优秀成果展示——CMA数值天气预报冬奥气象保障技术研究及应用
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发布时间：2024/11/27 0:00:00
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| 成果评价编号： |
中气科成评[2024]001 |
| 评价结果： |
优秀 |
| 成果名称： |
CMA数值天气预报冬奥气象保障技术研究及应用 |
| 完成单位： |
中国气象局地球系统数值预报中心、国家气象中心（中央气象台）、北京城市气象研究院、国家气象信息中心、清华大学、南京大学、中国科学院大气物理研究所、华风南信大研究院 |
| 成果形式： |
应用研究和技术开发类-系统 |
| 研究领域： |
天气预报 |
| 评价年份： |
2024 |
| 完成人： |
邓国、沈学顺、龚建东、陈静、佟华、邓莲堂、徐枝芳、张涵斌、李红祺、孙健、陈明轩、王勇、胡江凯、韩威、袁慧玲、张玉涛、王远哲、高丽、盛黎、赵颖、王建捷、李炟、李莉、王皓、李应林、刘志丽、霍自强、王婧卓、周玉淑、马若赟、郭文华、岳健、李晓莉、齐倩倩、赵滨、张新诺、顾文静、戴玲玲、张泓池、赖子洋 |
| 成果简介： |
精准气象预报服务是历届冬奥会成功举办的最重要条件之一。北京冬奥会是历史上首次在大陆性季风气候带举办的冬奥会，其赛区的复杂地形和天气特征以及变化的国际形势，使得中国必须自行承担难度极大的气象保障服务。沈学顺院士领衔的数值预报中心冬奥攻关团队致力于冬奥保障关键技术研究，取得了突破性进展，为赛区提供了全覆盖、高精度的数值预报服务，确保了重大活动的顺利进行。创新成果包括复杂地形下冬奥关键天气的短、中期确定性及集合数值预报核心技术，构建了自主研发模式支撑的“百米级、分钟级”、0-15天时效、赛区全覆盖的无缝隙、精准化、智慧化冬奥保障气象预报业务技术体系，形成了重大活动气象保障客观天气预报技术和产品。
攻关团队坚持独立自主、开拓创新，对标国际先进，打造中国气象局数值预报模式品牌，从国家战略层面提升冬奥服务保障等重大活动数值天气预报科技支撑能力，加速实现高水平气象科技自立自强。以冬奥服务保障为契机，通过深化CMA核心技术研发，提高CMA体系产品的精准度，形成了 一系列创新技术和新方法，包括优化区域精细模式动力框架和侧边界条件，发展地面稠密观测资料和国产风云卫星资料的同化方法，构建复杂地形条件下云分辨尺度集合预报系统，实现了百米、分钟级动力降尺度和微尺度烟花扩散系统，建立了传统统计和人工智能结合的产品偏差订正方法和海量预报大数据信息融合的方法。与国家级业务预报系统相结合，创造性地建立了冬奥气象保障服务无缝隙客观天气预报技术和产品支撑体系，在我国首次基于自主研发模式实现了重大活动气象保障0-15天无缝隙精细预报服务产品的科技支撑，填补了我国气象保障海量预报信息无缝融合及应用的技术空白。
与国内外同类成果相比，项目研发的动力框架中的三维参考大气方案、预估修正迭代算法和随天气流型自动调整高分辨区域模式侧边界条件的算法均属国际原创，未在数值中心以外找到知识产权信息。首次实现国产风云卫星资料和地面自动站稠密观测资料在国家级区域数值预报业务系统应用。发展的对流尺度集合预报多种初值扰动技术方法为国内外主流技术，但三维尺度调整方法更有优势。首次实现完全基于自主研发模式海量预报产品的大数据挖掘技术及信息融合应用，研制的无缝隙数值预报体后处理系统参数与欧美相当，其中人工智能技术应用的提升效果更具优势。与历届冬奥相比，项目无缝隙产品预报时效延长5天，在赛事安排方面有优势；赛区产品精度达到了“百米级、10分钟级”，相较往届冬奥有优势，服务产品精细化程度和预报服务能力获得了奥组委、运动员的广泛好评，形成了重大活动气象保障标杆性技术及产品支撑能力，在国家级数值预报系统和后冬奥服务保障中持续发挥作用。
攻关团队旨在发展国家级数值天气预报核心技术和业务系统，提升冬奥等重大活动、高影响天气预报服务的科技支撑能力。实现了重大活动气象保障关键技术的创新突破，确保数值预报核心技术的自主可控，进而提升了我国在气象领域的国际地位。在2019至2021年冬奥系列测试赛和2022年冬奥赛事服务中，项目成果得到实时应用，为运动员训练、赛事调整、火炬传递、开闭幕式等活动提供了全方位服务，受到奥组委、国家体育总局的好评。与立项之初相比，预报产品的改善率提升20%-50%，取得了巨大的进步。成果入选WMO高影响天气预报示范项目，为世界同行分享中国经验。
中国工程院院士沈学顺领衔的冬奥气象保障服务团队以“独立自主、团结合作、开拓创新”的拼搏精神，突破了冬奥服务保障关键技术，建立了国际先进水平的重大活动气象保障服务系统，提高了天气预报准确率和防灾减灾能力。团队以国内外应用需求为导向，建立了0-15天缝隙客观天气预报技术和产品支撑体系。这一系统不仅服务于北京冬奥、杭州亚运会等重大活动，还应用于国家级业务预报系统，为灾害性天气过程（例如郑州“21.7”特大暴雨）提供了强有力的科技支撑，取得了显著的社会政治经济效益。
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