强对流天气预报长期以来是国际气象领域的技术难题。这类天气突发性强、演变迅速、破坏力大，常造成严重人员伤亡和经济损失。传统方法在临近预报上的有效时长较短，难以为防灾减灾争取足够的预警时间。我国气象部门近日在该领域取得重要进展。国家卫星气象中心联合高校和科研机构开展攻关，研发出基于风云气象卫星数据的深度扩散模型，将强对流天气临近预报有效时长延长至4小时，对应的成果已发表于国际学术期刊《美国国家科学院院刊》。 这一进展的关键在于对预报难点的把握与方法创新。强对流天气临近预报的核心挑战，是准确捕捉中小尺度系统快速、非线性演变的过程。研究团队利用风云四号系列卫星覆盖范围广、观测连续的优势，获取长时序数据，从海量卫星信息中提取并预测对流云团复杂且优势在于随机性的运动规律。 在技术路径上，团队借鉴扩散模型在图像生成领域，提出面向卫星数据的深度扩散模型。模型将对流云演变中的随机运动趋势刻画为类似物理扩散的过程，基于风云四号A星过去2小时的红外亮温序列，预判未来4小时对流云的时空演变特征。随后结合深度语义分割模型，对预测的卫星序列进行对流云自动识别与空间定位，更清晰地描绘对流云的生成与发展过程。 预报能力提升较为明显。依托风云四号卫星数据，该深度扩散模型可对我国及周边约2000万平方千米范围实现未来4小时、每15分钟一次的高分辨率对流预报。模型在不同空间尺度（4000米至48000米）以及不同季节均表现稳定，不仅适用于短时预报，在2小时至4小时的较长时效预报中也保持较高可信度。 这一技术进展具备现实应用意义。强对流天气涵盖暴雨、雷暴、短时大风等灾害性天气，对社会生产和人民生命财产安全威胁突出。预报时效的延长，意味着防灾减灾部门可获得更充裕的时间开展预警发布、人员疏散与应急准备，从而降低灾害损失。随着技术迭代和业务应用推进，该研究有望为强对流天气防灾减灾提供更早、更精准的技术支持，提升社会对极端天气的应对能力。 同时，我国气象卫星能力的持续提升为这一进展提供了基础支撑。2024年12月27日，我国成功发射风云四号C星。该卫星具备更高的时空分辨率，并增强了环境温湿廓线探测与闪电探测能力，有望更提高强对流短临预报精度，为后续研究和业务化应用拓展空间。
从“更早发现云团变化”到“更可靠预测风险演变”，强对流预报能力提升的价值不仅在于方法创新，更在于把不确定性转化为可提前应对的时间窗口；将科研成果转化为稳定、可用、可共享的预警服务，仍需观测体系、算法能力与应急治理形成合力。随着风云卫星观测能力持续增强、预报业务体系优化，更早、更准、更可信的预警将成为防灾减灾的重要支点，为守护人民生命财产安全、提升城市韧性提供更有力的保障。