中国科学院老科学技术工作者协会

简  报

﹝2023﹞ 第一四三期（总第914期）

中国科学院老科协办公室           2023年10月14日

京津冀地区强对流天气临近预报研讨会成功召开

京津冀地区出现的雷雨大风、冰雹、局地暴雨等灾害天气属于强对流天气，局地性强，发展和生消快，维持时间短，在所有的天气类型中最难预报，目前临近预报是唯一的方法。为了改进临近预报方法技术，提高预报水平，2023年10月12日在中国科学院大气物理研究所召开了“京津冀地区强对流天气临近预报研讨会”，中国科学院老科协副理事长、老专家咨询团团长洪延超研究员主持了会议。研讨会由北京市科协老专家智库基地（北京老科技工作者协会总会）主办，中国科学院老专家咨询团和中国科学院老科协大气分会共同承办。

中国老科协副理事长、中国科学院老科协理事长孙建国和中国科学院老科协顾问何远光两位领导参加这个研讨会。

会议现场

会议邀请到陈明轩、孙继松和郭学良研究员分别给研讨会做主旨报告和引导讨论报告。三位研究员都从事强对流天气和临近预报方面研究，都是国内知名专家。此外北京市气象服务中心首席预报员王华正高工参加这个会议，参加会议的还有大气物理研究所的多位从事强对流天气研究的研究员和中国科学院老专家咨询团的专家们。

陈明轩做主旨报告

在召开研讨会前，课题组向京津冀三地气象台首席预报员做了调研和咨询，粗略的了解了临近预报的现状和使用的预报方法和技术。会议主持人简单地介绍了调研和咨询的结果。

研讨会主题是：改进京津冀地区强对流天气临近预报技术，提高预报水平，讨论的问题是：

（1）目前强对流天气临近预报的难点和需要解决的关键科学问题是什么？

（2）如何进一步改进临近预报技术和提高临近预报水平？

会议首先由陈明轩做主旨报告，题目是“北京及周边地区强对流天气的特点、预报难点及科学问题”。在讨论环节，孙继松谈了对“短临预报发展方向的思考”，郭学良讲了“临近预报难点和解决途径”。报告后，专家们进行自由讨论，王华、雷恒池、肖辉、孙建华和几位报告人从不同侧面谈了京津冀地区临近预报中存在的核心科技问题、难点、目前预报技术需要改进的地方，并提出了相关专家建议。

一、临近预报存在的难题

1、对于北京地区而言，对流系统下山演变的预报是历史难题，西部太行山和北部的燕山发生的对流，下山是增强还是消散，这个预报问题一直没有从根本上解决。

2、复杂下垫面的对流触发预报难度更大。触发条件多种多样，对流在哪生成？什么时候生成？很难准确预报。

3、超大城市对中小尺度系统的动力、热力过程有影响，但怎么影响对流系统发生发展，其影响机理又是什么，还需要进一步研究，至于如何应用于业务还有很长的路要走。

4、精细化客观预报技术方法支撑能力不足，天气机理认识不清、技术手段支撑不够、模式订正能力不足，都对进一步提升北京地区短临预报的能力有不利影响。

5、要加强基础研究，深入了解强对流天气发生的物理过程。目前对云中真实的过程并不知晓。例如冰雹是如何形成的也是计算出来的。

6、AI技术的应用能够提高预报精度，但毕竟是基于统计的方法、基于机器学习，解决不了短临要的根本性的问题，一旦时间尺度比较长就会出现问题。

二、改进临近预报方法

1、要开展高精度数值模拟，深入分析强对流天气产生的机理，系统性构建关键预报预警指标，研发构建新型的短临预报预警方法，比如提升睿思系统，多元观测和模式产品与人工智能方法结合，把握好三个关键因素，包括地形问题、边界层问题、超大城市问题，高架对流问题。

2、改进数值模式预报。数值模式用于临近预报，即使进行快速更新同化，也有个大问题，即“spin up时间”问题。启动模式运行的前6个小时的模式结果是不能用的。这个问题可用动力因子或集合动力因子的诊断来解决。模式可以模拟5天以后的天气，利用模式输出资料，可以组成各种动力因子，比如组成判别不稳定性的理查逊数，以及判别重力波的弗罗德数，还可以计算位涡和辐散、辐合场，分析切变线和低涡等，可以分析各种天气和中尺度系统，就可以预报什么地点、什么时间会出现对流性天气，可以有效解决临近预报问题。

3、改进临近预报的外推技术。（1）用高时间分辨率的卫星云图监测，早期发现对流云，云能否长期的维持，需要各种探测手段获取的资料进行监测，判断是发展、维持或是消散。下山对流云是增强还是消散，需要有探测手段相应的配合。（2）外推时配置三维中尺度天气图。雷达资料外推解决不了对流云生消问题，对流云发展快，生命史也比较短，外推两个小时误差较大。应该依据观测资料绘制三维中尺度天气图，配置雷达回波就可以依据回波与中尺度系统的相对位置判断回波的发展情况用于临近预报。现在观测网络太大，构建中尺度观测网是一个有效的方法。（3）配置动力场、湿度场外推预报精度会大幅度的提高，这个问题也是核心。要将观测拓展到边界层，因为大量的水汽集中在这个层面，局地热力作用大部分集中在这个层次，地面加密观测，要往高空发展一下。

三、进一步提高用于临近预报的资料质量。用于机器学习的资料质量需要提高。预报员用的资料太多，但是好用的资料产品并不多。

四、给预报员提供方便快捷的平台。预报员最关心的是强对流发生的时间、落区和强度变化等等问题。现在各种各样的因素太复杂了，“万花筒”般的海量资料太多了，什么大尺度模式、中尺度模式、雷达观测、卫星、自动站资料，各式各样，做预报的时候要用五六个系统，在突发性强对流条件下，有限时间内怎么能够快速的获取效信息，快速的做出来判断和预报、预警并及时发出去这是最大的难题。怎么给预报员提供方便快捷的平台很重要。平台把指标、好用的方法提供给预报员，可以快速的反应并且抓住预警的时间。此外如何从繁杂的资料中提取有效的信息提供给预报员，预报员面前屏幕太多了，看不过来，容易失去有效预报时间。

最后老科协理事长孙建国讲话，强调要向北京市政府提供建议来提高临近预报技术水平，这是北京市领导最关心的，而不是科学研究的探讨，至于相关的科学研究，也可以给出长远的建议，从基础理论上探讨。此外对咨询团申报课题的思路和方式以及课题运作方式提出了要求，以适应北京老科总设立的课题变化。

（中国科学院老科协老专家咨询团、

中国科学院老科协大气所分会供稿）