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1.西藏吉隆县气象局 西藏吉隆 857000
2.西藏江孜县气象局 西藏江孜 857400
摘要：智能网格预报是气象部门开展防汛抗旱、组织防灾减灾等多种气象业务的重要业务体系与支撑，为显著提升中短期预报的时间与空间精度，并使气象部门为大众提供更加优质的气象服务，熟练掌握智能网格预报技术非常有必要。基于此，本文首先从概念、内涵、功能等角度对智能网格预报进行概述，后以西藏地区为例，阐述了西藏智能网格预报进展及应用，仅供参考。
关键词：智能网格预报；气象预报；研究；应用
引言
智能网格预报作为发展现代天气业务的一项重要业务体系，逐渐在各地区气象部门中得到广泛应用。尤其是近些年来，随着数值预报模式的快速发展，气象服务需求日渐多样化与高标准化，网格预报数据的时空分辨率与预报服务精细化水平也实现了显著提升。在智能网格化预报发展过程中，众多专家与学者均开展了一定的研究工作，均取得了显著成果，并未智能网格预报业务的发展起到了一定的推动作用，其中智协飞等学者对比分析了数值预报的异质性，并对预报不一致的概念、原因及与预报误差之间的关系进行总结，后对跳跃指数进行计算进而获取数据的不一致性；姜贵祥重点研究了格点降水资料的适用性；武玉龙等学者通过搜集、整理与智能网络预报相关的研究文献及刊载新闻，重点从其概念、内涵及发展方向等角度进行梳理分类，后对其进行评述。本文则以西藏地区智能网格预报作为研究对象，重点研究了该地区智能网格预报进展及其应用，以期能够为提升气象预测预报的精准率及服务精细化水平等提供一定的借鉴与参考。
1 智能网格预报的概念
所谓智能网格预报，指的是一个综合应用现代化信息技术与气象大数据的预报系统。即综合运用云计算、互联网+、人工智能等技术优化与改造传统预报业务，不仅能够使业务技术的智能客观化水平实现明显增强，还能使业务制作流程更加扁平与高效。大数据技术与人工智能技术为智能网格预报的核心，为使气象预报的客观化、智能化与精准化水平实现显著提升，不仅需要不断提升融合应用多源气象数据的能力，还要提升综合提炼预警预报关键信息能力及预报服务需求双向互动能力。基于这一网格开展网格化预报。与以往的定点预报方式相比，智能网格预报在空间上的针对性更强且更加精细。而且发布与更新气象预报的频次更高。以往，每日天气预报仅仅包含一种天气现象，而通过网格预报能够每间隔3个小时对全国范围内进行10天预报。广大民众随时随地都能掌握自身所处网格的天气状况，并掌握所处网格的气温、降水量与风等各种气象要素。智能网格预报不仅能够针对陆地上的网格进行预报，还能将我国海域划分为多个网格，进而精细化预报海上大风及能见度等气象要素。由此可见，通过智能网格化预报既能够使模式更加细化，还能使预报内容更加细致与丰富。
2 智能网格预报的内涵
2.1重要性
气象部门积极发展智能网格预报业务不仅有利于构建智慧气象，又是优化气象服务供给的核心基础。近些年来，随着移动互联网等数字时代的快速发展，民众对气象服务产品的种类、气象信息服务的流畅度及用户体验等提出了迫切的要求。而且，各行业对基于影响的预报、气象预报服务专业化与针对性水平的需求也更为迫切。以往传统的固定站点预报及采用文字方式的定性预报已经无法与海量需求相符合。与此同时，气象部门提出构建智慧气象，优化气象服务供给的气象现代化目标，以构建准确性、分辨率及更新频率较高，更能与广大民众的高标准要求相适应的智能网格预报“一张网”，不仅能够为 “网”住政府决策、民众民生及行业生产等多样化需求提供一定的帮助，又能为积极构建智慧气象奠定良好的基础条件。
2.2智慧性
人工智能具有自主学习、积累、发现及不知疲倦的高速运算等优势，该技术在气象服务领域的应用为智能网格预报提供了全新的发展机遇，不仅能够快速识别灾害性天气现象，提升精细化客观预报水平，还为大数据传输与快速共享智能网格预报提供了有效的解决方案，以尽可能使气象预报实现实时同步与协同一致。
2.3新业态性
近些年来，互联网技术的飞速发展，为气象预报业务的技术变革和创新创造了有利条件，并推动智能网格预报进入新业态。大数据时代的快速发展，使大规模处理与分析海量气象数据逐渐转变为“云计算平台”，同时分身有术的机器算法替代了人机交互的天气分析。另外，气象预报关键技术、数值预报与 MICAPS系统等通过众创平台以实现开源开放发展。以上均对气象预报业务发展的新机制与新模式进行创新，不仅为新兴预报业务的迭代发展起到了一定的促进作用，还有利于推动气象预报业务发展进入新业态。
3 西藏智能网格预报功能
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图1 无缝隙精细化网络预报技术框架
对多源观测、模式数据等进行综合利用，设计与发展了无缝隙精细化网络预报技术框架，如图1所示。
3.1数据处理
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图2 智能网格数据实时加工处理流程
