省級以下現代天氣業務集約化發展研究

秦愛民　朱玉潔

摘 要：在梳理中國氣象局現代氣象業務發展，特別是現代天氣業務發展思路和成效的基礎上，結合公共氣象服務面臨的新形勢和新需求，分析了省級以下現代天氣業務集約化發展面臨的新問題，提出了優化省市縣三級的重點業務分工、改進預報預警技術和業務流程、完善相關業務標準、創新基層一體化業務服務方式、進而推進核心氣象業務集約化發展的建議，包括：①實施“預報核心上移、服務重心下沉”戰略，逐步建立適應氣象服務體制改革要求的業務布局。強化省級大數據（基礎數據、預報服務產品庫和綜合一體化平臺等）環境部署、精準化天氣預報技術路線及流程的革新、災害性天氣預警技術把關等業務核心地位，強化市級短期精細化要素預報訂正和氣象服務社會化的組織與協調，強化縣級基層氣象防災減災的社會化組織和協調、災害性天氣及氣象災害風險預警職能。②創新基層海量數值天氣預報（NWP）產品集成應用方式，關注氣象要素格點、情景預報技術發展，探索綜合業務平臺升級以及預報產品無縫隙、網格化、精細化制作技術。③進一步理清災害性天氣預報預警業務的上下級分工，創新管理模式，完善集約化業務平臺和流程，整合專業化的信息發布平臺和流程。④完善產品格式、標準和方法，推進業務質量檢驗評估體系建設。⑤強化多方式業務培訓，提升業務科技創新能力，推進縣級監測、預報和服務業務的一體化，全面提升縣級精細化預報、災害性天氣及氣象災害預警服務能力。

關鍵詞：現代天氣業務；體制改革；業務集約化；預警技術

中圖分類號：P45 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.003

當前，正處于全面推進氣象現代化和全面深化改革的重要時期，氣象發展環境和條件正在發生深刻的變化，國家全面深化改革、新技術和市場開放帶來的挑戰不斷加大，我國氣象科技與國際先進水平的仍有明顯差距。中國氣象局黨組適時出臺《關于全面深化氣象改革的意見》（中氣黨發〔2014〕28 號），其明確要求，要緊緊圍繞氣象核心技術突破深化科技體制改革，提高綜合業務能力和水平，建立集約高效的業務運行機制。省級及以下現代天氣業務是天氣業務的重要基礎，探索它的集約化發展，對于有效落實改革意見，推進現代天氣業務改革發展具有重要意義。本文在梳理現代天氣業務發展思路和成效的基礎上，結合新形勢和需求，對省級以下現代天氣業務集約化發展可能面臨的問題以及如何細化落實集約化發展戰略進行了較系統的分析，從而提出進一步推進業務集約化發展的部分建議。

1 “精準化”“集約化”的內涵分析

天氣預報的精準化：氣發〔2007〕477號文提出，大力發展氣象預報預測業務，主要體現在滿足無縫隙需求，提高預報預測準確率和精細化水平上。現代天氣業務發展指導意見（氣發〔2010〕1號）進一步提出，現代天氣業務以預報的精準化發展為標志。精準化的預報是指準確和高時空分辨率的涵蓋不同天氣現象、適應不同用戶需求的預報。當今的大數據、互聯網、云計算和新媒體時代為氣象信息服務提供了“無處不在、無微不至”的發展機遇，同時對天氣預報精準化及業務產品的內容、形式、制作和提供方式都提出更多的要求和挑戰。

現代天氣業務的集約化：集約化的含義即優化資源配置，使得效益最大化。其質量特征是由“簡單外延擴大”轉向“強化科技內涵”。其規模特征是由“各行其是，各自為戰”轉向要素的相對集中，其結構特征是系統間和層級間無縫隙、無重疊、連續而有效的互動，其效益特征是優勢互補、相互支持，協同共贏。

氣象業務集約化發展的意義在于滿足事業改革需求，促進氣象現代化發展；實施業務戰略性調整，增強競爭實力；統籌業務資源，優化體制機制，增強氣象業務能力，提高整體服務水平。現代天氣業務主要體現在天氣業務核心技術和支撐手段的現代化、業務流程的合理化、業務產品的精細化和業務分工的專業化。

2 現代天氣業務發展思路和成效簡述

2010年以來，中國氣象局針對現代天氣業務實施多領域的業務技術體制改革，包括強對流天氣預報、中尺度天氣分析、精細化要素預報、大城市精細化預報服務、臺風預報、海洋氣象預報、中小河流和山洪地質災害風險預警服務、省市縣三級集約化天氣預報業務流程調整試驗以及預報員團隊建設等。現從省級業務管理角度，對其取得的成效進行簡要分析，具體如表1所示。

