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数值预报是基于数学物理学方法客观定量计算未来天气演变的预报技术。作为气象业务的核心科技，被誉为气象事业的“芯片”。自主研发中国的数值预报技术，是中国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，吹响了我国数值预报自主研发的号角；10年砥砺前行，今天我国数值预报系统不但实现了自主研发、应用、改进、发展的良性循环，全面建立了国家级数值天气预报业务体系和实现应用服务，还形成了一支高素质、稳定、全技术链条的研发和业务应用队伍。
国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士曾庆存说：“就我国数值天气预报业务的建立和发展历程来说，从20世纪80年代初正式成立数值天气预报业务单位算起，至今已近40年了。中国气象人克服了从基础设备到模式发展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的主要科技支撑。”
核心技术一定要完全掌握在自己手里
自主研发中国的数值预报核心技术，面临着一系列的难题。10年如一日，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一步一个脚印推动我国数值预报加速发展：
2010年，GRAPES全球模式和同化的深化改进工作全面开展。
2013年，数值预报创新团队入选科技部“创新人才推进计划重点领域创新团队”。
2014年，高分辨率资料同化与数值天气模式被确定为国家气象科技创新工程三大攻关任务之一。
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，标志着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国家级预报中心之一。
同年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的版图补齐了最后一块“拼图”，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，也标志着GRAPES终于建成了完整数值天气预报体系。
“核心技术一定要掌握在自己手里，10年来我们的目标始终如一。”国家气象中心主任王建捷说，“现在，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完整自主技术的数值天气预报体系。”
实现数值天气预报业务体系应用
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。次月，9公里分辨率GRAPES台风预报系统实现业务运行，“首战”即成功应对超强台风“利奇马”。
以超强台风级别登陆浙江温岭的台风“利奇马”可谓2019年汛期的一匹“烈马”。而在对“利奇马”的路径捕捉和预报中，风云四号A星与GRAPES数值预报隔空星—地互动，彼此成就——
行动中，数值预报中心团队采用GRAPES全球切线性与伴随模式，确定未来48小时影响我国东部区域预报的观测敏感区，设定目标观测区范围，并会同国家卫星气象中心相关团队，确定目标观测区。随后，风云四号A星调整观测方式，加密观测得到的资料，又经过GRAPES全球四维变分同化系统同化应用，有效改善模式的初始场，最终提高台风路径及强度预报的水平……这一系列动作只是国家级数值预报业务体系面对复杂天气过程的一次实践。
“从2010年到2020年，我们的GRAPES全球数值预报业务可用时效从6天提高到7.5天，快于国际上先进中心同期发展速度。”数值预报中心副主任龚建东说，依靠自主研发建成一套完整的数值天气预报业务技术体系，我国数值预报不但实现了自主研发、应用、改进、发展的良性循环，全面建立了国家级数值天气预报业务体系和实现应用服务，还形成了一支高素质、稳定、全技术链条的研发和业务应用队伍。
未来还要在预报精准化上下功夫
气象卫星资料和应用专家、中国工程院院士许健民表示，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。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，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。中国数值预报，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。不久的将来，中国的数值天气预报一定会和国际上最发达的国家并驾齐驱。
天气动力学和数值预报专家、中国工程院院士李泽椿说，数值预报中心建成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经济建设对气象保障的需求。在引以为傲的同时，应清醒地认识到，数值预报中心面临任务繁重，还要在预报精准化上下功夫，要与天气值班预报员结合，在应用上走出有中国特色的气象服务之路。
（本报记者 袁于飞）
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