“7月28日的成都天气真的开挂了，蓝天白云迎接大运会开幕！”这是今年的一条微博热搜。

为什么大家会对此震撼呢？

开幕前天气的确不好，当时正值我国“七下八上”防汛关键期，大家知道短时强降水、雷暴大风、高温等高影响天气多发频发。

其实成都和北京等其他地方也一样，在地形极为复杂的西南地区，高影响天气规律更为复杂，需要更加精准精细的预报服务，否则将严重影响比赛举办和观赛体验。

重大活动的气象服务保障与精准气象预报服务，有两种：

 不管固定还是非固定时间，都需要依靠精准天气预报。

制作天气预报，先通过各种监测信息了解到当前天气的现状，然后应用我们的数值天气预报等客观产品，结合预报员的主观经验做出未来几十分钟，甚至于一年的气候预测。

这点主要靠地面自动气象站等监测设备还有天气雷达、空中风云气象卫星等等，目前我国已经形成了全天候的地基、空基、天基立体多要素监测网络，为气象高质量发展打下了坚实基础。

大家知道《三国演义》里面，诸葛亮巧借东风的故事，其实就是诸葛亮充分利用赤壁一带先人经验制作的一次精准预报。

按照现代天气学解释，就是冬季大陆高压经过赤壁地区时，赤壁地区受其影响，晚上大雾，白天晴好。当此高压移到赤壁地区以东时候，赤壁地区在其影响下，盛行东南风。东风也就“借”来了。

这也说明预报的经验对于预报非常重要，也是凸显了预报员的重要性。

即使在现在，预报员不仅要看各类客观预报产品，还要分析不同预报产品的差异，通过综合研判制作比较精细精准的预报，可以说现在天气预报经验的信息量非常大，需要不断的去总结、去提炼，然后凝练出最为精准、精确的天气预报信息。

数值天气预报是现代气象学最为革命的技术。根据物理学原理，也就是大气动力学，建立描述天气演变过程的方程组，或者数学模型，输入大气观测资料，用我们的高性能电子计算机作数值求解，来预测未来天气的演变。

2001年开始，中国气象局联合多家单位，自主研究并初步建立了新一代多尺度通用资料同化和数值天气预报系统，英文叫GRAPES，中文的意思就是葡萄。我们当时希望葡萄能酿成美酒，支持我们国家的天气预报的发展。

在2021年，20年后的9月30日中国气象局成立了地球系统数值预报中心，目前我国已经基本建成空间网格达到12.5公里的全球数值天气预报模式和四维变分同化系统，并构建了从全球到区域的，一体化的数值预报的业务体系。

当前，我们国家天气预报跟发达国家还存在一定的差距，但是我们已经在迎头追赶，相信未来我们会越来越好，达到更高水平。

2022年北京冬奥会气象服务，需要做到“百米级、分钟级”天气预报，这就远远超出国际最先进数值天气预报技术所能达到的能力。

众所周知，冬奥会大约有70%的项目都是雪上项目，而且都在室外地形比较复杂的山区举办，气象条件非常复杂，很多同学的很多朋友可能去过山区，可能大家也有很多驴友，喜欢在山区露营，那么可以说山脚、山腰、山顶的这个风、温度，可以说是千差万别，真正的“百米不同天”。

大家熟知的高山滑雪、高山滑降项目，项目虽然精彩，我们很多人喜欢看，但是运动员从山顶滑到山脚，最快的速度可以达到140公里每小时，风速风向稍有变化，都会对运动员下滑过程中身体姿态、平衡等都会产生巨大影响，不仅关乎到比赛成绩，甚至关乎到运动员的生命安全。

高山项目当中，阵风超过8级就必须无条件终止；

跳台滑雪比赛，运动员飞行过程中空中姿态控制和人身安全也跟不同高度风速风向有很大关系。风力过大，会影响运动员空中飞行姿态、着陆动作和比赛成绩，甚至会对运动员安全造成威胁。跳台滑雪的阵风风速一般不能超过4米每秒。

再比如“冬季两项”，是一项集越野滑雪和射击于一身的比赛，该项目主要关注的是温度和雪温。

温度一旦低于零下20度，运动员在户外超过半个小时，裸露的皮肤就有冻伤风险。所以，温度若低于零下20度，比赛就要叫停；如果低于零下15度，那么就由国际仲裁委员会商定比赛是否要进行调整，或者推迟。

可见，气象条件不仅事关比赛成绩，还关乎运动员的安全。而且，每个项目对于气象条件的关注点也有区别。必须针对不同场次和项目，提供所谓的“一场一策”甚至“一项一策”的这样一个精细，精准的气象预报服务，极具挑战性。

本来冬奥预报技术就很难，在承办之初还遇到了一个更大的难题：就是我们几乎没有预报经验可以借鉴！因为北京的气候条件相对比较特殊，北京冬奥会是近20年内唯一一次在大陆性冬季风主导的气候条件下在内陆地区举办的冬奥会。过去几届冬奥会的举办几乎都在沿海举办。