通過業務技術體制改革以及成果和經驗的推廣，豐富了預測預報業務的內涵，調整了預測預報業務分工和業務流程，提升了應用預測預報業務技術的能力和業務的針對性和時效性，有力支撐了氣象服務業務的發展。相繼出臺的業務規范和指導意見對推進省市縣天氣業務發展有重大作用。但新環境形勢下精準化預報的內涵還有待進一步凝練和細化、集約化程度仍需提高、省級對下的業務支撐能力有待進一步加強、業務發展存在區域不均衡、基層業務比較薄弱等不足和問題。在全面深化氣象改革和推進氣象現代化的關鍵時期，現代天氣業務還面對諸多新的問題和挑戰。

3 現代天氣業務發展面臨改革的新形勢

3.1 對天氣業務提出的新要求

隨著國家和部門改革的不斷深化，氣象服務格局正在發生著重大變化，由政府為主導、部門為基礎、市場調節、社會參與的多元格局正在形成。傳統的氣象服務將面臨市場開放、科技進步、國際化競爭等多方面的挑戰。為適應社會發展與改革的步伐，中國氣象局黨組適時出臺了《關于全面深化氣象改革的意見》（中氣黨發〔2014〕28 號）。氣象服務體制改革方案提出：“……公眾氣象服務產品加工制作逐步向國家和省級集約。打破公眾氣象服務信息傳播和專業氣象服務的行政區域界限……，鼓勵專業氣象服務跨區域、規模化發展……。建立新型公共氣象服務運行機制……”。這預示著國家、省級氣象部門將進一步加強大數據支撐和天氣業務的精細化。

省級如何超前謀劃業務重心的布局，體現本區域部門科技實力？市、縣級氣象部門將重點發揮哪些作用，并如何發揮值得思考。現代天氣業務集約化布局需考慮與氣象服務體制改革相統一。

3.2 國內外先進的核心技術發展

隨著精細化數值模式性能的不斷提高，借鑒發達歐美國家經驗，我國天氣預報業務將面臨由傳統的站點預報向數字化網格預報發展的根本性轉變。隨著高性能計算機的應用，短臨預報將逐步由雷達“外推”向“外推”與精細化數值預報相融合的方式轉變。為滿足需求，短時預報模式產品需達到更高的時空分辨率（1 h，1 km），預報員需熟練把握模式和產品的性能，運用人機交互智能化網格訂正工具，對客觀預報進行快速的修正。短期預報產品的時空分辨率也應逐步提高（3 h，2 km），預報員應用多模式集成釋用（包括集合預報）技術，對客觀化產品進行網格化訂正。未來數字網格預報業務的開展，將使獲取任何地點、任何時間的數字天氣預報（甚至包括某地點、某時刻的多維狀態預報，以滿足航空航天等行業的需求）成為可能。所以，各級預報人員均應瞄準國際國內天氣預報核心技術發展的前沿動態，盡快建立新的預報概念、思路，早作技術儲備，及時適應天氣預報技術的重大變革。

3.3 省級以下天氣業務集約化可能面對的問題

現代天氣業務發展指導意見對不同時效的天氣預報和災害性天氣預警提出了較明確的技術路線，省級在組織落實細化業務改革發展措施中，需統籌考慮如何優化細化省市縣三級業務布局，如何加強省級大數據環境部署、NWP集成應用、預報技術革新、創新集約化業務流程和運行機制，完善業務標準規范和無縫隙預報服務產品體系。

4 省級以下現代天氣業務集約化發展建議

參考先進省份的工作經驗，結合山西等省的工作實際，現對省級以下現代天氣業務發展提出不成熟或不全面的建議。

4.1 整合省市縣業務布局

逐步實施“預報核心上移、服務重心下沉”戰略，逐步建立適應氣象服務體制改革要求的業務布局。具體可從以下幾個方面入手：①強化省級基礎數據中心和業務的核心地位，包括強化省級在大數據（基礎探測數據、數值模式產品、上級指導產品、各類服務產品等）環境部署，推進數據庫建設，為省、市、縣三級各項業務提供統一標準化數據，避免各級重復建設和無謂勞動。②建立省市縣綜合業務一體化平臺。為省、市、縣三級各項業務提供規范、統一、便捷的觀測數據調用、預報產品制作、服務產品本地化應用平臺。③強化省級無縫隙、精準化天氣預報產品制作，災害性天氣預警技術把關，專業預報的技術指導，同時強化省級（時、空）中期天氣預報，延伸期天氣預報的客觀化。④強化市級短期精細化要素預報訂正和氣象服務社會化的組織與協調。當前，因大部分省級精細化指導能力仍顯不足（經檢驗，大部分地市短期預報相對省級有明顯的訂正，但短臨預報，除監測報警外，相對省級優勢不明顯），短期預報訂正還是市級預報的主要內容之一。隨著服務、業務體制改革的推進及上級精細化預報技術支撐能力的提高，市級的重點任務應逐漸轉移到對基于省級產品（適當訂正）的氣象服務、對縣級氣象防災減災的組織和決策服務等工作的指導、區域專業氣象服務產品的研發、縣級專業服務任務的定制、氣象設施社會化保障的組織與協調等。⑤強化縣級基層氣象防災減災的社會化組織和協調、災害性天氣及氣象災害風險預警職能。近期重點任務應包括整合人員崗位，完善縣級監測、預警、服務業務的一體化平臺，落實“一專多能、一崗多責”一體化任務。

