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(xué)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(xué)會年會在陜西西安舉辦。本屆年會主題是“加強學(xué)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(xué)術(shù)活動，15個學(xué)科委員會根據(jù)學(xué)科特點分別組織了交叉學(xué)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(xué)術(shù)交流活動。來自國家氣象中心、中國氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報中心、中國人民解放軍空軍氣象中心、中國科學(xué)院大氣物理研究所、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等多家單位的科研人員參加了分會場的交流活動。

從學(xué)科發(fā)展史來看，數(shù)值天氣預(yù)報（NWP）是氣象科學(xué)較新的領(lǐng)域。從20世紀(jì)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(xué)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(xué)問題。可以說，S8分會場的交流活動基本顯示了我國當(dāng)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(xué)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(xué)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(xué)者就GRAPES全球模式對臺風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(xué)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(xùn)學(xué)院的教師還以歐洲31國氣象合作組織（EUMETNET）開發(fā)的培訓(xùn)項目EUMETCAL為例，向與會人員介紹了歐美NWP應(yīng)用培訓(xùn)進展情況和國內(nèi)氣象部門NWP教育培訓(xùn)情況（圖2）。正如主持人——中國氣象學(xué)會數(shù)值預(yù)報委員會主任委員、中國氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報中心副主任沈?qū)W順——所說，NWP教育培訓(xùn)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(xùn)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(xùn)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(fēng)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(fēng)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)科的長遠發(fā)展是至關(guān)重要的。

從參加學(xué)術(shù)交流活動的人員年齡上看，30～40歲的年輕學(xué)者是主力軍。在交流討論環(huán)節(jié)，不少專家學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)術(shù)活動，會增強這批年輕NWP學(xué)者了解前沿，全面把握所做研究的能力，以及他們的學(xué)術(shù)交流能力，為NWP學(xué)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(xué)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(xùn)學(xué)院葉夢姝 提供）

（作者機構(gòu)：中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院）