山地小尺度的风和温度的精密监测和精准预报究竟如何做，在国际上都是尚未解决的一些难题。

没有成熟的、适用于北京冬奥会的可移植技术经验和方案供我们借鉴。特别是一些雪上比赛场馆，没有任何气象观测和相应的设施，一切都要从零开始。

此前，我们国家在冬季雪上项目气象条件高分辨率监测、预报、服务技术等方面技术研究和经验很少，在很多方面甚至都是空白，这无疑给我们带来了更大的挑战。

面对这一世界性的预报难题，气象部门知难而进，建设成了“三维、秒级、多要素”气象观测监测体系，开展了一系列的加密观测试验研究，来帮我赛场演变规律。

克服赛场，特别是山地赛场“无路、无电、无通讯”等困难，在北京及周边新建和改造各类探测设施140多套，开展“三维、秒级、多要素”立体靶向协同天气监测和冬季中、小、微尺度三维气象观测试验以及数据分析研究，首次实现赛道“秒级风”监测。整座大山中，都有了我们的“气象哨兵”。当风吹起来的时候，雪花飘落，无论什么气象要素，在任何时间有任何动向，都逃不过气象观测设施的“火眼金睛”。

我们利用人工智能等现代技术，结合最新研发的高精度数值天气预报模式，以及包括人工智能在内的多项客观算法，首次实现了“百米级、分钟级”天气预报。

“百米级”是一个空间概念，“分钟级”是一个时间概念。可以这样比喻，就像地球上的经纬网格一样，对于比如说我们冬奥的延庆赛区、张家口赛区以及北京赛区这些在气象预报中尺度非常小的区域，我们要将其时空分解成100米×100米的网格，将时间预报更新频次做到10分钟做一次0到24小时的预报，10分钟做一次0到24小时的预报，就是10分钟更新一次预报，也就是说，在空间上，每隔100米甚至更细，就有一个预报数据；在时间上，每隔10分钟，就能更新一组预报。

就像这张图一样，整个赛区都被划分成了细小的网格，每个网格点都有气象要素的预报。做个对比，才能让大家看到我们走出多远：其实，往届冬奥会的客观气象预报基本都是停留在千米，就是一公里网格尺度，时间更新频率为半小时至1小时。而我们做到了10分钟更新一次100米网格的尺度，所以说北京冬奥会在冬奥历史上首次实现了“百米级、分钟级”天气预报。

这里可能有人要问，为什么我们不使用传统的数值预报技术，这是因为当前数值预报技术，只能做到公里尺度，它的很多物理参数化方案存在很多不确定性，这也是一个世界难题。

我们需要在原有的数值预报的基础上，来做到百米级，分中级的天气预报。鉴于此，气象人加大科学试验、积极探索利用人工智能方法，结合数值模拟，开展相关研究和建模。

经过近4年的攻关，我们构建了冬奥气象“百米级、分钟级”预报技术体系，填补了国内多项预报技术空白，核心技术完全自主可控。

另外，往届冬奥会对天气预报的时长一般为5天，而北京冬奥会，按照冬奥组委的要求我们需要做到未来10天的预报，所以就是难上加难。为了实现如此长时效的复杂山地精准天气预报，我们首次尝试将大涡数值模拟这一先进技术应用于冬奥气象预报，实现了67米网格的大涡数值预报，做到了每日可以更新两次，每次做未来一天到10天的预报，将1到10天预报也做到了“百米级”，为预报员提前正确研判赛区天气提供了重要参考。

正是得益于“百米级、分钟级”预报技术体系的支撑，我们冬奥气象服务经历了一次次大考。

“百米级、分钟级”气象预报技术以及人工智能气象预报技术首次在国际冬奥气象保障中获得高效集成应用，推动了新技术应用和我国山地条件下精准预报能力不足问题的解决，促进了我国山地气象学的研究进展。我们的国家重点专项项目也已纳入世界气象组织示范项目，可为国际高影响天气，高精度预报技术研发和应用奉献我们国家经验。

全球气候变暖背景条件下，多地天气气候变化的特征超出了“常规”，也印证了“天有不测风云”。刚才我们张院士汇报的时候讲了，我们237特大暴雨情况，这个就是超出常规预报。

未来，我们可能面临各种各样的极端天气挑战，也要迎接空间精细到十米级、米级，甚至时间精准到几分钟、几十秒的“窗口期”的预报，唯有加强基础研究、加大科学试验力度、用好数值预报模式和人工智能技术，实现“双轮”驱动，一定能吃好“靠天”这碗饭。

每一次天气过程、每一项重大活动或者是重大工程的保障都是对气象人的大考，每一场大考，我们无所畏惧，勇敢向前。遇到问题就处理问题，遇到困难就解决困难，把每一天的气象服务做精做细。可以说精准气象预报，永远在路上，谢谢大家。