执着守护的生命线气象预报预测工作60年发展扫描

　　10月1日凌晨，北京依旧是大雾天气。到了9点多钟，太阳从云雾中钻出头来，一片蓝天白云，观众拍手称赞：“天气预报太神奇了！”新中国成立60周年首都国庆阅兵，精准的气象预报预测让全世界记住了北京的天空。

　　气象预报预测是国家、社会、公众期盼的长期与现实需求，是履行各级政府职能不可或缺的重要公共产品，也是气象公共服务的前提、气象基本业务系统的核心和整个气象现代化的重要组成部分。

　　新中国成立60年来，中国气象人视气象预报预测为“生命线”，用汗水和智慧，开创了我国预报预测业务发展新局面。从以绘制天气图为主的手工方式到人机交互方式，从以天气图预报为主的手段发展到以数值预报为主、多种方法综合运用的新手段，从传统的定性分析到自动化、客观化、定量化分析方法……如今，以数值预报预测模式为基础，以提高预报预测准确率为中心，集精细化、专业化和时空无缝隙，综合处理、应用各类资料和信息的预报预测现代化特征越来越明显。

　　创造一个奇迹：自主研发数值预报系统

　　数值预报水平的高低，是一个国家气象现代化水平高低的重要标志。

　　2009年，由我国完全自主研发的全球数值天气预报系统（GRAPES全球数值预报系统）取得实质性进展，已经具有较好的预报水平，对影响我国主要天气系统的预报能力进一步提高。目前，该系统的可用预报时效已达到6天。

　　20世纪50年代，我国科学家才开始着手研究数值天气预报，但由于当时计算机条件限制等多种因素，数值预报业务基本处于停滞状态。在发达国家，数值预报已经“热乎乎”，而在我国，“搞数值预报是不是中国气象预报路子”还在饱受质疑。

　　然而，在半个世纪之后，中国数值预报的发展让全世界震撼。其中，有两个词不得不提。

　　一个是引进发展。1991年，在引进欧洲中期天气预报模式的基础上，我国第一代中期数值预报业务系统建成并投入业务运行。该系统可预报性为3～5天。随着计算机设备的更新和对引进的预报模式的改进，90年代后期，我国中期数值天气预报系统已可每天制作全球10天的预报，同时开始开展中尺度数值模式的研发。

　　进入21世纪，我国最早从欧洲中心引进的并在其基础上不断开发的中期数值预报模式经历了从T106、经T213、到T639的逐步升级。T639与T213相比，除了水平分辨率从62KM提高到35KM、垂直分层从31层增加到60层，还在一定程度上填补了海面上空无探空资料的缺陷，明显提高了模式预报质量。T639的可用预报时效在北半球达到6.5天。

　　另一个是自主研发。特别是21世纪初叶，在我国天气预报发展史上，由中国气象局科技人员自主研发的具有自主知识产权的数值预报系统GRAPES投入业务运行是一个里程碑。该模式的动力框架完全是自主研发的。GRAPES中尺度模式的水平已经与目前国际上最先进的中尺度模式WRF相当。

　　在举世瞩目的2008年北京奥运会上，气象服务受到社会各界的赞誉。而在其背后，GRAPES功不可没。GRAPES作为唯一由中国发展的预报系统，加入世界气象组织北京2008年奥运会预报示范和研究示范计划，凭借精细化的预报一举成名。中国气象局局长郑国光说，GRAPES模式系统的发展虽然取得了一定的成绩，有了很好的基础，但要达到国际一流的先进水平，仍需付出艰苦的努力。要将该模式系统发展成为国际先进的数值天气模式系统，为提高中国气象预报准确率和精细化水平做出重要贡献。

　　60年来，中国气象人以伟大的实践创造了自主研发数值预报系统的历史奇迹，已经基本建立由全球中期天气预报模式、中尺度数值天气预报模式、全球集合预报系统、热带气旋路径数值预报模式等组成的数值天气预报业务体系，数值天气预报水平显著提高。

　　实现一种转变：人机交互代替手工作业

　　“参加开国大典天气预报时，手头只有几张天气图，大量的时间都花费在手工分析了，现在预报员可随时通过多种系统、平台获取资料，实在让人羡慕。”说起现在的气象预报，曾参加过开国大典气象保障，今年已是84岁高龄的老预报员章淹心情异常激动。

