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新模型可提前4小時(shí)預(yù)報(bào)強(qiáng)對流天氣

發(fā)布時(shí)間：2026-01-07

來源：科技日報(bào)

責(zé)任編輯：科普網(wǎng)

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科技日報(bào)北京1月6日電（記者付麗麗）6日，記者從中國氣象局獲悉，國家衛(wèi)星氣象中心研究員王勁松聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）、香港科技大學(xué)、中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所等單位科研人員，成功研發(fā)出基于風(fēng)云氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的深度擴(kuò)散模型，可將強(qiáng)對流天氣臨近預(yù)報(bào)有效時(shí)長延長至4小時(shí)。這標(biāo)志著我國在基于自主衛(wèi)星數(shù)據(jù)的智能天氣預(yù)報(bào)技術(shù)方面取得關(guān)鍵突破，將為防災(zāi)減災(zāi)提供更有力的技術(shù)支撐。

強(qiáng)對流天氣具有突發(fā)性強(qiáng)、演變迅速、破壞力大等特點(diǎn)，其臨近預(yù)報(bào)的核心難點(diǎn)在于捕捉中小尺度天氣系統(tǒng)的快速非線性演變過程，目前仍是國際氣象領(lǐng)域的共同挑戰(zhàn)。

據(jù)介紹，強(qiáng)對流多發(fā)生于對流云系或單體對流云塊中。風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星具備高時(shí)空分辨率紅外探測能力，可提供連續(xù)、大范圍的云頂亮溫觀測，實(shí)現(xiàn)對云團(tuán)生命全過程的完整追蹤，并通過對云頂物理信號(hào)的捕捉，提早識(shí)別對流初生跡象，為預(yù)報(bào)贏得提前量。

研究團(tuán)隊(duì)利用風(fēng)云四號(hào)系列衛(wèi)星大范圍、無縫隙的監(jiān)測優(yōu)勢，獲取長時(shí)效數(shù)據(jù)，并從中提取和預(yù)測對流云團(tuán)的復(fù)雜隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。為進(jìn)一步提升預(yù)報(bào)精度，研究團(tuán)隊(duì)引入在圖像生成領(lǐng)域表現(xiàn)卓越的擴(kuò)散模型，提出面向衛(wèi)星數(shù)據(jù)的深度擴(kuò)散模型（DDMS）。該模型將對流云演變中呈現(xiàn)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)趨勢建模為一種物理擴(kuò)散過程，利用風(fēng)云四號(hào)A星過去2小時(shí)的紅外亮溫序列，預(yù)判未來4小時(shí)對流云的時(shí)空演變。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合深度語義分割模型，對預(yù)測得到的衛(wèi)星序列開展對流云的自動(dòng)識(shí)別與空間定位，從而精準(zhǔn)刻畫對流云的生成與發(fā)展過程。

基于風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，DDMS實(shí)現(xiàn)了對我國及周邊約2000萬平方千米區(qū)域、未來4小時(shí)內(nèi)每15分鐘一次的高分辨率對流預(yù)報(bào)。該模型在不同空間尺度（4000米至48000米）和不同季節(jié)均表現(xiàn)出穩(wěn)定的預(yù)報(bào)能力，不僅在短時(shí)預(yù)報(bào)中表現(xiàn)優(yōu)異，在2—4小時(shí)的較長時(shí)效預(yù)報(bào)中仍保持較高可信度。

未來，團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化模型計(jì)算效率，并探索將氣象物理規(guī)律更深層次嵌入AI模型，提升其可解釋性與穩(wěn)健性。

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