省级以下现代天气业务集约化发展研究

秦爱民　朱玉洁

摘 要：在梳理中国气象局现代气象业务发展，特别是现代天气业务发展思路和成效的基础上，结合公共气象服务面临的新形势和新需求，分析了省级以下现代天气业务集约化发展面临的新问题，提出了优化省市县三级的重点业务分工、改进预报预警技术和业务流程、完善相关业务标准、创新基层一体化业务服务方式、进而推进核心气象业务集约化发展的建议，包括：①实施“预报核心上移、服务重心下沉”战略，逐步建立适应气象服务体制改革要求的业务布局。强化省级大数据（基础数据、预报服务产品库和综合一体化平台等）环境部署、精准化天气预报技术路线及流程的革新、灾害性天气预警技术把关等业务核心地位，强化市级短期精细化要素预报订正和气象服务社会化的组织与协调，强化县级基层气象防灾减灾的社会化组织和协调、灾害性天气及气象灾害风险预警职能。②创新基层海量数值天气预报（NWP）产品集成应用方式，关注气象要素格点、情景预报技术发展，探索综合业务平台升级以及预报产品无缝隙、网格化、精细化制作技术。③进一步理清灾害性天气预报预警业务的上下级分工，创新管理模式，完善集约化业务平台和流程，整合专业化的信息发布平台和流程。④完善产品格式、标准和方法，推进业务质量检验评估体系建设。⑤强化多方式业务培训，提升业务科技创新能力，推进县级监测、预报和服务业务的一体化，全面提升县级精细化预报、灾害性天气及气象灾害预警服务能力。

关键词：现代天气业务；体制改革；业务集约化；预警技术

中图分类号：P45 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.003

当前，正处于全面推进气象现代化和全面深化改革的重要时期，气象发展环境和条件正在发生深刻的变化，国家全面深化改革、新技术和市场开放带来的挑战不断加大，我国气象科技与国际先进水平的仍有明显差距。中国气象局党组适时出台《关于全面深化气象改革的意见》（中气党发〔2014〕28 号），其明确要求，要紧紧围绕气象核心技术突破深化科技体制改革，提高综合业务能力和水平，建立集约高效的业务运行机制。省级及以下现代天气业务是天气业务的重要基础，探索它的集约化发展，对于有效落实改革意见，推进现代天气业务改革发展具有重要意义。本文在梳理现代天气业务发展思路和成效的基础上，结合新形势和需求，对省级以下现代天气业务集约化发展可能面临的问题以及如何细化落实集约化发展战略进行了较系统的分析，从而提出进一步推进业务集约化发展的部分建议。

1 “精准化”“集约化”的内涵分析

天气预报的精准化：气发〔2007〕477号文提出，大力发展气象预报预测业务，主要体现在满足无缝隙需求，提高预报预测准确率和精细化水平上。现代天气业务发展指导意见（气发〔2010〕1号）进一步提出，现代天气业务以预报的精准化发展为标志。精准化的预报是指准确和高时空分辨率的涵盖不同天气现象、适应不同用户需求的预报。当今的大数据、互联网、云计算和新媒体时代为气象信息服务提供了“无处不在、无微不至”的发展机遇，同时对天气预报精准化及业务产品的内容、形式、制作和提供方式都提出更多的要求和挑战。

现代天气业务的集约化：集约化的含义即优化资源配置，使得效益最大化。其质量特征是由“简单外延扩大”转向“强化科技内涵”。其规模特征是由“各行其是，各自为战”转向要素的相对集中，其结构特征是系统间和层级间无缝隙、无重叠、连续而有效的互动，其效益特征是优势互补、相互支持，协同共赢。

气象业务集约化发展的意义在于满足事业改革需求，促进气象现代化发展；实施业务战略性调整，增强竞争实力；统筹业务资源，优化体制机制，增强气象业务能力，提高整体服务水平。现代天气业务主要体现在天气业务核心技术和支撑手段的现代化、业务流程的合理化、业务产品的精细化和业务分工的专业化。

2 现代天气业务发展思路和成效简述

2010年以来，中国气象局针对现代天气业务实施多领域的业务技术体制改革，包括强对流天气预报、中尺度天气分析、精细化要素预报、大城市精细化预报服务、台风预报、海洋气象预报、中小河流和山洪地质灾害风险预警服务、省市县三级集约化天气预报业务流程调整试验以及预报员团队建设等。现从省级业务管理角度，对其取得的成效进行简要分析，具体如表1所示。

