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“十四五”发展成效丨铸就气象预报“中国芯”擎起防灾减灾“国之重器” ——“十四五”我国数值预报业务实现跨越式发展
发布时间：2026年01月20日 来源：中国气象报社
编者按：为深入宣传气象部门学习贯彻党的二十大和二十届历次全会精神，贯彻落实习近平总书记关于气象工作重要指示精神，梳理总结气象部门实施《气象高质量发展纲要(2022—2035年)》情况及气象发展“十四五”规划落实成效，为持续推进气象高质量发展营造良好舆论氛围，按照中国气象局统一部署，中国气象报全媒体平台推出《气象发展“十四五”规划实施成效巡展》专题，集中展现各地各级气象部门在推进规划落实、推进气象科技能力现代化和社会服务现代化中的成效和经验做法，并交流展示一批气象部门主动靠前、精细服务经济社会发展，保障人民安康福祉的案例。
数值预报，被誉为气象领域的“芯片”与“国之重器”，是现代气象预报服务的核心支撑，也是推动气象高质量发展的重要支柱和关键引擎。
“十四五”以来，我国锚定精准预报目标，紧紧围绕《“十四五”数值预报业务发展规划》部署，举全国气象部门之力攻坚克难、协同创新，推动数值预报业务实现从跟跑、并跑到部分领跑的跨越，为保障人民生命财产安全、赋能经济社会高质量发展注入强劲动能。
全域覆盖能力提升 核心业务体系不断完善
“这些年我国自主研发的数值预报体系越来越完善，有了高分辨率数值模式的支撑，台风路径、强降水落区能更精准锁定，我们预报的底气和信心更足了。”中央气象台首席预报员马学款的感受，道出了“十四五”期间我国数值预报业务能力跃升带给一线预报员的真切变化。
这背后，是我国数值预报能力五年来的系统性提升。从全球到区域、从天气到气候，“十四五”期间，我国逐步构建起覆盖全尺度、贯穿多领域的全链条数值预报业务体系，预报精度与时效不断拓展，核心预报指标持续优化。
全球数值预报模式和技术实现关键突破。中国气象局全球数值天气预报模式（CMA-GFS）完成跨越式升级，空间分辨率从“十三五”末期的25公里提升至12.5公里，达到国际主流业务模式先进水平，并实现业务化应用。北半球可用预报天数平均达8.1天，较“十三五”平均水平提升0.4天。卫星资料同化能力增强，如今卫星资料在数值预报同化中的占比从80%提升至88%；其中，风云系列气象卫星资料占比从12%提升至25%，所有在轨风云卫星辐射率、掩星观测等资料均已实现业务化应用，国产气象卫星的数据价值得到深入挖掘和充分释放。
区域高分辨率预报精准落地。针对我国复杂地形和强对流天气多发的特点，“十四五”期间，我国建成全国1公里分辨率、逐小时更新的快速循环同化预报系统并实现业务运行，填补了全国范围公里级精细化预报的空白。区域3公里模式24小时大雨预报TS评分，2020年至2024年提高了7.5%；1公里模式评分提高率突破10%，暴雨等强对流天气的预报精准度显著提升。3公里分辨率对流尺度区域集合预报系统（CMA-REPSV4.0）于2025年1月实现业务化，覆盖全国范围，强降水概率预报技巧提升10.1%，为短临预报预警提供更丰富的概率化产品支撑。
专业气象预报能力持续增强，靶向预报更精准。在台风预报关键领域，我国台风数值预报模式（CMA-TYM）完成多轮技术升级，在水平分辨率稳定保持9公里的同时，计算效率提升约48%，并将预报范围成功拓展至北印度洋。截至2025年9月，该模式24小时台风路径平均误差缩小至70公里，强度平均误差降至4.7米/秒，较“十三五”期间降幅均超10%。在海洋气象领域，全球海浪模式分辨率有效提升，实现对极区的全覆盖；中国近海区域海浪模式分辨率从7公里精细至3公里，有效波高预报均方根误差平均减小11%，为守护海洋航运、渔业生产和海上搜救安全贡献气象力量。
技术路径创新突破 双轮驱动协同推进业务发展
数值预报的跨越式发展，既源于关键技术的持续突破，也得益于体制机制的深度变革。“十四五”以来，我国坚持自主创新与开放合作双轮驱动，攻克一系列“卡脖子”难题，构建起统筹集约、高效联动的研发新格局。
