黃哲 賈朋群

數(shù)值預(yù)報：氣象事業(yè)的主戰(zhàn)場
——第33屆中國氣象學會年會“數(shù)值模式產(chǎn)品應(yīng)用與評估”分會場評介

黃哲 賈朋群

一方面，NWP已經(jīng)成為連接動力氣象乃至地球系統(tǒng)等基礎(chǔ)研究的前沿領(lǐng)域；另一方面，NWP作為提高氣象業(yè)務(wù)預(yù)報能力的主要工具，成為決定氣象服務(wù)能力和服務(wù)水平高低的關(guān)鍵要素。

2016年11月2—4日，第33屆中國氣象學會年會在陜西西安舉辦。本屆年會主題是“加強學科融合，助力氣象事業(yè)發(fā)展”，年會共設(shè)立22個分會場和3個專題學術(shù)活動，15個學科委員會根據(jù)學科特點分別組織了交叉學科交流，與會代表在會議主會場和分會場，完成了近2000場次的口頭報告或墻報交流，高密度的氣象科技交流活動在今年秋末，再一次在中原古城被詮釋。

在大會報告結(jié)束后，數(shù)值模式產(chǎn)品應(yīng)用與評估分會場（S8分會場）率先于11月2日下午和3日上午進行了兩個場次的學術(shù)交流活動。來自國家氣象中心、中國氣象局數(shù)值預(yù)報中心、中國人民解放軍空軍氣象中心、中國科學院大氣物理研究所、中國科學技術(shù)大學等多家單位的科研人員參加了分會場的交流活動。

從學科發(fā)展史來看，數(shù)值天氣預(yù)報（NWP）是氣象科學較新的領(lǐng)域。從20世紀50年代科研人員利用計算機進行NWP研究取得成功，隨后陸續(xù)在各國氣象預(yù)報中心投入業(yè)務(wù)化運行，至今還不到一個甲子。然而，目前NWP對于整個氣象科學和氣象預(yù)報業(yè)務(wù)的發(fā)展已經(jīng)起到舉足輕重的作用。一方面，NWP已經(jīng)成為連接動力氣象乃至地球系統(tǒng)等基礎(chǔ)研究的前沿領(lǐng)域；另一方面，NWP作為提高氣象業(yè)務(wù)預(yù)報能力的主要工具，成為決定氣象服務(wù)能力和服務(wù)水平高低的關(guān)鍵要素。因此，NWP日漸成為各國氣象事業(yè)發(fā)展的主戰(zhàn)場，并受到廣泛關(guān)注。本屆氣象年會，S8分會場共收錄論文98篇，其中29篇做口頭報告，另外多篇文章以墻報方式交流，其內(nèi)容涉及全球中期模式、區(qū)域中尺度模式、集合預(yù)報系統(tǒng)的預(yù)報性能及產(chǎn)品應(yīng)用評估等目前NWP領(lǐng)域最前沿的科學問題?？梢哉f，S8分會場的交流活動基本顯示了我國當前NWP研究，特別是業(yè)務(wù)預(yù)報應(yīng)用方面的發(fā)展情況。

從交流內(nèi)容上看，與會學者大多圍繞我國自主研發(fā)，并于2004年投入業(yè)務(wù)化運行的全球/區(qū)域同化預(yù)報系統(tǒng)（GRAPES）展開。學者們或者討論其存在的問題和改進方法，或者提出應(yīng)用該系統(tǒng)進行特別預(yù)報時遇到的具體問題和解決方案。如來自中科院大氣物理研究所的學者就GRAPES全球模式對臺風登陸前72h的路徑預(yù)報能力和提升問題做特邀報告，報告指出，預(yù)報誤差主要來源于GRAPES全球模式的模式誤差，而初始誤差也有一定的貢獻，其中模式誤差主要來源于具有周期性的模式傾向誤差（圖1），而初始誤差則主要來源于初始臺風的強度誤差。此外，“地基GPS/PWV資料在GRAPES區(qū)域模式中的應(yīng)用”、“循環(huán)分析方法在GRAPES-TYM中的初步應(yīng)用”、“人工訂正位渦改進模式預(yù)報技術(shù)”、“廣東風廓線雷達資料對華南區(qū)域模式預(yù)報的影響”等報告，也引發(fā)了參會人員的熱烈討論。