通过业务技术体制改革以及成果和经验的推广，丰富了预测预报业务的内涵，调整了预测预报业务分工和业务流程，提升了应用预测预报业务技术的能力和业务的针对性和时效性，有力支撑了气象服务业务的发展。相继出台的业务规范和指导意见对推进省市县天气业务发展有重大作用。但新环境形势下精准化预报的内涵还有待进一步凝练和细化、集约化程度仍需提高、省级对下的业务支撑能力有待进一步加强、业务发展存在区域不均衡、基层业务比较薄弱等不足和问题。在全面深化气象改革和推进气象现代化的关键时期，现代天气业务还面对诸多新的问题和挑战。

3 现代天气业务发展面临改革的新形势

3.1 对天气业务提出的新要求

随着国家和部门改革的不断深化，气象服务格局正在发生着重大变化，由政府为主导、部门为基础、市场调节、社会参与的多元格局正在形成。传统的气象服务将面临市场开放、科技进步、国际化竞争等多方面的挑战。为适应社会发展与改革的步伐，中国气象局党组适时出台了《关于全面深化气象改革的意见》（中气党发〔2014〕28 号）。气象服务体制改革方案提出：“……公众气象服务产品加工制作逐步向国家和省级集约。打破公众气象服务信息传播和专业气象服务的行政区域界限……，鼓励专业气象服务跨区域、规模化发展……。建立新型公共气象服务运行机制……”。这预示着国家、省级气象部门将进一步加强大数据支撑和天气业务的精细化。

省级如何超前谋划业务重心的布局，体现本区域部门科技实力？市、县级气象部门将重点发挥哪些作用，并如何发挥值得思考。现代天气业务集约化布局需考虑与气象服务体制改革相统一。

3.2 国内外先进的核心技术发展

随着精细化数值模式性能的不断提高，借鉴发达欧美国家经验，我国天气预报业务将面临由传统的站点预报向数字化网格预报发展的根本性转变。随着高性能计算机的应用，短临预报将逐步由雷达“外推”向“外推”与精细化数值预报相融合的方式转变。为满足需求，短时预报模式产品需达到更高的时空分辨率（1 h，1 km），预报员需熟练把握模式和产品的性能，运用人机交互智能化网格订正工具，对客观预报进行快速的修正。短期预报产品的时空分辨率也应逐步提高（3 h，2 km），预报员应用多模式集成释用（包括集合预报）技术，对客观化产品进行网格化订正。未来数字网格预报业务的开展，将使获取任何地点、任何时间的数字天气预报（甚至包括某地点、某时刻的多维状态预报，以满足航空航天等行业的需求）成为可能。所以，各级预报人员均应瞄准国际国内天气预报核心技术发展的前沿动态，尽快建立新的预报概念、思路，早作技术储备，及时适应天气预报技术的重大变革。

3.3 省级以下天气业务集约化可能面对的问题

现代天气业务发展指导意见对不同时效的天气预报和灾害性天气预警提出了较明确的技术路线，省级在组织落实细化业务改革发展措施中，需统筹考虑如何优化细化省市县三级业务布局，如何加强省级大数据环境部署、NWP集成应用、预报技术革新、创新集约化业务流程和运行机制，完善业务标准规范和无缝隙预报服务产品体系。

4 省级以下现代天气业务集约化发展建议

参考先进省份的工作经验，结合山西等省的工作实际，现对省级以下现代天气业务发展提出不成熟或不全面的建议。

4.1 整合省市县业务布局

逐步实施“预报核心上移、服务重心下沉”战略，逐步建立适应气象服务体制改革要求的业务布局。具体可从以下几个方面入手：①强化省级基础数据中心和业务的核心地位，包括强化省级在大数据（基础探测数据、数值模式产品、上级指导产品、各类服务产品等）环境部署，推进数据库建设，为省、市、县三级各项业务提供统一标准化数据，避免各级重复建设和无谓劳动。②建立省市县综合业务一体化平台。为省、市、县三级各项业务提供规范、统一、便捷的观测数据调用、预报产品制作、服务产品本地化应用平台。③强化省级无缝隙、精准化天气预报产品制作，灾害性天气预警技术把关，专业预报的技术指导，同时强化省级（时、空）中期天气预报，延伸期天气预报的客观化。④强化市级短期精细化要素预报订正和气象服务社会化的组织与协调。当前，因大部分省级精细化指导能力仍显不足（经检验，大部分地市短期预报相对省级有明显的订正，但短临预报，除监测报警外，相对省级优势不明显），短期预报订正还是市级预报的主要内容之一。随着服务、业务体制改革的推进及上级精细化预报技术支撑能力的提高，市级的重点任务应逐渐转移到对基于省级产品（适当订正）的气象服务、对县级气象防灾减灾的组织和决策服务等工作的指导、区域专业气象服务产品的研发、县级专业服务任务的定制、气象设施社会化保障的组织与协调等。⑤强化县级基层气象防灾减灾的社会化组织和协调、灾害性天气及气象灾害风险预警职能。近期重点任务应包括整合人员岗位，完善县级监测、预警、服务业务的一体化平台，落实“一专多能、一岗多责”一体化任务。

