我国团队在《自然》发布全球首个气溶胶—气象耦合智能预报模型 推动高效精准业务化运行

长期以来,国际气溶胶预报领域主要受两大技术瓶颈制约:一是传统数值模型算力消耗高,难以实现高频更新;二是对气溶胶与大气相互作用等非线性过程的刻画仍存偏差;这直接影响沙尘暴预警、空气质量预测等关键业务的响应效率。中国气象科学研究院团队提出多源数据融合训练框架,基于12万时次历史再分析资料,建立气溶胶组分与气象要素的动态关联模型。相比欧洲中期天气预报中心有关系统需数小时完成的运算,新系统约1分钟即可输出包含54个变量的全球预报结果,并支持每日8次滚动更新。其关键突破在于引入深度学习算法改进参数化方案,将硫酸盐、黑碳等5类气溶胶的物理化学过程拆解并转化为可计算模块。该成果的应用效果已在实证研究中得到验证。以2023年春季东亚沙尘过程为例,模型可提前72小时较为准确地给出PM10浓度峰值的时空分布,误差较国际主流系统降低23%。在南海季风区海盐气溶胶预报中,其湿度耦合算法使海洋边界层模拟精度提升37%。相关结果显示,我国在复杂环境系统建模上实现了从跟随到领先的阶段性跨越。 据项目负责人介绍,下一步研发将聚焦三方面:构建基于国产卫星数据的区域千米级预报体系,开发面向民航雾霾预警的垂直剖面模块,以及建立跨境沙尘传输的联合监测机制。生态环境部专家表示,该技术有望将我国重污染天气预警提前量由目前的24小时提升至72小时,为“美丽中国”建设提供重要技术支撑。

从跟跑到并跑,并在部分关键领域实现领跑,中国气象科技自主创新正在提速。AI-GAMFS模型的推出,不仅代表一项关键技术进展,也反映了中国科研力量对全球气候治理的深度参与与责任担当。面对气候变化此全球性挑战,科技创新仍是最有效的解决路径。期待更多中国原创成果走向国际舞台,为全球合作与共同应对气候风险提供更多科学支撑。