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国家级强对流天气综合监测分析预报技术

成果评价编号： 中气科成评[2022]021
评价结果： 优秀
成果名称： 国家级强对流天气综合监测分析预报技术
完成单位： 国家气象中心（中央气象台）
成果形式： 应用研究和技术开发类-方法
研究领域： 天气预报
评价年份： 2021
完成人： 郑永光、田付友、杨波、张涛、周康辉、张小玲、毛冬艳、蓝渝、唐文苑、曹艳察、盛杰、张小雯、方翀、韩旭卿、蔡雪薇、毛旭、周晓敏
成果简介： 本成果的支撑计划来源是重点专项、973计划项目、国家自然基金项目、公益性行业专项等。强对流天气预报是国际上业务预报的重点和难点之一。综合应用多源资料，通过自主创新和集成创新，①在极端降水、龙卷、雷暴大风规律方面取得系列机理研究成果，是指导强对流灾害现场调查、分析和预报业务的科学指南。②利用模糊逻辑和配料法等基于雷达、静止气象卫星和高分辨率数值预报等资料发展了强对流天气监测和预报技术，研制了国家级强对流监测和预报预警业务平台，为强对流业务最主要科技支撑。③发挥防灾减灾第一道防线作用，成功预报历次重大强对流过程，近10年预报准确率提升约10-20%；广泛应用于气象、民航等部门预报业务。
强对流天气强度大、时空尺度小、发展快、易于致灾，是国际上天气预报的重点和难点之一。综合应用多源观测资料和数值预报资料，通过自主创新和集成创新，建成了国家级强对流天气综合监测分析预报技术和集成平台系统，提升和带动了各级气象台强对流天气业务预报能力。
1) 在分类和极端强对流天气气候特征、机理认识和环境物理量条件特征方面取得新成果，为强对流天气监测分析预报技术发展提供认识基础和特征阈值。在雷暴大风和极端降水形成等强对流天气机理方面获得了新认识；从其发生发展的水汽、抬升、不稳定能量以及风切变等物理条件出发，获得了不同类型强对流天气的特征物理量适用性、关键预报因子等新成果。
2) 基于多源观测资料，应用模糊逻辑、聚类、Kalman滤波等算法，改进和发展分类强对流天气综合监测、分析、短临和短期预报技术，提升国家级和地方气象部门业务预报技术支撑能力；在分类强对流天气特征物理量分布统计基础上，使用数值模式预报产品，应用配料法、权重分析、模糊逻辑等方法，构建了分类强对流预报模型和不同强度等级（包括极端强度）短时强降水预报模型，建立了分类强对流客观概率预报技术等，产品通过中国气象局内网和业务系统下发地方气象部门，同美国等国家相比具有国际先进性。
3) “强天气监测和分析综合业务平台”建设，实现了这些技术成果的集成和业务快速检索应用，并辐射全国各级业务天气预报部门，并通过中央气象台航空气象网站辐射民航气象部门，带动和提升了全国强对流天气预报预警业务发展。
本成果显著提升了中央气象台和地方各级气象台的强对流天气业务监测和预报预警能力，近10年中央气象台分类强对流天气预报准确率提升10-20%，产生了显著的防灾减灾成效；2016-2021年间，获软件著作权8项，获得专利1项，论文25篇（SCI收录5篇），出版论文集1本；打造了中央气象台强对流预报团队，形成了一支具有重要影响力的预报员队伍。

1）推广应用情况
本成果在国家气象中心的业务预报、内部会商、强天气预报中心内部网站、中国气象局业务内网和全国会商中得到应用，提升了国家级强对流天气的监测和预报能力和精细化水平，并推广到南航等民航等部门预报业务。
该成果中的分类强对流短期预报产品已纳入国家级智能网格预报产品体系（气预函（2017）36号文），基于GRAPES中尺度模式制作的短时预报产品已全国业务应用（气预函〔2018〕26号文，气预函〔2020〕42号文，气预函〔2021〕73号文）。
本项目成果也在北京、上海、湖北、辽宁、内蒙、四川、新疆、宁夏等省区市气象台推广应用；在中国共产党成立一百周年庆祝活动等各类重大气象保障服务提供了支持；为气象部门、民航气象等单位以及东南亚地区预报员进行了培训。
2）取得的经济和社会效益
培养了1支强对流天气预报员团队，发挥防灾减灾第一道防线作用，取得了良好应用效果，并推广到南航等民航等部门预报业务，产生了显著的社会影响力。
根据大风、冰雹、雷电及暴雨等平均造成每年2000亿的经济损失、按照提高预报准确率减少损失1%估算，每年产生的经济效益约20亿元。
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