4.2 加強新技術集成應用

加強新技術集成應用，提升省域精準化預報能力。多源NWP產品的科學高效釋用、綜合業務平臺升級以及預報產品無縫隙、網格化、精細化制作，應是省級天氣業務集約化發展的重點。

4.2.1 加強研究高效集成應用海量NWP產品的方式

目前，省級（及市縣級）可以得到的NWP產品已達38 G/日以上量級。如果還遵循傳統的文件調閱方式、每日定時制作定常的幾次預報時參考一下（經定性檢驗后準確率較高的）主要產品，或只簡單的集成應用，勢必不能滿足無縫隙、精細化需求，同時還會造成大量NWP資源的浪費。省級需在國家、區域級指導下，研究高效提取多源NWP產品的系統誤差信息，綜合高度集成后，供預報員日常業務參考使用。

4.2.2 加強對NWP產品的精細化分析評估

加強對NWP產品的精細化分析評估，并將其納入逐日滾動業務。精細化的預報需要建立在對NWP產品精細化分析的基礎之上，而精細化分析又建立在常規精細化的檢驗之上。所以建議在加強NWP產品動力統計、集合預報技術應用和加強加密（區域）站觀測資料的嚴格質量控制基礎上，建立更精密時效（逐日、時，而非月、季）的NWP產品檢驗業務。檢驗要素由基本的降水、氣溫擴展到更多的氣象要素和物理量，將檢驗工作納入每日省-市-縣天氣會商流程。一方面為上級（國家、區域級）模式改進提供參考，另一方面積累本區域精細化（分季節、分天氣類型、分區域等）的模式釋用經驗，發揮層級和區位優勢的同時，為無縫隙、格點化訂正業務改革奠定基礎。

4.2.3 加強災害性天氣短臨預報預警技術研究

由于預報的不確定性，短臨預報是目前，也是未來長時期內短期精細化天氣預報的有效補充。應繼續堅持現代天氣業務發展指導意見，加強QPE/QPF關鍵技術的研發力度，逐步實現由雷達“外推”向“外推”和精細化數值預報融合的方式轉變，同時加強區域站、衛星、GPS/MET、閃電定位、微波輻射等新資料融合和新產品的應用，規范開展短臨中尺度天氣分析業務。

4.2.4 探索研究更多新預報業務

探索基于（逐數小時快速同化）NWP產品、滾動訂正制作（多要素）天氣情景預報技術和流程，研究開展無縫隙、格點化預報業務，滿足精細化和各類專業氣象服務的需求。目前，（國內省級）開展的格點化訂正預報，還僅限于基于上級指導預報結果，結合（降水）天氣落區的本地化經驗進行形式上的修補，還未充分體現以NWP產品為基礎的科技內涵。未來實現無縫隙、格點化（訂正）預報技術是否可考慮分為以下兩步走？還有待進一步探討。第一步技術路線：針對（經檢驗有一定精準度）快速同化（例如次/3 h、1～2 km分辨率）模式最近時刻的要素預報，結合實況，應用智能化訂正平臺（工具箱）進行重要天氣落區（范圍、強度等）的訂正和主要要素誤差的訂正（根據相應時段極值、均值誤差）。工具箱自動記憶訂正規則（建立訂正數學概念模型），依據此規則，對后續時效依次進行訂正，直到（需訂正的）系統移出所轄區域。第二步技術路線：將建立在未來更精準化、快速同化模式之上。智能化訂正功能融合到綜合天氣預報業務平臺（例如MICAPS或本地平臺），增強對模式輸出天氣系統的訂正（建立在第一步經驗積累基礎上）能力，實現預報員“通過修改模式預報的鋒面、槽線、高低壓中心等，利用反演技術，得到天氣圖的預報和精細化天氣要素預報；通過改變邊界層內T-logP中的任一層的溫度和濕度進行手動外推預報……”等功能，實現一次訂正生成多時效、不同形式的預報產品，實現云量、能見度等更多要素預報的常態化和定量化。雖然上述展望在短期內還不能完全實現，但需要加強此方向的認識，并可在局部實踐探索。