從選題來源上看，雖然與會學者的著眼點主要在于國內(nèi)NWP，但同時也表現(xiàn)出較好的國際視野：無論是模式性能還是NWP產(chǎn)品，很多研究都與國際領(lǐng)先的預(yù)報中心，特別是歐洲中期數(shù)值預(yù)報中心（ECMWF）的模式、方法和數(shù)據(jù)進行對比，為NWP理論研究和國內(nèi)業(yè)務(wù)改進提供了有意義的參考。此外，來自中國氣象局氣象干部培訓學院的教師還以歐洲31國氣象合作組織（EUMETNET）開發(fā)的培訓項目EUMETCAL為例，向與會人員介紹了歐美NWP應(yīng)用培訓進展情況和國內(nèi)氣象部門NWP教育培訓情況（圖2）。正如主持人——中國氣象學會數(shù)值預(yù)報委員會主任委員、中國氣象局數(shù)值預(yù)報中心副主任沈?qū)W順——所說，NWP教育培訓并非是可有可無而是非常重要的，NWP及其產(chǎn)品的相關(guān)教育培訓在世界各國都受到普遍重視。在有效應(yīng)用數(shù)值預(yù)報時代新挑戰(zhàn)方面，教育培訓將發(fā)揮更為重要的作用。

圖1 周期性模式傾向誤差是GRAPES全球模式臺風預(yù)報模式誤差的主要來源，校正模式誤差比校正初始誤差對臺風36h及其以后的預(yù)報技巧的改善作用更為明顯（來源：中國科學院大氣物理研究所 周菲凡 提供）

從選題上看，S8分會場報告大多針對某個具體問題展開，而這些具體問題大多來自業(yè)務(wù)預(yù)報實踐。如果把NWP作為現(xiàn)代氣象科學的一種研究和預(yù)報業(yè)務(wù)范式，隨著信息技術(shù)和人類社會的發(fā)展，它必將面臨更深層次的挑戰(zhàn)。因此，除了預(yù)報業(yè)務(wù)的具體技術(shù)問題之外，對NWP學科原理性的思考、預(yù)報服務(wù)方式的變革等基本問題的深入討論，對于NWP作為一個獨立學科的長遠發(fā)展是至關(guān)重要的。

從參加學術(shù)交流活動的人員年齡上看，30～40歲的年輕學者是主力軍。在交流討論環(huán)節(jié)，不少專家學者對年輕的報告人是否進行了更多試驗或深入研究大多很感興趣，如提問中很多問題圍繞作者是否采用了更完整的數(shù)據(jù)庫進行平行試驗或驗證從而克服一些局限，是否采用其他模擬系統(tǒng)進行類似的試驗等展開。然而，遺憾的是從報告人與其他學者的現(xiàn)場互動情況看，回答大多是有想法但還沒有類似工作開展。這表明，目前國內(nèi)NWP年輕學者雖然創(chuàng)新能力較強，但在結(jié)合自身研究，把握國內(nèi)和世界同領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢、借助先進研究成果闡述自己研究的意義和作用的能力方面，尚有提升的空間。相信通過本次分會場的學術(shù)活動，會增強這批年輕NWP學者了解前沿，全面把握所做研究的能力，以及他們的學術(shù)交流能力，為NWP學科和業(yè)務(wù)發(fā)展發(fā)揮更大的作用?？傮w看來，為期兩天的S8分會場學術(shù)交流成果頗豐，這樣的交流為參會人員后續(xù)開展更深入的NWP研究和業(yè)務(wù)工作起到了極大的推進作用。

圖2 Eumetcal第十屆國際交流工作坊海報：預(yù)報員在數(shù)值預(yù)報時代的危機和挑戰(zhàn)——天氣預(yù)報技術(shù)進展、預(yù)報員角色轉(zhuǎn)變、社會及相關(guān)行業(yè)需求的變化、氣象及水文模式變革、未來業(yè)務(wù)人員的勝任力和崗位技能等（來源：中國氣象局氣象干部培訓學院葉夢姝 提供）

（作者機構(gòu)：中國氣象局氣象干部培訓學院）