為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標、應對氣候變化提供科學依據(jù)。同時，通過與共建“一帶一路”國家合作，為應對全球氣候變化貢獻中國智慧和中國方案。

紅星新聞記者 胡伊文 北京報道

編輯 許媛

審核 王光東