坚守科研一线 预测风云气象 ——走近甘肃省气象局西北区域数值预报中心团队

　　新甘肃·甘肃日报记者 杨唯伟 王煜宇

　　秋日的一个早晨，兰州秋雨绵绵。中国气象局兰州干旱气象研究所里，一个年轻的团队正在时刻密切关注着天气的变化。

　　他们是西北区域数值预报中心团队。这是由甘肃省气象局牵头、以中国气象局兰州干旱气象研究所为主体，融合兰州中心气象台的青年骨干组建的一支团队，团队成员平均年龄不足35岁。

　　经过短短几年不懈努力，这个于2014年才建立的年轻团队，研发的区域数值预报模式、预报产品在西北地区和全国范围内都具有一定影响力，为我省乃至西北地区中短期天气预报、灾害性天气预警等重点难点业务提供了有力支撑。

　　“神舟十二号”“天宫二号”升空、“兰州国际马拉松”等大型活动，都有他们数值预报产品的支持；火灾、堰塞湖等紧急救援，因有他们精准的预报，变得高效有力。

　　西北区域数值预报中心团队取得2014-2016年度“甘肃省青年文明号”荣誉后，戒骄戒躁，全心全意投入西北地区数值预报研究。日前，团队再立新功，荣获20届“甘肃省青年文明号”的称号。

　　近日，记者走进西北区域数值预报中心，探寻这个致力于西北天气精准预报团队背后的故事。

　　兰州干旱气象研究所区域数值模式研究室主任巩崇水介绍情况。新甘肃·甘肃日报记者 王煜宇 摄

　　他们，因精准预报天气携手共进

　　数值天气预报，是当下最重要的天气预报手段。

　　它是根据大气实时演变情况，在给定初值和边值条件下，通过大型计算机进行数值演算，求解描写大气演变过程的流体动力学、热力学方程组，来预测未来大气运动状态的方法。

　　“从全国数值模式的发展来看，东部和南部地区更发达一些，他们的观测资料更丰富、计算机条件更好，所以数值模式发展得也更为成熟。”中国气象局兰州干旱气象研究所区域数值模式研究室主任巩崇水开门见山地解释道。

　　西北地区处于青藏高原、黄土高原和蒙新高原的交界区，地形复杂、地表类型多样，陆-气相互作用更为复杂，且地广人稀、观测资料稀少，加上多种天气系统交互影响，区域数值预报的发展面临诸多困难。

　　　“由于数值模式本身对区域依赖性较强，导致东部、南部应用成熟的数值模式方案在西北会出现‘水土不服’的现象，大大降低了数值天气预报的精准度。”巩崇水进一步解释。

西北区域数值预报中心一隅。新甘肃·甘肃日报记者 王煜宇 摄

　　为了解决西北地区数值预报模式发展问题，2014年，西北区域数值预报中心团队成立。

　　“西北地区数值天气预报和关键性灾害天气的预警，必须要有自己的核心技术。”这是团队所有成员的共识，但要研发出西北地区适用的数值预报技术，并非易事。

　　有难题，共同解决；有收获，一起分享。

　　段海霞擅长模式地形评估，任余龙擅长气候模式研发，柳媛普擅长模式结果检验，颜鹏程擅长非线性技术和模式后处理，曾鼎文主攻新能源预报技术研发，周甘霖负责资料保障，李红承担资料同化，赵采玲致力边界层方案优化，巩崇水主研陆面过程方案……

　　团队每位成员都发挥各自的优势和长处，朝着同一个目标努力——提升西北区域数值预报水平。

　　较强的科研和业务转化实力，良好的团队协作精神，让个人和团队都得到了成长。团队成立以来，2人晋升为研究员、4人晋升为副研究员，荣获厅局级奖项和各种荣誉称号10余项。

　　目前，西北区域数值预报中心仍在发展壮大。现有团队成员15人，其中博士9人，在读博士2人，硕士8人。

中国气象局兰州干旱气象研究所的荣誉墙。新甘肃·甘肃日报记者 王煜宇 摄

　　他们，为精准预报天气并肩奋斗

　　团队成立后，就开始向着共同目标不懈奋斗。

　　为了提升数值模式预报能力和关键性天气预警能力，西北区域数值预报中心牵头研发了涵盖西北区域的“睿图西北(RMAPS_NW)”——中尺度数值预报系统。

　　研发过程中，遇到重重难关，团队努力克服。

　　2015年，数值预报系统开始试验运行，运行初期经常出现各种各样的bug（程序中的漏洞），让大伙儿很头疼。巩崇水和队员们一次又一次熬夜通宵改程序、一遍又一遍重新撰写代码。最终，解决了这些难题。

　　“真是在上万行的代码中，逐行逐句去修改，有时候甚至要打印出来去找漏洞。”巩崇水说，虽然耗费了很大的心力，但当看到屏幕上一闪而过的“Succeded（成功）”，真的有一种无以名状的快乐。