4.2 加强新技术集成应用

加强新技术集成应用，提升省域精准化预报能力。多源NWP产品的科学高效释用、综合业务平台升级以及预报产品无缝隙、网格化、精细化制作，应是省级天气业务集约化发展的重点。

4.2.1 加强研究高效集成应用海量NWP产品的方式

目前，省级（及市县级）可以得到的NWP产品已达38 G/日以上量级。如果还遵循传统的文件调阅方式、每日定时制作定常的几次预报时参考一下（经定性检验后准确率较高的）主要产品，或只简单的集成应用，势必不能满足无缝隙、精细化需求，同时还会造成大量NWP资源的浪费。省级需在国家、区域级指导下，研究高效提取多源NWP产品的系统误差信息，综合高度集成后，供预报员日常业务参考使用。

4.2.2 加强对NWP产品的精细化分析评估

加强对NWP产品的精细化分析评估，并将其纳入逐日滚动业务。精细化的预报需要建立在对NWP产品精细化分析的基础之上，而精细化分析又建立在常规精细化的检验之上。所以建议在加强NWP产品动力统计、集合预报技术应用和加强加密（区域）站观测资料的严格质量控制基础上，建立更精密时效（逐日、时，而非月、季）的NWP产品检验业务。检验要素由基本的降水、气温扩展到更多的气象要素和物理量，将检验工作纳入每日省-市-县天气会商流程。一方面为上级（国家、区域级）模式改进提供参考，另一方面积累本区域精细化（分季节、分天气类型、分区域等）的模式释用经验，发挥层级和区位优势的同时，为无缝隙、格点化订正业务改革奠定基础。

4.2.3 加强灾害性天气短临预报预警技术研究

由于预报的不确定性，短临预报是目前，也是未来长时期内短期精细化天气预报的有效补充。应继续坚持现代天气业务发展指导意见，加强QPE/QPF关键技术的研发力度，逐步实现由雷达“外推”向“外推”和精细化数值预报融合的方式转变，同时加强区域站、卫星、GPS/MET、闪电定位、微波辐射等新资料融合和新产品的应用，规范开展短临中尺度天气分析业务。

4.2.4 探索研究更多新预报业务

探索基于（逐数小时快速同化）NWP产品、滚动订正制作（多要素）天气情景预报技术和流程，研究开展无缝隙、格点化预报业务，满足精细化和各类专业气象服务的需求。目前，（国内省级）开展的格点化订正预报，还仅限于基于上级指导预报结果，结合（降水）天气落区的本地化经验进行形式上的修补，还未充分体现以NWP产品为基础的科技内涵。未来实现无缝隙、格点化（订正）预报技术是否可考虑分为以下两步走？还有待进一步探讨。第一步技术路线：针对（经检验有一定精准度）快速同化（例如次/3 h、1～2 km分辨率）模式最近时刻的要素预报，结合实况，应用智能化订正平台（工具箱）进行重要天气落区（范围、强度等）的订正和主要要素误差的订正（根据相应时段极值、均值误差）。工具箱自动记忆订正规则（建立订正数学概念模型），依据此规则，对后续时效依次进行订正，直到（需订正的）系统移出所辖区域。第二步技术路线：将建立在未来更精准化、快速同化模式之上。智能化订正功能融合到综合天气预报业务平台（例如MICAPS或本地平台），增强对模式输出天气系统的订正（建立在第一步经验积累基础上）能力，实现预报员“通过修改模式预报的锋面、槽线、高低压中心等，利用反演技术，得到天气图的预报和精细化天气要素预报；通过改变边界层内T-logP中的任一层的温度和湿度进行手动外推预报……”等功能，实现一次订正生成多时效、不同形式的预报产品，实现云量、能见度等更多要素预报的常态化和定量化。虽然上述展望在短期内还不能完全实现，但需要加强此方向的认识，并可在局部实践探索。

