引领预报科技 建设气象强国

赵丽岳

沈学顺（左）和孙健作为国家卓越工程师团队代表领奖。                        （受访者供图）

工程科技的发展是推动社会进步的强大动力。2024年，党中央、国务院开展“国家工程师奖”评选表彰，中国气象局地球系统数值预报中心（以下简称“数值预报中心”）全球数值天气预报系统工程技术团队获评首批“国家卓越工程师团队”称号。近日，记者走进中国气象局，对话数值预报中心全球数值天气预报系统工程技术团队代表孙健，探寻这支团队的卓越之处。

自主研发  打造气象“中国芯”

气象与我们的生活息息相关，日常出行、农业生产、能源利用甚至身体健康均受气象影响。其中最为人们熟知的当属天气预报，而数值天气预报系统是天气预报的核心科技支撑。它基于大气实际情况，通过大型计算机计算求解天气演变的流体力学、热力学方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象，并提供数字化的天气预报产品，能够极大地方便生活、辅助生产。

20多年前，我國数值预报模式需要进一步发展之时，是引进国外模式，还是自主研发国产数值预报，成为气象工作者面临的一道选择题。欧洲中期天气预报中心拥有世界上最先进的数值预报模式，直接引进省时省力，但其核心四维变分资料同化技术从不向他国公开。从三维变分同化到四维变分同化，需要加入时间维度信息，才能够大大提升预报性能。“作为屹立东方的世界大国，中国需要自己掌握核心技术。为了不被欧美国家‘卡脖子，我们坚持研发具有自主知识产权的数值预报模式。”孙健说。

随即，我国气象工作者开展了自主研发数值预报模式系统工作。把公开发表的文献知识转化为程序代码，融合我国气象科学家自主研发成果，从而提高数值模式在我国的预报能力，中间面临极为复杂的过程，需要不同专业的人才发挥所长，共同从零起步搭建系统。在缺少技术积累和知识储备的情况下，团队成员一边学习基础理论、查资料读文献、请教专家，一边进行研发调试。“这是国内第一次自主研发完整的数值天气预报系统，包括全球、区域模式，也包括确定性和概率预报模式，中间经历了各种各样的困难，但我们一直坚定朝着自主化的方向走。”

气象人下定决心，便不惧风雨兼程。夜晚，团队带头人的办公室灯火通明，一亮就是十几年；在业务突破的关键期，团队常常一周七天驻守办公室，争分夺秒进行实验。秉持着科学家精神，在气象人一步一脚印的耕耘中，国产数值预报模式系统终于水到渠成。手握国产数值预报系统，无惧国际环境风云变幻，回望过去的付出与成就，孙健说：“一切都很值得。”

据统计，在大型互联网公司，一位高级程序员平均每天生产的代码量为100行，而数值预报团队最终搭建出的数值预报系统总代码量超过300万行。百万代码面前，是我国跻身世界预报技术主流行列，成为继欧洲中期天气预报中心、法国、英国、加拿大和日本之后，全世界第六个自主建立四维变分同化系统的国家和地区；而百万代码背后，是团队攻坚克难、矢志不渝、砥砺前行，将我国气象工作推向新高度。

成果斐然  预报先行护平安

全球数值天气预报系统工程技术团队平均年龄40岁，是中国气象局数值预报领域的中流砥柱，团队成员曾获“全国优秀科技工作者”“全国三八红旗手”“全国优秀气象科技工作者”等荣誉称号。今年，被授予全国首批“国家卓越工程师团队”称号对他们更有特殊意义。孙健说，从观测到预报，再到应用和反馈，气象工作实际上是一个巨大的工程。“卓越工程师五个字分量很重，是对我们的极大认可，更是对气象行业的鼓励和支持，让我们更加坚定了推动气象事业高质量发展的信心和决心。”

图为中国气象局全球同化预报系统风场预报图。

随着我国数值预报模式系统正式运行和不断改进升级，党的十八大以来，北半球可用预报天数从6.1天提升到8.1天。国际上，北半球可用预报天数每提高1天，平均需要10年的时间，而我国仅用14年便将天数提升2天，大幅领先国际水平。短短2天的提升，对于灾害防范和应对至关重要，在农业、交通、能源等方面能够大幅减少因恶劣天气造成的损失，这也正是气象团队十年如一日不停研发的意义。

除了数值预报模式系统的成功研发，近年来，在全球模式中，我国风云卫星逐步取代国外卫星监测气象数据；面向强对流预报区域模式的分辨率从10公里提升至1公里、更新频率从6小时提升至1小时；暴雨预报和台风路径、强度预报的准确率有较高提升，对冰雹等强对流天气预报性能达到国际先进水平……这些气象科技成果在新中国成立70周年庆祝活动、建党100周年庆祝活动、北京冬奥会、冬残奥会以及成都大运会、杭州亚运会等重大活动中，均发挥了不可或缺的作用。

中国气象局地球系统数值预报中心的团队仍在不断壮大，新鲜血液的加入让团队更有活力和干劲。孙健说：“我们对气象事业满怀责任和热爱，这么多年来保持了一支非常稳定的核心队伍，几乎没有人想要离开。”未来，数值预报中心将继续巩固基础研究，并扩展到更多地球圈层，开展天气气候一体化和地球系统模式研究，加快提升气象科技自主创新水平，为率先建成气象强国贡献新力量。