　　曾几何时，制作短期天气预报都是以天气图为主要工具。

　　我国在获取气象信息极度困难的50、60年代，绘制天气图及各类辅助图表是制作天气预报的第一道难关。为了填补青藏高原探空资料的空白，每次分析高空图时需要用本已稀少的地面气压（场压）和温度逐点计算其上空的高度。

　　当时制作天气图的整个流程全为手工操作，先由填图员每天把数以万计乃至数十万计的数据、符号一个个填在天气图上，再由预报员进行手工分析。由于缺乏快速的计算工具和手段，预报员所需的各种物理量和辅助图表无法提供，只能手工绘制一些简单的图表。

　　如今，自动填图早已取代了手工填图。为实现天气预报业务的客观、定量、自动化，中国气象局组织开发了新一代天气预报人机交互处理系统（MICAPS），其初级版本于1996年投入业务运行。至此，预报业务真正实现从传统的手工作业方式向人机交互方式的转变。

　　MICAPS的建成，改变了传统的天气预报操作程序，提高了中短期天气预报的效率，特别是台风、寒潮、暴雨等重大灾害性天气预报效率。新系统在1998年长江流域和嫩江、松花江流域特大洪涝以及其后的一些重大气象灾害期间的预报业务和服务中发挥了重要作用。

　　随后，人机交互预报平台的功能迅速扩展。采用边研制、边试用、边改进的方式，MICAPS频繁变脸、升级。从2004年起，MICAPSV2.0先后在全国2200多个气象台站安装并投入业务应用，其英文版通过验收还支援了越南、缅甸、马尔代夫、孟加拉等国家。

　　2008年7月和2009年年初，MICAPSV3.0已进行了两次重要升级，大大提高了系统稳定性、启动和运行效率。目前，MICAPS系统已经成为在全国范围内通用的标准业务预报分析平台，在预报预测业务和科研工作中起到了基础性和关键性作用。该系统的开发和应用，标志着我国的气象信息综合分析处理系统的研发进入了一个新的阶段。

　　提炼多种方法：从定性走向定时定点定量

　　在2008年北京奥运会上，以数值预报为基础，以天气学和动力学相结合的现代天气预报技术方法，在各种复杂天气的预报和服务中游刃有余，出产了定时、定点、定量的精细化天气预报，且受到各国气象界的好评。

　　而让我们将历史镜头回放到20世纪50年代，这一时期，预报方法大多是基于天气图的经验预报方法和地区及县站发展起来的单站预报方法。由此得出的晴雨预报及其准确率根本不能满足社会需求，当时气象部门基本上还不具备对外发布暴雨等灾害性天气预报的能力。

　　从经验预报方法到现代天气预报方法，从粗略的定性分析到客观、定量化预报，我国的预报预测技术方法发生了翻天覆地的变化。新中国成立以来，预报预测准确率稳步提高，预报预测业务现代化持续上台阶。

　　历史不会忘记，20世纪80年代初，在重点发展数值预报的同时，各级气象台站狠抓预报经验的总结，并编写《天气预报指导手册》；华东区域各级气象台站开始试验和研发短时临近预报业务，并逐步应用于暴雨、冰雹等强对流天气的预报。

　　紧随其后，数值预报与其他方法综合应用，天气预报水平提升明显。20世纪90年代，中央气象台和绝大部分省级台对重大灾害性天气，如春播低温阴雨、汛期强降水造成的洪涝、干旱持续与转折的中期预报明显好于80年代。其中，对1991年江淮洪涝、1994年和1996年汛期中我国南北方大降水雨带，都成功作出预报。

　　提高预报准确率，永无止境。进入21世纪，除了发展数值预报模式，中国气象局组织多个单位联合开发了强对流天气临近预报系统，并大胆尝试开展长时效的中期预报；同时，初步建立了覆盖水文、地质灾害、交通、森林（草原）火险、核污染应急响应、空气质量等多个领域的应用气象业务系统。

　　不仅如此，新中国成立60年来，我国气候业务能力显著增强，初步形成了具有中国特色的短期气候预测业务体系。国家气候中心已经成为世界气象组织14个能发布年、季、月短期气候预测产品的机构之一，模式产品解释应用工作已成为省级和区域气候预测业务的主要手段。这为我国政府开展应对气候变化提供了重要的技术支撑。

　　如今，精细化的气象预报预测已经在国人的心中牢牢地铭刻。尽管要作出精细化预报预测难上加难，但是，竭尽全力使预报预测技术实现由传统的定性分析方式向自动化、客观化和定量化分析方向的重大变革，始终是中国气象人执著守护的生命线，是永远不变的抉择。