11月3日，2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)召開(kāi),，作為氣象領(lǐng)域的“國(guó)之重器”，“區(qū)域/全球一體化數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)”榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),。同一天,，一場(chǎng)即將橫掃我國(guó)大部地區(qū)的冷空氣尚未入境，氣象部門(mén)提前發(fā)布的預(yù)報(bào)已傳遍全國(guó),。

人們也許對(duì)此習(xí)以為常,，但仔細(xì)想想，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這并不平常,。能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)大氣活動(dòng),，是一代又一代氣象工作者多年不懈努力取得的成就。而這份巨大榮譽(yù),，對(duì)中國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)研發(fā)人員來(lái)說(shuō),，既是對(duì)過(guò)往努力的肯定，也是催人奮進(jìn)的鼓點(diǎn),。

時(shí)代的抉擇——

中國(guó)要有自己的數(shù)值預(yù)報(bào)

30多年前,，在蘭州大學(xué)數(shù)值預(yù)報(bào)課堂上，年輕的沈?qū)W順見(jiàn)識(shí)了數(shù)值預(yù)報(bào)字面意義上的宏大——老師抱著一大摞從美國(guó)帶回來(lái)的紙質(zhì)方程代碼,，堆起來(lái)有書(shū)桌那么高,。他想，如此龐大的工程究竟是怎么做出來(lái)的,？

彼時(shí),，被《自然》雜志稱(chēng)為“一場(chǎng)靜悄悄的革命”的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，正在全球如火如荼開(kāi)展,。

數(shù)值天氣預(yù)報(bào),，是基于數(shù)學(xué)物理學(xué)方法客觀定量計(jì)算未來(lái)天氣演變的科學(xué),。100多年前，其概念推出,；上世紀(jì)50年代,，試驗(yàn)取得成功；到20世紀(jì)70年代,，國(guó)際數(shù)值天氣預(yù)報(bào)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用,。

從某種意義上說(shuō)，數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)性能的好壞,、研發(fā)能力的高低,，是決定氣象現(xiàn)代化水平的關(guān)鍵。

在這種共識(shí)“驅(qū)策”下,，我國(guó)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)研究從1954年起步,。除了進(jìn)行理論探索及研發(fā)試驗(yàn)外，1980年我國(guó)還建成短期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng),。進(jìn)入千禧年,，中國(guó)氣象局黨組做出數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)發(fā)展技術(shù)路線走適合中國(guó)國(guó)情、由國(guó)外引進(jìn)為主轉(zhuǎn)為自主開(kāi)發(fā)為主的重大決策,?！爸袊?guó)要有自己的數(shù)值預(yù)報(bào)，必須掌握氣象業(yè)務(wù)核心科技,，這是我們氣象人的共同愿望,。”隨著團(tuán)隊(duì)不斷壯大,，如今已是“區(qū)域/全球一體化數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)”研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,、中國(guó)氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報(bào)中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中心”）副主任的沈?qū)W順，也早在新千年初主動(dòng)選擇回國(guó)從事數(shù)值預(yù)報(bào)研究,。

數(shù)值預(yù)報(bào)模式復(fù)雜,、系統(tǒng)內(nèi)部各分量之間聯(lián)系緊密，鏈條長(zhǎng),、環(huán)節(jié)多,，開(kāi)發(fā)工作的體量和難度極大?！拔覀儼l(fā)展數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的路線一開(kāi)始就非常明確,。”中心副主任龔建東回想起前輩們的計(jì)劃書(shū),，“一開(kāi)始設(shè)定了比較好的技術(shù)架構(gòu)和目標(biāo),，雖然中間有波折，但總體發(fā)展路線非常對(duì),?！?/p>

接下來(lái),，就是長(zhǎng)達(dá)20多年、科研人員付出無(wú)數(shù)心血的漫長(zhǎng)跋涉,。

“往大了說(shuō),，我們有幸趕上了這個(gè)時(shí)代，這是國(guó)家重視科技發(fā)展的時(shí)代,，也是中國(guó)氣象局重視數(shù)值預(yù)報(bào)的時(shí)代,，得到了‘重磅’投入研發(fā)的支持?！敝行哪Ｊ窖邪l(fā)室主任孫健感受到背后團(tuán)隊(duì)的力量,，“10年，20年,，怎么走過(guò)來(lái)的,，可能每個(gè)人自己心里才最清楚?！?/p>