　　检验预报结果，是研发过程中一个重要环节。2015和2016年，团队发现甘南、临夏部分地区天气预报总是有误差。预报显示有降水，实地却没有。

　　团队成员段海霞研究员发现，因为受到地形抬升影响，预报模式产生了虚假降雨的预报，通过拜访行业内资深的Klemp研究员、引进国际上的新技术，对数值模式的垂直坐标进行了修改，最终成功解决了这一误报问题。

巩崇水在会议中介绍数值模式研发进展。

　　研发的过程，是科研和业务融合的过程。

　　“起初，我们并不熟悉业务需求，为一线预报员提供的产品参考价值有限。”巩崇水说，“例如，我们之前提供的是24小时降水预报。为进一步满足一线业务需求，现在我们提供72小时内3公里分辨率逐小时的预报产品。”

　　同时，团队针对沙尘天气实际需求，将每天一次的预报，提升为早晚各一次。

　　如今，数值预报系统每天稳定运行，自动生成逐日两次预报产品，预测到有重大天气过程发生的时候，会制作服务材料发给相关业务单位，作为预报参考产品之一。

　　经过七年时间的研发，团队研发系统取得了累累硕果。2018年，“中国西北区域高分辨率数值天气预报模式改进及应用”成功荣获甘肃省科技进步三等奖。2020年，团队研发的西北区域中尺度高分辨率数值预报系统和升级版沙尘天气预报系统等，均获得甘肃省气象局业务化准入，投入全面化业务使用。

　　目前，西北区域数值预报中心研发的一系列预报产品推广应用至甘肃、宁夏、青海等气象业务单位，为“神舟”“天宫”系列升空、“兰州国际马拉松”等提供专题预报服务，为防灾减灾和重大活动提供气象保障，社会经济效益显著。

段海霞向西藏气象工作者介绍沙尘模式工作情况。

　　他们，用精准天气预报服务社会

　　几年来，西北区域数值预报中心通过为重大事件、活动等提供天气预报服务，不断发展，走向成熟。

　　2016年3月2日，甘南州迭部县腊子口林场发生森林火灾。正值春季，天干物燥，火势不断蔓延，靠人工力量难以完全扑灭。

　　为了抑制火势蔓延，必须要知道风往哪个方向吹，风力风级多少；未来多久能出现有效降雨，如果没有降水，能否出现具备人工增雨雪作业的条件……精准的天气预报，在此时至关重要。

　　甘肃省气象局第一时间启动1级应急响应，中国气象局兰州干旱气象研究所同一时间成立应急小组，制定应急服务方案。

　　经过三轮会商后，西北区域数值预报中心形成未来三天迭部地区气温、风速的时序图，水汽条件、风场的垂直剖面等有效信息，并成功预报了一次有效降水过程，及时发送至甘肃省气象局应急响应指挥部。

周甘霖参加甘肃省天气会商。

　　救灾小组以这次预报为基础，配合降水过程实施了人工增雨作业，控制了火灾形势，成功扑灭了迭部县森林大火。

　　2018年7月，舟曲县暴雨形成堰塞湖，为避免出现垮坝事件影响人民生命财产安全，团队跟踪降水进行精准预报，为救灾工作提供了有力支撑。

　　提供精准的天气预报，最终目的是为社会提供服务。除了对灾害天气进行预报预警，为重大活动提供预报服务，也是团队近几年的工作重点。

　　2016年初夏，兰州马拉松拉开帷幕。

　　受兰州市气象局委托，西北区域数值预报中心为此次活动提供精准的气象预报，逐小时预报显示，当天上午将有零星降雨，可以一定程度上压制地面浮尘。主办方收到消息后主动减少了清洁人力，节约了人力成本和时间成本，取得良好效益。

　　颜鹏程参加丹麦新能源国际会议，与与会者进行交流。（图片除署名外均由西北区域数值预报中心提供）

　　天气在火箭发射的过程，同样重要。

　　火箭在发射之前，需要将发射器转移至发射架。转移过程中，不能出现强劲的风力干扰。火箭发射过程中，大气不同高度层出现的风切变，也会影响火箭的姿态保持。

　　对此，团队开发出逐小时垂直0-1公里内的精细化预报产品，为“神舟十二号”“天宫二号”顺利发射提供了精准的天气预报服务。

　　“做科研工作虽然枯燥，可是看到越来越多的实际应用，就感觉动力满满。”巩崇水说，团队下一步将在中国气象局兰州干旱气象研究所支持下，持续推进做好区域数值模式特色化发展，全面服务于全省智慧网格预报业务建设。

　　“在做好常规天气预报服务的前提下，聚焦我国西北地区关键天气、气候过程的预报、预警工作。团队成员也将在平凡的岗位上，继续坚持‘敬业、协作、创优、奉献’的职业精神，为甘肃气象事业的发展贡献自己的力量。”巩崇水信心满满地说。