我国突破强对流天气4小时精准预报技术 国产气象卫星算法实现国际领先

记者从中国气象局了解到,我国在强对流天气预报技术领域实现重大突破。

国家卫星气象中心联合相关科研院所成功研发出基于风云气象卫星数据的深度扩散模型,将强对流天气临近预报有效时长从传统的1-2小时大幅延长至4小时,相关研究成果已在国际权威学术期刊发表。

强对流天气预报一直是世界性难题。

传统预报方法受限于观测手段和算法技术,往往只能提前1-2小时发出预警,难以为防灾减灾工作提供充足的准备时间。

强对流天气系统尺度小、变化快,其"信号"往往隐藏在对流云团的微妙变化中,在卫星云图中表现微弱且变化迅速,给精准捕捉和预测带来极大挑战。

面对技术难题,科研团队充分发挥风云四号系列气象卫星大范围、无缝隙监测的独特优势,从海量卫星数据中提取和预测对流云团的复杂随机运动。

哈尔滨工业大学(深圳)教授叶允明介绍,这套技术从数据采集到模型构建、算法设计完全实现国产自主研发,核心算法经历三代更新迭代。

特别是第三代基于生成扩散模型的卫星云图智能外推算法,有效解决了长序列预测中对流云特征快速消散的技术难题。

为破解传统模型预测数小时后云图出现"模糊化"的问题,科研团队创新性提出"双模型耦合"架构。

该架构由深度神经网络模型负责学习和预测大尺度云系的整体移动趋势,把握天气系统宏观动向;同时引入扩散模型专门学习云图演变中的局部随机变化,精细刻画云系内部生消演变过程。

两个模型在训练中协同学习、共同优化,既确保大面积云系整体移动预报的准确性,又能有效保持云系内部结构演变的关键细节。

据介绍,基于风云四号气象卫星数据,该深度扩散模型覆盖范围达到我国及周边2000万平方千米区域,能够实现未来4小时内每15分钟生成一次高分辨率对流预报。

在4000米至48000米的不同空间尺度和各季节条件下,该技术均表现出稳定的预报能力,特别是对边远地区和海上雷达监测盲区等区域的气象防灾减灾具有重要应用价值。

预报时效的显著提升为防灾减灾工作带来革命性改变。

在城市应急处置中,预警时间提前为基础设施防护赢得宝贵的准备期,地铁、机场等重要设施可提前启动应急响应,危险区域人员转移和抢险物资部署更加主动从容。

在农业生产领域,种植户获得的额外几小时足以完成大棚加固、成熟作物抢收和防护网覆盖等关键防护措施。

风云气象卫星工程应用系统总设计师覃丹宇表示,该技术通过算法优化,在预测未来3-4小时的云图时仍能保持丰富的细节信息,为强对流天气的精准识别和预警提供了坚实的技术基础。

气象预警的价值,最终要体现在把灾害风险降到最低的行动之中。

将强对流临近预报有效时长拓展至4小时,不只是技术指标的进步,更是为社会治理争取“提前量”的重要一步。

随着国产卫星观测能力与自主算法体系持续迭代,推动预警信息与应急处置同向发力、同频共振,才能让“看得更早、看得更清”真正转化为“防得更稳、减得更实”。