從“零”到“一”再到“卓越”——

要做就做世界領(lǐng)先的

在觀看最近熱播的電視劇《功勛》時(shí),，中心資料同化科科長(zhǎng)張林時(shí)常產(chǎn)生一種跨越時(shí)空和行業(yè)的認(rèn)同感,?！皠傞_(kāi)始，我們也是完全摸著石頭過(guò)河,?！?/p>

張林于2004年加入團(tuán)隊(duì)，主攻四維變分同化系統(tǒng),。2008年,，中國(guó)氣象局啟動(dòng)全球四維變分資料同化系統(tǒng)研發(fā)工作，這在國(guó)內(nèi)尚屬空白,?！八木S變分涉及模式動(dòng)力框架的切線和伴隨過(guò)程、并行計(jì)算,、大數(shù)據(jù)等,，技術(shù)難度很大?！饼徑|說(shuō),。

最難的時(shí)候，研發(fā)甚至停滯兩年無(wú)法推進(jìn),。思想起伏和不同聲音并非沒(méi)有,。2013年，數(shù)值預(yù)報(bào)團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)就技術(shù)路線開(kāi)會(huì),?！耙菹聸Q心做四維變分,。”孫健回憶道,，“現(xiàn)在做完了回頭再看,，大方向沒(méi)錯(cuò)?！?/p>

隨著2018年7月全球四維變分同化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化,，我國(guó)進(jìn)入資料同化技術(shù)主流行列，成為繼歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）,、法國(guó),、英國(guó)、加拿大和日本之后,，全世界第六個(gè)自主建立四維變分同化系統(tǒng)的業(yè)務(wù)中心,。

在研發(fā)過(guò)程中，這樣的波折并非個(gè)例,。但與團(tuán)隊(duì)其他成員一樣,，中心模式研發(fā)室副主任韓威一直記得團(tuán)隊(duì)成立的初心，“無(wú)論從中國(guó)氣象局層面還是團(tuán)隊(duì)層面,，我們要做的都是世界領(lǐng)先的數(shù)值預(yù)報(bào)中心,。”

自2010年中心成立至今,，他們已高質(zhì)量完成一系列重大核心攻關(guān)任務(wù),，形成全球非靜力平衡模式中三維參考大氣的動(dòng)力框架方案、預(yù)估修正半隱式半拉格朗日算法等一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心關(guān)鍵技術(shù),，建成以中國(guó)氣象局全球同化預(yù)報(bào)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“CMA-GFS”）為核心,，高低分辨率搭配適當(dāng)、確定性和集合預(yù)報(bào)有機(jī)結(jié)合的完整數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系,?！拔覀兊臄?shù)值預(yù)報(bào)一定要能走上國(guó)際，推動(dòng)氣象強(qiáng)國(guó)建設(shè),?！鄙?qū)W順說(shuō)。

當(dāng)然,，建造如此龐大的復(fù)雜系統(tǒng)工程,，不僅要向“領(lǐng)先”沖刺，還要對(duì)業(yè)務(wù)鏈條上的每個(gè)環(huán)節(jié)“精心打磨”,?！拔覀兙拖裨谧鰵庀蠊I(yè)產(chǎn)品，需要打磨，更要一點(diǎn)點(diǎn)迭代,?！笔卦谶M(jìn)入業(yè)務(wù)前的最后一個(gè)關(guān)口，每年汛期前,，中心系統(tǒng)業(yè)務(wù)室副主任胡江凱的團(tuán)隊(duì)最希望的就是盡快完成系統(tǒng)升級(jí),。團(tuán)隊(duì)里最流行的一句話，是男足國(guó)家隊(duì)臨近比賽結(jié)束時(shí),，解說(shuō)員常說(shuō)的那句“留給你的時(shí)間不多了”,。“但我們每次都加班加點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了,?！焙瓌P說(shuō)，“就像高鐵飛馳,，軌道上的每顆螺絲釘都很重要,。”

用得好才是硬道理——

數(shù)值預(yù)報(bào)是硬碰硬,，每天都在被檢驗(yàn)