4.2.5 適量吸納省級NWP研發資源

適量吸納省級NWP研發資源，參與到國家、區域級模式研發工作中，形成上下聯動攻關優勢。目前，國家、區域級NWP技術已對省級以下預報業務起到了較好的指導作用，但相對發達國家水平還有一定差距，對下指導產品，特別是對局地強對流、深對流模擬預報精度和及時效性還未完全滿足預報服務的需求。國家、區域級已形成了較固定的持續專注于NWP的研發團隊，但體量還較小，大部分省級因地制宜地研發應用了區域中尺度模式，具備一定的硬軟件環境，同化分析本省特有的觀測數據。部分省市還組建了基本成形的研發團隊，個別骨干在研發領域嶄露頭角。例如適當吸納省級資源，開放式參與上級研發，加強上級引導和技術指導，這樣可能會避免“各行其是”，進一步增強整體實力。

4.3 創新管理模式

4.3.1 完善集約化預報業務平臺

預報業務平臺研發和完善應以省級統一組織集約化研發。平臺應包括（實時、歷史）資料一體化、產品一體化、交互訂正預報制作、專業預報加工制作、預警信息發布與監控以及綜合質量考核與管理等。集約化預報業務平臺研發應由省局組織確定平臺框架，以省級科研和業務單位為主體開展，在國家級氣象局的指導下進行科學論證，加強與科研院所、大專院校或社會企業的聯合。其中，研發和完善基于NWP產品進行動態訂正，生成多要素、無縫隙、精細化、格點化的基本預報預警產品應是核心任務。基于這些產品進行產品后處理，開展有針對性的防災減災及專業服務才能有更好的保障。

4.3.2 優化集約化預警產品制作業務流程

在較為完善的短期天氣預報業務流程基礎上，完善省市縣互動的短臨預報業務平臺和流程。目前，省級定時的短臨預報基本上可以實現省、市、縣三級的實時共享，但對于非定時突發性暴雨等強對流天氣，還或多或少地存在一些問題，例如對大范圍達到省級預警（或預警信號）標準的災害性天氣，各級聯動及時發布預警信息，而對達不到標準的較小范圍的突發災害，還存在上下責任分工不明確、聯動不及時、渠道不銜接、產品不一致等情況，而此情況一般又是防災減災易漏的“死角”。為達到“精準化”要求，應進一步強化省級精細化落區產品的快速制作，完善內部共享和實時報警平臺，發揮省級（短臨科）人員和技術優勢。可考慮使各級短臨預報預警信息實時進入LWFD，進行統一的考核評估。

4.3.3 整合專業化的信息發布平臺和流程

在推動國家、區域、省級災害性精細化預報和災害落區預報預警聯動發展的基礎上，繼續加強對省、市、縣集約化信息發布流程的調整。豐富NWFD/LWFD功能，確定增加除短期預報外更多時效產品庫的I/O產品格式，保證各級預報預警信息的一致性；統一整合上下級各類媒體（網站、手機客戶端、微信、微博）信息發布平臺，除決策服務、防災減災等地方規定流程項目外，盡量將信息發布渠道向上級（省級）整合，下級專注于專業氣象預報產品的制作，省級分區域有針對性集約化發布，從而減少市縣級分散性重復勞動，充分發揮省級氣象服務中心功能，適應氣象服務規模化發展。

4.4 完善標準和方法

完善標準和方法，推進業務質量檢驗評估體系建設。完善相關業務標準和預報預測業務質量考核體系。科學設計短臨預報預警產品（站點、格點）格式，納入LWFD，便于統一檢驗和考核；在省級開展大城市精細化預報的基礎上，開展市級城市精細化（24 h內分段）要素預報，并推進質量檢驗系統建設；基于區域站監測，進一步規范災害性天氣和氣象災害的收集，建立相關信息實時動態錄入和質量檢驗系統；加強多模式預報產品的動態精細化檢驗和分析；在開展無縫隙（逐時）、精細化（格點、站點）預報的同時，開展相關技術應用的效果檢驗。

4.5 強化多方式業務培訓

強化多方式業務培訓，提升業務科技創新能力。加強省級一線業務骨干關鍵技術培訓和對外交流，提高綜合業務流程設計和系統研發能力，優化完善科技創新團隊管理辦法，建立扁平化管理的科技創新團隊，構筑省級科技創新的中堅力量。多方式開展對市縣級基層業務人員一體化氣象業務的基礎培訓，提高業務人員對氣象現代化規劃、新技術發展方向、集約化業務流程的認識，提高綜合業務能力，盡快適應“一專多能、一崗多責”。

參考文獻

[1]Sun Juanzhen，Xue Ming，James W.Wilson.Use of NWP now casting convective precipitation，American meteorological society，2014（03）：409-426.

〔編輯：王霞〕