4.2.5 适量吸纳省级NWP研发资源

适量吸纳省级NWP研发资源，参与到国家、区域级模式研发工作中，形成上下联动攻关优势。目前，国家、区域级NWP技术已对省级以下预报业务起到了较好的指导作用，但相对发达国家水平还有一定差距，对下指导产品，特别是对局地强对流、深对流模拟预报精度和及时效性还未完全满足预报服务的需求。国家、区域级已形成了较固定的持续专注于NWP的研发团队，但体量还较小，大部分省级因地制宜地研发应用了区域中尺度模式，具备一定的硬软件环境，同化分析本省特有的观测数据。部分省市还组建了基本成形的研发团队，个别骨干在研发领域崭露头角。例如适当吸纳省级资源，开放式参与上级研发，加强上级引导和技术指导，这样可能会避免“各行其是”，进一步增强整体实力。

4.3 创新管理模式

4.3.1 完善集约化预报业务平台

预报业务平台研发和完善应以省级统一组织集约化研发。平台应包括（实时、历史）资料一体化、产品一体化、交互订正预报制作、专业预报加工制作、预警信息发布与监控以及综合质量考核与管理等。集约化预报业务平台研发应由省局组织确定平台框架，以省级科研和业务单位为主体开展，在国家级气象局的指导下进行科学论证，加强与科研院所、大专院校或社会企业的联合。其中，研发和完善基于NWP产品进行动态订正，生成多要素、无缝隙、精细化、格点化的基本预报预警产品应是核心任务。基于这些产品进行产品后处理，开展有针对性的防灾减灾及专业服务才能有更好的保障。

4.3.2 优化集约化预警产品制作业务流程

在较为完善的短期天气预报业务流程基础上，完善省市县互动的短临预报业务平台和流程。目前，省级定时的短临预报基本上可以实现省、市、县三级的实时共享，但对于非定时突发性暴雨等强对流天气，还或多或少地存在一些问题，例如对大范围达到省级预警（或预警信号）标准的灾害性天气，各级联动及时发布预警信息，而对达不到标准的较小范围的突发灾害，还存在上下责任分工不明确、联动不及时、渠道不衔接、产品不一致等情况，而此情况一般又是防灾减灾易漏的“死角”。为达到“精准化”要求，应进一步强化省级精细化落区产品的快速制作，完善内部共享和实时报警平台，发挥省级（短临科）人员和技术优势。可考虑使各级短临预报预警信息实时进入LWFD，进行统一的考核评估。

4.3.3 整合专业化的信息发布平台和流程

在推动国家、区域、省级灾害性精细化预报和灾害落区预报预警联动发展的基础上，继续加强对省、市、县集约化信息发布流程的调整。丰富NWFD/LWFD功能，确定增加除短期预报外更多时效产品库的I/O产品格式，保证各级预报预警信息的一致性；统一整合上下级各类媒体（网站、手机客户端、微信、微博）信息发布平台，除决策服务、防灾减灾等地方规定流程项目外，尽量将信息发布渠道向上级（省级）整合，下级专注于专业气象预报产品的制作，省级分区域有针对性集约化发布，从而减少市县级分散性重复劳动，充分发挥省级气象服务中心功能，适应气象服务规模化发展。

4.4 完善标准和方法

完善标准和方法，推进业务质量检验评估体系建设。完善相关业务标准和预报预测业务质量考核体系。科学设计短临预报预警产品（站点、格点）格式，纳入LWFD，便于统一检验和考核；在省级开展大城市精细化预报的基础上，开展市级城市精细化（24 h内分段）要素预报，并推进质量检验系统建设；基于区域站监测，进一步规范灾害性天气和气象灾害的收集，建立相关信息实时动态录入和质量检验系统；加强多模式预报产品的动态精细化检验和分析；在开展无缝隙（逐时）、精细化（格点、站点）预报的同时，开展相关技术应用的效果检验。

4.5 强化多方式业务培训

强化多方式业务培训，提升业务科技创新能力。加强省级一线业务骨干关键技术培训和对外交流，提高综合业务流程设计和系统研发能力，优化完善科技创新团队管理办法，建立扁平化管理的科技创新团队，构筑省级科技创新的中坚力量。多方式开展对市县级基层业务人员一体化气象业务的基础培训，提高业务人员对气象现代化规划、新技术发展方向、集约化业务流程的认识，提高综合业务能力，尽快适应“一专多能、一岗多责”。

参考文献

[1]Sun Juanzhen，Xue Ming，James W.Wilson.Use of NWP now casting convective precipitation，American meteorological society，2014（03）：409-426.

〔编辑：王霞〕