关键核心技术实现自主突破，为数值预报业务自主可控奠定了坚实基础。在模式动力框架这一关键领域，气象部门成功研发出多矩非静力大气模式动力框架，提升天气气候一体化模拟能力；在资料同化领域，全球集合四维变分同化系统的成功研发，实现了全球分析能力从四维变分到集合四维变分的跨越式升级；公里尺度三维变分同化框架持续优化，实现雷达反射率、北斗探空秒级资料等多源观测资料的高效同化，提升了短临预报的初始场精度和捕捉能力；在气候模式领域，全球高分辨率气候系统模式水平分辨率提升至30公里，模式顶达0.01百帕；基于该模式构建的第三代气候预测系统（CMA-CPSv3），对亚洲夏季风指数预测技巧超0.7，对第7个月厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）指数预测技巧达0.68，热带大气季节内振荡（MJO）可预报技巧达24天。
大气资料再分析实现跨越式发展，填补数据空白。基于自主研发的全球和区域模式系统，我国成功研制45年（1979—2024年）全球大气再分析产品（12.5千米/小时）和15年（2010—2024年）中国区域大气再分析产品（3千米/1小时）。其中，全球产品水平分辨率从规划目标的25公里提升至12.5公里，区域产品实现3公里分辨率、逐小时更新的目标。这些产品为天气预报、气候预测、气候变化研究、灾害评估和人工智能气象预报模型训练提供了高质量数据支撑。
第二代全球大气再分析系统流程图
协同创新机制不断完善，凝聚发展合力。“十四五”期间，我国组建中国气象局地球系统数值预报中心，建立完善数值预报统筹研发工作机制，凝聚研发合力；组建中国气象局地球系统数值预报重点开放实验室，聘任清华大学、中国科学院大气物理研究所等高校和科研院所的专家为学术带头人，形成科技研发、人才培养和成果转化的深度合作格局。同时，推动人工智能与数值预报深度融合，实现机器学习参数化方案与传统模式耦合运行；构建的集合样本生成模型、区域集合资料同化OSSE试验系统等，显著降低了计算成本，提高了同化效率。
服务民生赋能行业 促进科研成果高效转化
数值预报业务的跨越式发展，最终落脚于气象精准预报和精细服务能力的提升，成果持续转化为守护民生、赋能发展的实际成效，践行“人民至上、生命至上”理念。
在气象防灾减灾一线，数值预报是守护生命的“定海神针”。2022年6月华北暴雨期间，气象部门依托国产数值预报模式精准锁定初值敏感区，引导风云四号B星开展专项加密观测，雨带位置、降水落区的预报精度提升，为地方防汛决策部署提供支撑。在江西，基于数值预报技术构建的“逐小时更新、公里级分辨率”地质灾害气象风险短临靶向预警体系，2024年成功支撑避让地质灾害39起，其中29起入选全国成功避险典型案例。在2024年台风“派比安”影响我国期间，借助升级后的台风数值模式及多源资料同化技术，多地台风路径预报误差较以往缩减明显，为沿海地区提前做好防御准备赢得宝贵时间。
在重大活动保障和服务国家重大战略中，数值预报彰显硬核科技实力。从北京冬奥会到杭州亚运会、成都大运会、哈尔滨亚冬会等，国产数值预报模式在一次次重大保障任务中经受住了考验，为全流程精细气象服务保障提供有力支撑。海洋气象预报预测系统二期工程顺利完成，显著提升了全球台风和海洋气象灾害事件预报能力，为“海上丝绸之路”建设保驾护航。此外，自主研发的全球可变分辨率海洋模式、气候系统与能源经济模型双向耦合平台等，也为“双碳”目标实施提供科学支撑。
站在“十五五”开局的关键节点，我国数值预报事业正稳步迈向高质量发展的新阶段。面向未来，气象部门将持续聚焦核心技术攻关，深化协同创新机制，强化资源统筹配置，推动数值预报向更高精度、更广覆盖、更强韧性迈进。
（作者：黄彬 责任编辑：闫泓） | 
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