地球系统预报能力发展 助力美好生活

郭静原 2025-12-18 20:17:29

近日,中国气象局发布《地球系统预报发展战略(2025—2035年)》(以下简称《战略》),旨在建成自主可控、全球领先的地球系统预报体系,为防灾减灾、应对气候变化及生态保护等国家重大战略提供坚实支撑,为数字时代经济社会发展贡献智慧。

《战略》提出的目标是到2035年,要建成自主可控、国际先进的地球系统预报体系。主要标志包括:全面建成数值预报与人工智能优势互补、融合统一的地球系统预报体系,实现全球公里级和局地百米级地球系统模式业务运行,能够提供多圈层全覆盖、从分钟到月季年和年代际的无缝衔接的预报产品。在应用方面,除了提供更为精准的国内气象预报服务,中国的地球系统预报产品、技术也将支持共建“一带一路”国家防灾减灾。

中国气象局副局长毕宝贵介绍,在技术路线上,《战略》创新性地提出了“双轮驱动、数智融合”的发展路径。一方面,继续深化基于物理规律的数值预报,通过超级计算机精确模拟地球各圈层的演变过程;另一方面,充分发挥人工智能的优势,让机器学习从海量气象数据中挖掘预报规律。最终,通过这两种技术的深度融合,让预报既遵循科学规律,又具备智能化的精准和效率。

当前,人工智能成为推动气象高质量发展的新引擎,越来越多的互联网企业、科研院所相继推出人工智能预报模型。中国气象局雄安气象人工智能创新研究院院长刘作挺表示,人工智能预报模型也是地球系统预报“物理—数据”双轮驱动新范式的核心引擎之一,其作用不仅体现在助力预报性能进一步提升,更为地球系统预报的跨越式发展提供重要的技术支撑。

“人工智能预报模型凭借对海量多源数据的深度挖掘能力,能够打破传统物理建模对复杂过程的表征局限,有效提升预报的精准度与覆盖范围。”刘作挺说,目前,中国气象局的“风清”“风顺”模型、华为的盘古模型以及欧洲中期天气预报中心的人工智能模型均在业务中实现部分指标超越传统数值模式,在台风路径、高温过程、降水落区、次季节等预报中展现出优势。

此外,人工智能技术还可以改变地球系统预报对高性能算力的依赖,在计算效率上,人工智能模型实现了指数级提升。比如,华为盘古天气模型将传统数值模式数小时的计算过程压缩至秒级;中国气象局“风清”模型仅需3分钟即可生成未来15天全球天气预报,大幅缩短了预报产品迭代周期,为灾害应急响应、实时决策提供了关键时间窗口。

“地球系统预报涉及大气、海洋、陆面、冰冻圈等多个圈层,是一项多部门参与、多学科交叉的复杂系统工程,单靠某一类技术或单一主体难以支撑。”刘作挺表示,下一步,中国气象局将基于雄安气象人工智能创新研究院建立产学研用一体的联合研发创新平台,牵头开展人工智能预报模型的研制,坚持模型架构、算法等核心技术自主可控,建成天气—气候一体化、具备多圈层耦合能力的人工智能预报模型体系,努力在激烈的国际竞争中保持优势水平。

地球系统预报能力的发展,将如何惠及百姓日常生活?“《战略》的核心价值在于通过科技进步,系统性提升气象预报服务能力,使其在精准性、丰富性和可靠性方面实现跨越,更有效地支撑百姓生产生活与国家发展全局。”中国气象局预报预测司司长梁丰表示,未来,更精准的天气预报将显著提升生活便利与安全保障水平。依托高分辨率数值模式、人工智能模型技术,将有效提升强降雨、雷暴大风、冰雹、寒潮等灾害性天气的预报能力,直接服务于防灾减灾决策与行动。例如,在台风或暴雨来临前,为人员转移、物资调配和应急避险提供科学依据。

更丰富的预报要素将深度赋能经济社会发展。气象业务链条将从传统的天气气候领域,持续向气象相关行业领域延伸。例如,为无人机、通航等低空经济活动提供精细化气象保障,确保飞行安全与效率。

更可靠的地球系统预报是应对气候变化与生态文明建设的核心科学支撑。通过对地球系统多圈层相互作用和极端天气气候事件发生机理的深入研究,可以为科学评估气候变化风险、制定国家适应战略提供科学依据。例如,可以用于指导城市规划以增强应对暴雨积涝、高温热浪等气候风险的韧性等。(经济日报记者 郭静原)