來源：人民日報中央廚房-藍藍天工作室

陰晴雨雪等天氣預報信息，和我們的日常生活息息相關。您知道天氣預報到底是怎麼做出來的，靠的是什麼“神器”嗎？

我們每天看到、聽到的氣象預測，主要來自“數值天氣預報”。自主研發中國自己的數值預報核心技術，是氣象人一直以來的共同願望。2010年4月28日，中國氣象局數值預報中心成立。經過10年堅持不懈地砥砺攻堅，我國數值天氣預報不但實現了自主研發、應用、改進、發展的良性循環，而且基于自主技術，全面建立了國家級數值天氣預報業務體系并實現應用服務。

數值天氣預報是基于數學、物理學方法，利用高性能計算機客觀定量計算未來天氣演變的科學技術。在數值天氣預報的基礎上，預報員們再根據自己的經驗做出判斷，加以訂正，就形成了我們獲得的預報信息。

中國科學院院士、國家最高科技獎獲得者曾慶存，是天氣動力學和數值預報領域的“大咖”級專家。他表示，我國從上世紀80年代初正式成立數值天氣預報業務單位，至今已近40年了。“曆經長期努力奮鬥，克服了從基礎設備到模式發展、再到業務化的重重困難，再經數值預報中心成立後這10年來的飛躍進步，終于有了我國自主的可為全國和全世界服務的數值天氣預報業務系統，是中國成為世界氣象中心之一的主要科技支撐。”

上圖：中央氣象台5月5日10時繼續發布強對流天氣藍色預警。天氣變化和億萬公衆息息相關，備受關注。

核心科技要掌握在自己手裡

大氣是一種流體，它的基本運動遵循着流體力學基本理論。氣象學家們通過對大氣運動所遵從的流體力學和熱力學的基本定律進行理論推導，得到了一組關于大氣運動的基本方程組，包括運動方程、熱力學方程、連續方程、狀态方程和水汽方程。在已知大氣當前狀态與大氣周邊環境的條件下，求取方程組的近似數值解，這就是數值天氣預報。

我國數值預報業務系統研發和支撐能力建設起步較晚，上世紀80年代采取了引進國外全球數值預報核心技術的方式，建立數值預報業務和服務體系。但自主研發中國自己的數值預報核心技術，卻是氣象人一直以來的共同願望。

數值天氣預報作為氣象業務的核心科技，不僅關系我國氣象事業發展，更是保障國計民生和國防安全的國家核心科技的重要組成部分，對保障生命安全、生産發展、生活富裕、生态良好等不可或缺。數值天氣預報重要性突出、研發難度大、涉及領域廣，被譽為氣象事業的“芯片”。

“數值預報是業務天氣預報的支柱，準确的天氣預報，離不開數值預報作為第一依據。”中國工程院院士許健民表示，“數值預報模式複雜、系統内部各分量之間聯系緊密，開發工作的體量和難度極大，需要多個專業高水平的科學家有效地組織起來，齊心協力，長期通力合作，才能完成。因此，數值天氣預報在一定程度上反映了一個國家的綜合科技實力和水平。”

中國要有自己的數值預報，核心科技要掌握在自己手裡！2000年，中國氣象局作出我國未來數值天氣預報業務發展技術路線由國外引進為主轉為自主開發為主的決策，開啟了我國新一代數值天氣預報系統GRAPES（全球和區域同化預報系統）的自主研發工作。

2010年，集中數值預報研發和業務力量組建而成的數值預報中心團隊，開始了艱難攻關：研發全球模式物理過程，體現中國天氣氣候特征；攻關四維變分同化關鍵技術，研發多平台、多傳感器衛星資料同化應用技術；解決高性能計算和支撐平台等各類瓶頸問題……

“10年不懈努力，我國數值預報業務發展方式完成了從引進為主到自主研發為主的重大轉變，建成了高低分辨率搭配适當、确定性和集合預報有機結合的具有完整自主技術的數值天氣預報體系。”國家氣象中心主任王建捷表示。

“我國的數值天氣預報和國外的差距全方位縮小。”數值預報中心副主任龔建東說：“從2010年到2020年，我們的GRAPES全球數值預報可用時效從6天提高到7.5天，快于國際上先進數值預報中心同期發展速度。”

上圖：中國氣象局數值預報中心副主任龔建東在介紹有關情況。（劉毅/攝）

48小時以内時段天氣預報達到國際先進水平

數值預報創新團隊2013年入選科技部“創新人才推進計劃重點領域創新團隊”，成為我國氣象領域首批入選的國家級科技創新團隊。數值預報中心穩紮穩打，一步一個腳印推動我國數值預報加速發展。

2016年，GRAPES全球預報系統正式業務化運行并面向全國下發産品，這是我國數值預報核心技術實現國産化的重要标志，也宣告我國從全球預報到區域高分辨率預報核心技術擺脫了受制于人的局面。

2018年7月，帶有四維變分同化系統的GRAPES全球預報系統實現業務運行，我國業務數值天氣預報同化技術邁入國際前列，成為國際上少數具有自主研發和業務應用四維變分同化系統的數值預報中心之一。

2018年12月，随着GRAPES全球集合預報系統實現業務應用，我國數值天氣預報體系補齊了最後一塊“短闆”，标志着我國建成了以自主研發的GRAPES為核心的全球、區域确定性和集合預報系統。GRAPES自2005年初步研發成功之後，曆經13年深化改進，終于建成了完整數值天氣預報體系。

2019年7月，GRAPES區域模式實現全國範圍3公裡分辨率業務化運行，為全國各地開展局地強對流、極端天氣預報預警工作提供重要支撐。

“數值預報中心成立10年來飛速進步、成績巨大，建成擁有我國自主技術的數值氣象預報業務體系，滿足了我國現階段國家安全和經濟建設對氣象保障的需求，成為我國天氣預報的主要科學支柱，為以後可持續發展奠定了良好基礎。”中國工程院院士、數值預報專家李澤椿說。

“GRAPES預報準确率逐年提高，特别是在業務天氣預報最為關注的48小時以内時段，已經達到國際先進水平。”許健民表示，“這與數值預報中心重視中國自己常規觀測資料、衛星雷達資料的同化應用分不開，也對在複雜的國際環境中維護中國氣象數據的獨立自主，起了重要的作用。”

2017年，中國氣象局被世界氣象組織正式認定為世界氣象中心，成為全球9個世界氣象中心之一。這标志着我國氣象現代化整體水平邁入世界先進行列。“中國氣象局被認定為世界氣象中心，自主研發的GRAPES數值預報體系是最重要的因素。”龔建東說。

展望未來，國家重點領域科技創新團隊負責人、數值預報中心副主任沈學順說：“我們這支團隊任重道遠，自主創新有了好的開端和新的起點，未來将繼續瞄準國際科技前沿，秉承‘工匠精神’，打好基礎，堅持不懈并不斷加快科技實力的積累，為國家做出更大貢獻。”

（人民日報中央廚房·藍藍天工作室 劉毅 趙貝佳）

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