每一天,，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系按時(shí)按點(diǎn)產(chǎn)出海量產(chǎn)品，除了為部門(mén)內(nèi)的氣象業(yè)務(wù)提供不間斷支撐以外,，還為包括水利部等20多個(gè)單位提供一年365天不間斷數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)產(chǎn)品,，為“一帶一路”沿線20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)提供氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警產(chǎn)品支撐。

這是數(shù)值預(yù)報(bào)必須面對(duì)的“戰(zhàn)場(chǎng)”,?！把邪l(fā)數(shù)值預(yù)報(bào)這件事是實(shí)實(shí)在在的,，來(lái)不得半點(diǎn)虛假,。”沈?qū)W順說(shuō),。

2016年CMA-GFS投入業(yè)務(wù),，預(yù)報(bào)性能持續(xù)提升，在同臺(tái)競(jìng)技中,，北半球可用預(yù)報(bào)時(shí)效與歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）和美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）的差距逐年減小,。2019年7月，中國(guó)氣象局中尺度天氣數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“CMA-MESO”）實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍3公里分辨率業(yè)務(wù)化運(yùn)行,，次月9公里分辨率的中國(guó)氣象局區(qū)域臺(tái)風(fēng)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行,，“首戰(zhàn)”即成功應(yīng)用于超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”的路徑捕捉預(yù)報(bào)。

“CMA-MESO從開(kāi)始研發(fā)就以業(yè)務(wù)需求為引領(lǐng),，邊研發(fā)邊應(yīng)用,，收到預(yù)報(bào)員的反饋和診斷評(píng)估后，促進(jìn)我們?cè)傺邪l(fā)?！敝行膮^(qū)域模式科科長(zhǎng)黃麗萍解釋?zhuān)捌渲泻艽笤蚓褪菑?qiáng)對(duì)流數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品不能依賴(lài)國(guó)外,。”

及時(shí)將產(chǎn)品送到預(yù)報(bào)員平臺(tái),，成為數(shù)值預(yù)報(bào)科技成果業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用的堅(jiān)強(qiáng)后盾,，是中心系統(tǒng)業(yè)務(wù)室主任陳靜團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)。在這個(gè)過(guò)程中,，中心專(zhuān)門(mén)建立了業(yè)務(wù)用戶大會(huì)機(jī)制,，創(chuàng)新應(yīng)用推廣方式，推動(dòng)行業(yè)內(nèi)外用戶了解和更好地應(yīng)用CMA系列數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品,?！懊磕晡覀冞€會(huì)專(zhuān)門(mén)到部分省份調(diào)研?！标愳o說(shuō),，今年因?yàn)橐咔檎{(diào)研推遲，后續(xù)打算改用視頻方式完成,。

與業(yè)務(wù)的緊密結(jié)合不僅在“用戶關(guān)”,，也延展到監(jiān)測(cè)階段。

　　迎戰(zhàn)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“利奇馬”期間,，風(fēng)云四號(hào)A星與數(shù)值預(yù)報(bào)隔空星-地互動(dòng),、深度交融、彼此成就——A星通過(guò)全球四維變分同化系統(tǒng)同化應(yīng)用,，有效改善模式的初始場(chǎng),，提高了臺(tái)風(fēng)路徑及強(qiáng)度預(yù)報(bào)水平，成為國(guó)家級(jí)數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系應(yīng)對(duì)復(fù)雜天氣過(guò)程的一次生動(dòng)實(shí)踐,。

2020年6月,，CMA-MESO升級(jí)至5.0版本，建立3公里分辨率逐3小時(shí)快速循環(huán)同化預(yù)報(bào)系統(tǒng),，全國(guó)192部實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)雷達(dá)資料同化應(yīng)用,，國(guó)家級(jí)區(qū)域高分辨率數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)公里級(jí)循環(huán)同化預(yù)報(bào)。

沈?qū)W順注意到今年極端天氣事件帶來(lái)的災(zāi)害影響：“數(shù)值預(yù)報(bào)作為氣象預(yù)報(bào)的核心科技,，要為國(guó)家安全和護(hù)佑百姓福祉做出貢獻(xiàn),。”

團(tuán)隊(duì)的力量——

一個(gè)人走得快,，一群人能走更遠(yuǎn)