采用预处理与实时处理等方法处理智能网格。就常规文件存储数据而言，通常选用预处理的方式；而对于分布式数据库存储的数据而言，通常优先选用实时处理的方式。若数据范围较广且精度较高时，采用实时处理的方式无法与时效性的需求相符合，因此应当辅以使用预处理的方式。
通常情况下，平台需要的气象站观测数据和智能网格数据均表现出时效性强、海量与异构等特点，以上数据在元数据提取、数据分析与处理等环节存在着较大程度的差异。MICAPS4网络平台后端数据处理系统为气象站点提供了雷达、卫星、数值模式等数据通用处理分析模块，然而却缺少智能网格数据加工处理与融合分析模块。而MOAP平台则主要使用了STORM分布式实时计算处理系统，并基于MICAPS4网络平台后端数据处理框架，构建了一套高效的智能网格数据分布式计算处理系统，以实现对智能网格实况预报数据进行一系列处理。由上图2可见为基于STORM框架的MOAP平台处理系统的实现流程。平台处理系统首先用于实时监督与管理消息，并采用消息队列的方式将监控结果存储在索引库当中。在实际工作当中，Redis为常用的消息索引存储库。基于STORM框架的 MOAP平台处理系统能够积极开发智能网格数据处理拓扑及融合分析拓扑。通过这两种方式实时计算分析的结果往往显示在数据云服务区，以满足浏览器的数据访问与分析等需求。
3.2数据可视化
在WebGIS交互方式下，通过智能网格预报能够高效显示全球网格预报与中国区域网格预报等各种各样的气象要素；并基于“一张图”实现实况格点与网格预报产品的一体化显示功能，并与站点的温度、降水等历史数据进行对比显示分析，使其历史、实况与预报一体化综合显示分析功能得到充分发挥。另外，智能网格预报还具有产品与时间选择、图层叠加、动画播放、前后翻页及底图切换等多种功能，并使产品的应用分析服务能力实现显著提升。
3.3产品制图
智能网格预报采用所见即所得的方式为大众提供质量较高的产品制图功能，同时还设置有便于选取出图区域与预报时效的界面控件，并以智能化的方式添加相应的描述信息与制图标题，当需要连续选取多个预报时效时，对预报产品GIF动态图片进行自动输出。另外，时间剖面等分析产品显示空间不仅具有一键制图的功能，同时还能为用户下载、分享与使用提供极大程度的便利。
4 西藏智能网格预报进展
基于西藏自治区气象局对气象预报提出的高标准要求，2020年该地区着力于构建智能网格预报业务体系，以期能够与各行业及广大民众提出的个性化、 专业化与精细化的气象服务需求相吻合。
近些年来，随着西藏经济社会的飞速发展，民众针对气象预报精细化、专业化、个性化提出了更高标准的要求，同时对享有丰富多样的气象服务产品、 便捷流畅的气象信息服务、愉悦贴心的用户体验的需求更加迫切。
根据西藏自治区气象局出台的《2020年智能网格预报业务建设工作方案》部署，西藏自治区气象局将围绕提高气象预报准确率和精细化水平的核心目标，重点加强实况业务、短时临近和延伸期预报关键技术研发和业务建设，完善实况分析关键技术，改进实况产品质量，产品水平分辨率西藏区域5公里、重点区域1公里，时间分辨率最高达10分钟，实现实况分析产品5分钟内快速下发；建立快速滚动更新的0-2小时逐10分钟和2小时-12小时逐小时间隔的水平分辨1公里-5公里的突发灾害性天气落区监测预警和气象要素网格预报业务，提升中小尺度灾害性天气预警准确率、时间提前量和智能化水平；建立0-24小时逐小时间隔、水平分辨率1公里-5公里，1天-10天逐3小时间隔、水平分辨率5公里的全区气象要素和灾害性天气网格预报业务。
此外，西藏自治区气象局还将推进智能网格预报“一张网”在全区的气象预报服务应用，实现主要预报产品、服务产品与智能网格预报的完全对接；研发智能网格预报在山洪地质灾害、森林火险、强降雨（雪）、雷电等气象风险预警中的应用技术；构建高效便捷的气象大数据云平台，提升智能网格预报服务业务支撑能力。
5 西藏智能网格预报应用
5.1在气象服务中的应用
暴雨等级预报、暴雨预警预报等是气象服务的重点内容。尤其是暴雨防御过程中的趋势预报对时空分辨率及要素的精细化程度提出了严格要求。近些年来，《现代气象预报业务发展规划》的实施，使气象预报技术实现了飞速发展，与此同时还制作了多要素的智能网格预报业务化产品，其精确度与空间分辨率较高，而且能够实现逐3h滚动制作。同时，西藏地区也积极开展逐小时临近预报研究。气象预报精细化水平的显著提升，大大提升了气象部门在决策服务中的主动性、及时性与准确性，进而使气象服务效率与质量也实现了大幅提升。
5.2在“12121”中的解析应用
西藏地区智能网格气象预报业务的发展，为当地气象预报服务提供了准确率、分辨率与更新频率更高的产品支撑。借助“12121”智能网格预报产品解析应用平台把网格预报产品应用于“12121”气象服务电话当中，不仅使“12121”预报内容更加丰富，又使“12121”预报的时空分辨率实现了显著提升。
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[5]杨伟.智能网格预报在“12121”中的解析应用[C].中国气象学会年会，2018.
第一作者简介：次仁旦珍（1995-03-18），女，藏族，西藏自治区日喀则市谢通门县人，本科，助理工程师，从事综合气象观测工作。