从今年的台风“暹芭”到台风“桑达”，中国气象局上海台风研究所(以下简称“上海台风所”)自主研发的台风大数据分析应用系统——西北太平洋热带气旋检索系统发挥了重要作用。该系统不仅提前两天成功预报“暹芭”突然增强过程，还提前3天精准挖掘到历史相似台风，为预报“桑达”到达上海同纬度所在位置提供了直接线索，较好地提示了华东沿海大风和强降水。

　　数据赋能 整合多种资源

　　西北太平洋热带气旋检索系统是在现代计算机技术和数据分析技术支持下建立的一个数据深度分析平台。通过对台风多源异构数据进行融合集成和可视化综合分析，为科研业务人员提供直观预报、观测专题分析和服务决策支持。

　　在数据采编、整合和挖掘上，系统具有时间序列长、覆盖范围广、观测要素多等特点，集天气气候历史数据、实时观测数据、数理模型预测数据以及评估数据于一体，构建了独具特色的台风多源数据库。

　　以热带气旋年鉴整编资料为基础，结合大范围连续遥感监测和外场特种探测的扩展数据，该系统收录了1949年至今的西北太平洋及南海热带气旋资料，涵盖诸如台风历史或实时位置、强度、动热力结构、大风、降水、大气环境、灾害等多类型信息。依托上海台风所“追风”试验、台风数值预报模式、台风灾害风险评估技术等特色资源，该系统有着丰富的资料，为台风研究和预报技术发展提供扎实的数据支撑。

　　算法融合 激活技术潜能

　　作为多种台风预报新技术的可视化出口平台，西北太平洋热带气旋检索系统集成了空间相似、数据融合、台风活动指数、台风影响分析、预报及精度评定等多种算法，实现了在线实时驱动、快速动态展示运行结果的功能。

　　从台风早期展望到台风登陆，通过一整套算法技术服务系统运行，可积极助力台风防御从预报到影响预估的全过程。在台风生成初期，相似检索技术和集合预报技术精准绘出未来台风趋势。台风进入48小时警戒区时，强度预报技术“添砖加瓦”，提供进一步支撑服务。待台风进入24小时警戒区后，更有风、雨、浪、潮预报产品对台风及其可能带来的影响进行全景刻画。

　　空间相似检索算法是该系统的重要算法技术之一，助力良多。新台风生成后，业务人员可在系统中设定特定的时空范围，快速检索历史上的相似台风，提示可能造成的大风和降水影响，提供精准预测。随后，借助卫星遥感图像、模式分析或预报结果、站点观测等渠道获得的多源数据，业务人员可在系统上对台风预报进行实时订正，从而不断完善相似检索效率，提高台风预报精度。据上海台风所研究员鲁小琴介绍，这种基于事实的预报参考信息，具有非常重要的参考价值，将有效助力防灾减灾。

　　提档升级 打造特有优势

　　经过多年迭代更新，西北太平洋热带气旋检索系统已开发至5.0版本。新版本不仅改进了界面设计和访问方式，还优化了算法功能，并实现了主要查询功能的高度自由化。

　　2019年，“台风检索系统”小程序开发完成并上线。其作为西北太平洋热带气旋检索系统的重要补充，可协助业务人员在户外开展台风观测工作，提高使用的便捷性。

　　自2019年起，上海台风所每年开展系统应用培训，扩大应用范围和效果。三年来，已培训业务预报和科研人员近千人。目前，西北太平洋热带气旋检索系统已在全国近150家气象业务机构得到应用，是一线预报员进行台风预报的常用工具，积极助力我国台风预报精准度的提高。

　　未来，结合人工智能、融合算法等新技术，上海台风所将聚焦海量数据的深度应用问题，继续迭代更新西北太平洋热带气旋检索系统，力争在更广泛的领域实现深入应用，充分发挥其科研业务价值，为台风研究、预报和防灾减灾工作提供强有力的支撑。(丁昕彤)

　　成都高原气象研究所：西南区域数值预报系统科技支撑作用显现

　　7月5日至16日，四川多地最高气温突破历史极值。同期，四川盆地西部沿山地区连续7天发生局地强降水，天气过程复杂、防灾减灾形势严峻。

　　地处青藏高原东侧的四川省，受复杂地形和大气环流系统共同影响，强降水频发，易造成局地山洪、泥石流、山体滑坡等灾害。

　　为进一步提高强降水预报准确率，特别是高温天气背景下的局地暴雨预报准确率，中国气象局成都高原气象研究所联合国内相关科研力量组成西南区域数值预报项目团队，持续攻关复杂地形局地强降水这一预报难题。

　　目前，项目团队已建立西南地区首个逐小时更新、1公里分辨率的天气模式预报系统，即西南区域数值模式预报系统，并投入业务应用。今年汛期以来，模式预报检验评估结果表明，其对全省强降水预报的准确率优于国内外其他数值预报产品，逐3小时晴雨预报准确率超过80%，远高于其他数值预报产品。

　　针对7月15日夜间到16日白天的强降水过程，模式提前12小时预报盆地西部沿山地区将发生暴雨以上量级降水，预报结果与实际降水落区和强度较为吻合。在数值模式产品推广与应用方面，项目团队借助四川省气象业务内网，实时提供丰富、专业的图形预报产品，还为民航西南空管局和成都市气象台提供定制化预报产品。

　　针对模式暖区预报难点，项目团队针对性开展历史失败个例复盘研究，找出关键因子，进行改进。例如，在暖空气影响下，数值模式在盆地西部沿山地带容易漏报降水。对此，项目团队开展多类非常规敏感性试验，利用加密观测资料找出漏报的关键，并通过改进云微物理方案和边界层通量方案，进一步提升降水预报准确率。

