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筑就首都特色智能网格预报蜂巢

日期:2017-07-25 17:16:42

2016年12月,北京市气象台依托智能化无缝隙格点分析预报系统(iGrAPS),初步建立了0-10天智能网格预报产品体系,实现站点和格点一体化业务运行,正式发布智能网格预报。今年7月,智能网格预报与气象服务对接,研发解锁新的服务手段,让公众实时获取精准的天气预报。

事实上,2014年北京市气象局就开始搭建智能网格预报平台,经过3年的不断完善,智能网格预报这一特色现代天气业务终于实现从无到有。


无缝对接的精确定位

最近几个月,北京市气象服务中心业务技术开发人员格外忙碌,他们研发了一个新的气象预报服务“出口”——“旅游天气助手”微信小程序。

点开小程序后你会发现,这款天气软件可以进行自动定位,公众也可以直接选择自己想知道的地点进行天气情况的查看。而该程序的亮点在于可以实现和北京智能网格预报业务的无缝对接,在程序界面右侧进行上下滑动,就可以查看某地逐小时天气预报,而且定位更加精确,比如搜索“故宫”,界面上出现的地点还将涉及到故宫东门(公交站)、故宫西门(公交站)。

目前,北京可以提供0到10天之内空间分辨率达1公里的智能网格预报,在全国气象部门中精细化程度最高,最小时间分辨率为1小时。此外,北京16个城镇预报站点预报结果完全取自格点预报场,保证了站点和格点预报的预报结论一致性。

“网格预报是站在百姓的需求上开展的气象预报业务探索。最初北京地区的预报只是以南郊观象台这一个点的气温、降水等来代表整个北京的天气情况,如今通过开展网格化预报,百姓在哪里,就能获取附近不超过1公里区域的天气预报,让百姓拿到手里的预报更实在。”市气象台副台长付宗钰说。

该程序的制作坚持了网格预报开展的初衷“使公众可随时随地获得基于位置的精细化气象服务”,从而进一步提升了北京公众气象服务能力水平,丰富了公众获得预报服务渠道,也是针对特色旅游气象服务进行的全新尝试。


解锁客观预报新技能

7月9到13日,北京连续5天处在高温黄色预警中,这期间,除了夏季频发的局地对流性降水,气温成为预报员每天重点关注的预报要素,而气温预报也是北京网格预报的重要探索。

举例来说,原来预报员只预报出海淀、门头沟、石景山三个自动站的天气,但随着网格业务的开展,但随着网格业务的开展,这三个站之间的地区被划分为精细的网格后,精细的天气情况也成为预报任务。那这些网格内的温度从哪来呢?

付宗钰介绍,除数值模式温度预报产品外,现在还是要通过预报员对各站点温度预报的经验计算出网格温度预报。

不过,目前市气象台正在研发气温等单要素空间分布规律以及客观预报技术方法,为温度的客观自动预报提供技术支撑。这也就是说,把预报员对气象要素预报的主观经验客观化,通过技术方法计算出来。“首先通过客观技术把站点温度预报报准是第一步,完成这一步后再通过考虑地形高度的合理的插值方法把北京地区几百个站点的温度预报插值成1公里分辨率的网格预报。”付宗钰解释。这样做的主要目的是把预报员从温度预报等可通过客观方法解决的工作中解放出来,从而开展更多的针对灾害性天气的技术攻关。但目前找到合理的客观算法是这项技术开展过程中的难点。

4月28日,快速更新多尺度分析和预报系统(RMAPS v1.0)业务化准入评审会召开,评审专家组一致同意该系统通过中国气象局业务化准入评审,其也成为为北京智能网格预报业务提供更加快速、精细的客观预报产品支撑之一。

在智能网格预报建设过程中,市气象台进行了现代天气业务改革,完善预报服务业务岗位管理,对现代天气业务岗位重新设置,对岗位技能评定办法、业务流程规定进行调整,推进预报服务工作从“辛苦型”向“效率型”转变,从“值班型”向“研究型”转变。这些举措正是在精细化网格预报高速发展的时代背景下,对预报员更好的完成转型、迎接挑战做出的重要保障。


优化特色智能网格预报平台

7月13日,市气象台召开iGrAPS2.0系统建设协调会,根据预报员提出的修改意见或建议进行优化,同时公众和用户对网格预报更高的要求也推动了业务平台的发展。

与iGrAPS1.0相比,iGrAPS2.0除了操作界面更加美观,在功能也大大提高。比如,北京要举办一场马拉松比赛,在iGrAPS2.0平台上,预报员可以在地图上画好马拉松比赛线路,通过对线路中重点位置进行标记,设置好相应时间,点击后便能知道该点某时的气温、天空状况、风力等气象要素,为决策和公众气象服务提供支撑。

此外,升级后的平台还将完成智能网格预报时空分辨率的提高、16种以上气象要素预报编辑的支持和格点-站点一体化编辑工具的优化;实现要素间智能协同订正、要素时空一致性和温度客观预报等关键技术集成;实现iGrAPS和北京地区短临天气监测一体化平台(VIPS)两大平台的数据对接,网格预报产品可于VIPS平台直接调用,并直接生成短临落区及短期时段预警产品等。

虽然北京网格预报业务是一项智能化的业务,但是不代表将来预报员没有用武之地,客观预报的偏差在一定程度上还需要预报员结合自己的分析判断和预报经验进行人工订正。但付宗钰坦言,这项工作对预报员是一个巨大的挑战,预报员要结合自身的经验判断模式预报的结果是否可信,尤其是对强降雨、雷暴大风、冰雹、强对流等灾害性天气的把控。

而挑战远不止这一个。智能网格预报业务的科技支撑和关键技术仍需完善和加强,客观预报产品和主客观融合预报产品还需进一步开发。付宗钰说,面对时空分辨率如此精细的网格预报业务,预报员的精细化订正能力是有限的,必须得有相对预报准确的客观产品来做支撑,而研发这样的客观产品,就是未来预报员要完成的诸多挑战之一。

未来,市气象局将加快科研成果转化,依托中尺度模式的性能的提升和网格预报客观放法的研发,加速完善从分钟到10天的无缝隙智能网格预报业务,围绕首度特色,面向公众开发更多操作便捷的气象服务手段,为北京市民提供更加精细和准确的网格天气预报产品。(叶芳璐)