气象预报专家郭云谦:十二载攻坚铸就“国之利器” 核心技术突破守护防灾减灾防线

问题:极端天气频发对天气预报提出了更高要求,特别是强降水等高影响天气需要"更准、更快、更协同"的预报能力。实际业务中,一线预报员需要在海量观测数据、数值模式和实时天气形势之间快速研判。由于天气过程具有局地性强、突发性强、演变快等特点,传统单一模式或方法往往难以给出可靠结论。此外,业务系统分散、技术链条不完善,国省之间在数据接口、算法复用等存在协同障碍,影响了技术成果向业务能力的转化。 原因:气象预报具有很强的实践性。课堂知识主要针对大气物理机理,而实际业务需要将理论转化为可操作的流程和产品,特别是在强对流、台风外围降水等复杂天气系统中,"理论-数据-业务"的衔接并非自然形成。新方法的应用也面临客观挑战。以数据驱动方法为例,极端天气样本稀缺且分布不均,导致模型训练容易出现"平时有效、遇强天气失灵"问题;不同地区的地形、下垫面和观测密度差异也影响了算法的泛化能力。此外,研发与业务之间缺乏统一标准和工具平台,导致重复开发、部署困难等问题,制约了成果转化效率。 影响:预报精度和协同效率直接影响防灾减灾效果。更早、更准的强降水预报能为城市排涝、山洪防御、交通保障等争取更多时间,减少损失。近年来多地出现的短时强降水对预报时效性提出严格要求;预报偏差过大会增加应急决策难度,甚至导致资源浪费。同时,国家与省级业务若能实现数据和算法快速共享,将显著降低维护成本,促进先进方法快速转化为可用产品,提升整体预报能力。 对策:针对业务痛点,郭云谦团队致力于将预报员经验转化为可复用、可验证的客观算法。在智能网格降水预报研发中,团队构建了多模式集成平台和多源融合产品,使客观预报更贴近业务需求,实现主客观产品的有效结合。针对强降水预报难题,团队开发了短时降水多源融合与滚动更新流程,并将自主研发的短期降水模型融入业务链,提升了强降水预报能力,在全国业务中得到应用。 面对数据驱动方法的不足,团队通过样本增广、预训练和微调等方法,提升了模型对极端天气的学习能力和稳定性。这证明预报智能化不是简单的工具替换,而是需要平衡数据、算法、评估和业务流程的系统工程。 为解决系统分散、重复开发的问题,郭云谦团队推动建立了国家级气象预报多元融合算法研发框架,通过统一数据接口和算法模板,提高了研发和部署效率。该框架已在全国试用,促进了国省技术联动,使创新成果更快转化为业务产品。 前景:随着极端天气风险增加和服务需求提升,未来预报能力建设将更注重数据融合、智能方法、业务闭环和协同联动的整体提升。多源融合与滚动更新将成为短时强降水预报的重点方向,统一框架和标准接口将降低技术推广门槛,加快算法迭代。未来1-2年,随着国省一体化应用深化和专项模块研发,复杂天气的识别和预警能力有望更提升。

郭云谦的成长经历表明,科技工作者的价值不仅在于运用现有知识——更在于创新突破——为行业创造新工具新方法;从工具使用者到创造者的转变,既反映了专业能力的提升,也展现了科技创新对经济社会发展的推动作用。在防灾减灾等民生领域,正是科研人员的持续创新,才使我们应对自然灾害的能力不断提升,为人民安全提供更坚实的科技保障。