　　未来，项目团队还将通过“观测—机理—模式”良性互动的研究方式，持续强化青藏高原复杂地形和特殊气候背景下数值模式核心技术攻关，积极发挥科技支撑作用。(蒋兴文 衡志炜 冯勇)

　　兰州干旱气象研究所：睿图西北模式为预报提供“新动能”

　　每年汛期，短时强降水常给处于干旱半干旱区的甘肃带来较大影响。今年，甘肃降水呈现分布不均、局地雨强大、极端性强等特点，频繁的强降水也对农业生产极为不利。

　　“近年来，全省降水呈现不‘典型’的暴雨天气过程特点，暴雨出现的空间和时间不确定性特别大，主要表现在短时强降水的时空分布存在很大的不确定性。也就是说，甘肃出现大范围降水，但暴雨落区分散且呈点状分布，预报难度可想而知。”兰州中心气象台首席预报员傅朝说。

　　对此，中国气象局兰州干旱气象研究所(以下简称“兰州干旱所”)不断优化数值预报模式，加强科技支撑，研发了西北区域中尺度高分辨率数值预报系统(以下简称“睿图西北模式”)，为一线预报人员提升业务能力提供“新动能”。

　　7月11日至13日，陇东南局地有暴雨过程。7月21日至22日和7月31日至8月1日，甘南、陇南、天水等地出现两轮降水过程。睿图西北模式均提前24小时给出了较为精准的预报结果。

　　甘肃河东位于青藏高原东北侧，被秦岭、六盘山、祁连山脉包围，一直以来，常规模式预报受地形影响较大，预报精准度不高。此时，睿图西北模式的优势就显现出来了。模式结合甘肃特有的地形和天气气候特点，业务人员利用模式在降水开始前的24小时锁定过程并全程追踪，从而能够更准确地提供模式预报产品。

　　在解决西北地区降水“落区预报不准确、强度预报不精准”等难点问题中，睿图西北模式起到关键作用。其基于最新版本的中尺度数值预报模式，通过融合卫星等多源观测资料对实际下垫面状况、山脉地形、误差矩阵等进行重构，融合实时观测资料开展数值天气预报，能够准确把握西北复杂地形下的降水过程，实现精准预报。这对于湿陷性黄土地质结构、连续性集中性强降水一旦达到致灾临界雨量就可能导致灾害发生的甘肃来说，至关重要。

　　今年入汛以来，针对干旱变化情况，业务人员利用睿图西北模式还开展了长期预测，提供包括气温、降水、干旱指数等在内的月预测产品。

　　近年来，兰州干旱所数值预报创新团队围绕复杂地形条件下的资料同化问题、干旱半干旱区陆面过程参数化改进以及复杂地形在模式中的影响等开展科研攻关，显著提升西北复杂地形条件下的降水预报预测能力。

　　此外，团队还针对西北地区沙尘、干旱开展数值预报研究，其中，研发改进的沙尘模式在西北地区沙尘天气预报中表现优异，对数次沙尘天气过程的起沙时间、影响范围都提前24小时做出精准预报。团队还针对陆面过程、下垫面关键物理参数、物理方案、土壤热导率等开展系列研究，建成短期气候预测系统，显著提升区域干旱预报水平。(于仕琪 巩崇水 颜鹏程 聂鑫)

　　沈阳大气环境研究所：15类东北冷涡科研成果实现汛期业务应用

　　6月以来，东北冷涡异常活跃，强对流天气频发。受其影响，辽宁降水比常年同期偏多91.6%，为1951年以来历史同期最多。

　　东北冷涡带来的灾害性天气常常令预报员头疼。为做好粮食安全保障及气象防灾减灾工作，东北区域气象中心依托中国气象局沈阳大气环境研究所(以下简称“沈阳大气环境所”)整合研究领域，组织成立东北冷涡研究重点开放实验室(以下简称“实验室”)。

　　今年汛期，实验室归纳了15类科研成果，提供给预报员使用;同时，梳理1961年以来的东北冷涡个例，编写2020年和2021年东北冷涡年鉴，收集相关观测数据，为预报业务提供了一套完整的数据集和冷涡个例集。从气候尺度、天气尺度方面入手，实验室帮助预报员深入认识东北冷涡特征和影响机理，把握东北冷涡结构和高影响天气预报技术，提高预报员对数值模式的订正能力。这些均为准确预报暴雨、强对流等灾害性天气提供了科技支撑。

　　6月25日，受今年第15号东北冷涡后部西北气流影响，辽宁出现雷电、大风、短时强降水、冰雹等强对流天气，北部、中东部地区出现强风暴，沈阳地区出现12级以上瞬时大风，最大瞬时风力达13级。

　　预报员分析发现，此次过程与东北冷涡西南侧外围强风暴天气模型十分相似，存在低层暖湿、高层干冷的对流不稳定层结，将出现雷电、大风、短时强降水、冰雹等强对流天气。辽宁省气象台在参考实验室的东北冷涡背景下强风暴天气模型后，提前48小时准确作出沈阳强风暴潜势预报。

　　今年汛期，实验室通过强化东北冷涡科研成果业务应用，发布多期《东北冷涡实时监测预报公报》，并为天气会商和决策材料编写提供技术支持，显著提高了全省气象部门对东北冷涡诱发灾害天气的监测和预报预警能力。

　　下一步，沈阳大气环境所将继续以实验室为平台，聚集全国东北冷涡领域科研业务人才，开展科研攻关，推动科技成果转化，为东北冷涡强天气业务预报提供科技支撑。

　　责任编辑：张华