很多個(gè)夜晚,，韓威踏進(jìn)辦公大樓，都會(huì)看到沈?qū)W順和龔建東房間的燈光,?！安皇且惶靸商欤菐啄晟踔潦畮啄辍,！表n威感慨,，“然后，默默地,，我們就這樣做成了,。”

這是個(gè)秉承“攀登,、堅(jiān)持,、奉獻(xiàn)、創(chuàng)新”精神,，以打上“堅(jiān)韌,、踏實(shí)、奉獻(xiàn),、淡泊”標(biāo)簽為豪的團(tuán)隊(duì),。

“每個(gè)人都踏踏實(shí)實(shí)，都有科學(xué)家精神,，做事很實(shí)在,。”中心模式研發(fā)室副主任陳起英說(shuō),。

并非沒(méi)有誘惑,。“做模式很難發(fā)文章,，薪資也比不上市場(chǎng)化公司的編程人員,。”中心模式研發(fā)室動(dòng)力框架科高工蘇勇說(shuō),，“但大家都堅(jiān)守這份事業(yè),。”

并非沒(méi)有糾結(jié),。在陳靜面前流淚的團(tuán)隊(duì)成員不止一兩位,。2018年12月,，隨著中國(guó)氣象局全球集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用,，我國(guó)自主研發(fā)的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)體系補(bǔ)齊了最后一塊“拼圖”。

那是一段瘋狂的日子,，為了保證業(yè)務(wù)運(yùn)行,，陳靜團(tuán)隊(duì)幾乎一周七天“駐守”辦公室，沒(méi)日沒(méi)夜做了66組實(shí)驗(yàn),。

“有人在我面前累到哭,，我只能安慰說(shuō)，熬過(guò)這段時(shí)間?！标愳o想起最初從四川來(lái)北京,，也有人覺(jué)得她放棄了舒服日子找苦頭，“我想了很久,，還是這份熱愛(ài)支持著我們一直走到現(xiàn)在,。”

令人欣慰的是,，多年團(tuán)結(jié)拼搏得到充分肯定,。

2013年，數(shù)值預(yù)報(bào)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)入選科技部“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”,。高分辨率資料同化與數(shù)值天氣模式創(chuàng)新攻關(guān)團(tuán)隊(duì)在歷次第三方專(zhuān)家考核和終期評(píng)估中均獲得第一名,。

在這個(gè)團(tuán)隊(duì)里，不斷有人獲得全國(guó)優(yōu)秀科技工作者,、全國(guó)三八紅旗手,、全國(guó)巾幗建功標(biāo)兵、中組部“萬(wàn)人計(jì)劃”,、政府特殊津貼,、中國(guó)氣象局科技領(lǐng)軍人才、全國(guó)優(yōu)秀氣象科技工作者,、全國(guó)優(yōu)秀青年氣象科技工作者,、謝義炳青年氣象科技獎(jiǎng)等榮譽(yù)。

“獲此殊榮想感謝誰(shuí),？”這個(gè)問(wèn)題一問(wèn)出,，有太多答案——黨和國(guó)家對(duì)氣象事業(yè)的重視，中國(guó)氣象局黨組多年謀劃部署,，前輩們打下的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),，團(tuán)隊(duì)持之以恒攻關(guān)，每個(gè)辦公室夜晚閃亮的燈光……但每個(gè)人都清楚,，他們依然在攀登路上,。

為了大力發(fā)展我國(guó)自主可控的地球系統(tǒng)數(shù)值預(yù)報(bào)模式，建設(shè)我國(guó)自主培養(yǎng)的氣象科技創(chuàng)新隊(duì)伍,，推動(dòng)地球系統(tǒng)數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)和業(yè)務(wù)高質(zhì)量發(fā)展,，今年9月30日，中國(guó)氣象局地球系統(tǒng)數(shù)值預(yù)報(bào)中心成立,。

沈?qū)W順說(shuō),，接下來(lái)將進(jìn)一步發(fā)展數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)，加深對(duì)地球系統(tǒng)的基本物理,、化學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程的認(rèn)識(shí),，匯聚各領(lǐng)域研究成果,。

（作者：趙曉妮 王美麗 谷星月 責(zé)任編輯：張林）