来源：人民日报中央厨房-蓝蓝天工作室
阴晴雨雪等天气预报信息，和我们的日常生活息息相关。您知道天气预报到底是怎么做出来的，靠的是什么“神器”吗？
我们每天看到、听到的气象预测，主要来自“数值天气预报”。自主研发中国自己的数值预报核心技术，是气象人一直以来的共同愿望。2010年4月28日，中国气象局数值预报中心成立。经过10年坚持不懈地砥砺攻坚，我国数值天气预报不但实现了自主研发、应用、改进、发展的良性循环，而且基于自主技术，全面建立了国家级数值天气预报业务体系并实现应用服务。
数值天气预报是基于数学、物理学方法，利用高性能计算机客观定量计算未来天气演变的科学技术。在数值天气预报的基础上，预报员们再根据自己的经验做出判断，加以订正，就形成了我们获得的预报信息。
中国科学院院士、国家最高科技奖获得者曾庆存，是天气动力学和数值预报领域的“大咖”级专家。他表示，我国从上世纪80年代初正式成立数值天气预报业务单位，至今已近40年了。“历经长期努力奋斗，克服了从基础设备到模式发展、再到业务化的重重困难，再经数值预报中心成立后这10年来的飞跃进步，终于有了我国自主的可为全国和全世界服务的数值天气预报业务系统，是中国成为世界气象中心之一的主要科技支撑。”
上图：中央气象台5月5日10时继续发布强对流天气蓝色预警。天气变化和亿万公众息息相关，备受关注。
核心科技要掌握在自己手里
大气是一种流体，它的基本运动遵循着流体力学基本理论。气象学家们通过对大气运动所遵从的流体力学和热力学的基本定律进行理论推导，得到了一组关于大气运动的基本方程组，包括运动方程、热力学方程、连续方程、状态方程和水汽方程。在已知大气当前状态与大气周边环境的条件下，求取方程组的近似数值解，这就是数值天气预报。
我国数值预报业务系统研发和支撑能力建设起步较晚，上世纪80年代采取了引进国外全球数值预报核心技术的方式，建立数值预报业务和服务体系。但自主研发中国自己的数值预报核心技术，却是气象人一直以来的共同愿望。
数值天气预报作为气象业务的核心科技，不仅关系我国气象事业发展，更是保障国计民生和国防安全的国家核心科技的重要组成部分，对保障生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好等不可或缺。数值天气预报重要性突出、研发难度大、涉及领域广，被誉为气象事业的“芯片”。
“数值预报是业务天气预报的支柱，准确的天气预报，离不开数值预报作为第一依据。”中国工程院院士许健民表示，“数值预报模式复杂、系统内部各分量之间联系紧密，开发工作的体量和难度极大，需要多个专业高水平的科学家有效地组织起来，齐心协力，长期通力合作，才能完成。因此，数值天气预报在一定程度上反映了一个国家的综合科技实力和水平。”
中国要有自己的数值预报，核心科技要掌握在自己手里！2000年，中国气象局作出我国未来数值天气预报业务发展技术路线由国外引进为主转为自主开发为主的决策，开启了我国新一代数值天气预报系统GRAPES（全球和区域同化预报系统）的自主研发工作。
2010年，集中数值预报研发和业务力量组建而成的数值预报中心团队，开始了艰难攻关：研发全球模式物理过程，体现中国天气气候特征；攻关四维变分同化关键技术，研发多平台、多传感器卫星资料同化应用技术；解决高性能计算和支撑平台等各类瓶颈问题……
“10年不懈努力，我国数值预报业务发展方式完成了从引进为主到自主研发为主的重大转变，建成了高低分辨率搭配适当、确定性和集合预报有机结合的具有完整自主技术的数值天气预报体系。”国家气象中心主任王建捷表示。
“我国的数值天气预报和国外的差距全方位缩小。”数值预报中心副主任龚建东说：“从2010年到2020年，我们的GRAPES全球数值预报可用时效从6天提高到7.5天，快于国际上先进数值预报中心同期发展速度。”
上图：中国气象局数值预报中心副主任龚建东在介绍有关情况。（刘毅/摄）
48小时以内时段天气预报达到国际先进水平
数值预报创新团队2013年入选科技部“创新人才推进计划重点领域创新团队”，成为我国气象领域首批入选的国家级科技创新团队。数值预报中心稳扎稳打，一步一个脚印推动我国数值预报加速发展。
2016年，GRAPES全球预报系统正式业务化运行并面向全国下发产品，这是我国数值预报核心技术实现国产化的重要标志，也宣告我国从全球预报到区域高分辨率预报核心技术摆脱了受制于人的局面。
2018年7月，带有四维变分同化系统的GRAPES全球预报系统实现业务运行，我国业务数值天气预报同化技术迈入国际前列，成为国际上少数具有自主研发和业务应用四维变分同化系统的数值预报中心之一。
2018年12月，随着GRAPES全球集合预报系统实现业务应用，我国数值天气预报体系补齐了最后一块“短板”，标志着我国建成了以自主研发的GRAPES为核心的全球、区域确定性和集合预报系统。GRAPES自2005年初步研发成功之后，历经13年深化改进，终于建成了完整数值天气预报体系。
2019年7月，GRAPES区域模式实现全国范围3公里分辨率业务化运行，为全国各地开展局地强对流、极端天气预报预警工作提供重要支撑。
“数值预报中心成立10年来飞速进步、成绩巨大，建成拥有我国自主技术的数值气象预报业务体系，满足了我国现阶段国家安全和经济建设对气象保障的需求，成为我国天气预报的主要科学支柱，为以后可持续发展奠定了良好基础。”中国工程院院士、数值预报专家李泽椿说。
“GRAPES预报准确率逐年提高，特别是在业务天气预报最为关注的48小时以内时段，已经达到国际先进水平。”许健民表示，“这与数值预报中心重视中国自己常规观测资料、卫星雷达资料的同化应用分不开，也对在复杂的国际环境中维护中国气象数据的独立自主，起了重要的作用。”
2017年，中国气象局被世界气象组织正式认定为世界气象中心，成为全球9个世界气象中心之一。这标志着我国气象现代化整体水平迈入世界先进行列。“中国气象局被认定为世界气象中心，自主研发的GRAPES数值预报体系是最重要的因素。”龚建东说。
展望未来，国家重点领域科技创新团队负责人、数值预报中心副主任沈学顺说：“我们这支团队任重道远，自主创新有了好的开端和新的起点，未来将继续瞄准国际科技前沿，秉承‘工匠精神’，打好基础，坚持不懈并不断加快科技实力的积累，为国家做出更大贡献。”
（人民日报中央厨房·蓝蓝天工作室 刘毅 赵贝佳）
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