编者按:习近平总书记高度重视防灾减灾救灾工作,多次作出重要指示批示。当前正值“七下八上”防汛关键期,气象部门坚决贯彻习近平总书记重要指示批示精神,面对强对流天气这一全球气象领域的预报难题,坚持科技赋能,依托日益精密的监测网络、日益精准的数值预报模式、日益高效的智能算法,着力提升对强对流天气的“早感知、早预报、早预警”能力。同时,持续优化完善预警信息发布机制和应急联动体系,力求预警信息发得出、传得快、收得到、用得好,为科学决策、联动响应、有效避险争取宝贵时间。本期“科善看台”将带您一同“拆解”现代气象科技支撑下的强对流天气预报预警。

AI“预见”强对流

夏日午后的城市上空，一片对流云团从生成到倾泻暴雨，仅需半小时。这种尺度小、演变快的强对流天气，长期让预报员如履薄冰——传统外推法如同“用昨天的地图找今天的宝藏”，数值模式因计算耗时难以实现高频更新。AI赋能短时临近预报，日渐成为捕捉强对流天气的“利器”。

“暴脾气”的强对流天气——局地性强、生命史短、破坏力大

乌云密布、雷声阵阵、局部阵雨等现象通常属于对流天气。当天气变得更为“暴躁”，出现冰雹、龙卷风、短时强降水等更为剧烈的天气时，则为强对流天气。

由于强对流天气发生于对流云系或单体对流云块中，这类天气通常由中小尺度天气系统引发，其空间尺度较小，一般水平范围约在十几公里至二三百公里，最小仅有几十米至十几公里。“急性子”的它来得快、去得也快，持续时长约为一小时至十几小时，短则仅有几分钟至一小时。

强对流家族的成员普遍“个头”不大、突如其来且生命短暂，却能在短时间内释放出强大力量，因此都具有极强的破坏力和灾害性。这也导致强对流天气在所有天气类型中属于最难预报的，且越极端预报难度越大。

值得注意的是，其发展还受复杂地形、下垫面等因素干扰——同一股冷空气在平原可能引发大风，进入山区却可能触发局地暴雨，给准确预报带来极大挑战。

短时临近预报“未雨绸缪”——打造人工智能递进式预报产品体系

短期天气预报是公众日常生活中最常接触的天气信息，能较为准确地预测未来1至3天的天气变化。

但面对如此“喜怒无常”的强对流天气，短期天气预报稍显力不从心，“制服”它需要用到短时临近预报。

短时临近预报是专攻未来0至12小时内的天气预报，其中0至2小时为临近预报，2至12小时为短时预报。通常是基于观测实况，如雷达、卫星、气象自动观测站等多源观测资料，再结合数值预报和人工智能等技术方法，制作区域更精细、更高分辨率的天气预报，其预报准确性也更高。

天气预报是预测性科学，预报时间越长，不确定性越大；而越临近的预报，其精度越高。因此，用短时临近预报“实时诊断”生命史极短的强对流天气更具参考性。

2004年，我国气象部门开展强对流天气短时临近预报业务。2009年3月，国家气象中心（中央气象台）成立强天气预报中心，专职负责强对流天气业务预报和研究。如今，国家气象中心已搭建一套基于AI的“3161”递进式强对流预报业务技术体系，实现整体“把脉”天气发展潜势、实时监测天气演变以及迅速开展预报预警与“叫应”，以递进式预报和精细化预警逐步缩小包围圈——

短期预报时段（0—72小时），由“风清”强对流适配人工智能模型支撑，可对雷暴、短时强降水、雷暴大风等进行强度分级输出，空间分辨率精细至3公里，提供逐12小时滚动预报；

短时临近预报时段（0—12小时），深度神经网络实时“咀嚼”中尺度数值模式、风云卫星、多普勒雷达等多源数据，逐小时更新强对流落区和强度等级，“指哪打哪”的精准度进一步提高；

临近预警时段（0—2小时），“风雷”人工智能模型以分钟级速度锁定新生风暴单体，自动生成分类强对流警报，并通过“智警达”多渠道秒级推送，实现监测、识别、预警的无缝衔接。

不仅要打通机制，还要升级平台。新一代中国气象局短临预报系统（SWAN3.0）实现短临业务全流程、全链条的平台支撑。通过集成双偏振雷达、X波段雷达、卫星、气象自动观测站等多源精细观测资料，研发了融合智能识别和深度学习技术的短时临近预报算法，在国、省、市、县四级气象部门实现共享和落地应用，成为基层气象台站防范应对强对流天气的必备工具之一。

“风雷”向“新”而生——开辟AI破解强对流预报新路径

2024年，中国气象局首个短时临近预报人工智能模型“风雷”横空出世，标志人工智能技术在临近预报领域得到深度应用。

作为中国气象局人工智能气象模型“风”系列的首批成员，“风雷”使用我国累积7年的雷达资料，构建了一套“数据—算力—平台”全流程临近预报系统，不仅显著提高了公里尺度下0至2小时雷达回波的预报能力，较业务产品提升33%，更能在3分钟内生成未来0至2小时、逐6分钟的雷达回波产品，将强回波预报技巧提升25%。

对流生消（对流风暴的形成和消亡）是短时临近预报中长期存在的难题。以前，我们只能线性外推预报对流的状态；如今,“风雷”应用深度学习和生成式人工智能技术，将物理模型和人工智能有机融合，在预报的准确性和细节丰富性上实现了突破。

“风雷”的突破并非孤例，更多前沿技术正在集结——

基于“风雷”的雷暴大风、冰雹适配产品即将上线；与中国科学院大气物理研究所合作的“雨算子”临近降水预报系统进入实测阶段；“智风”雷暴大风临近预报技术已在浙江省预报平台落地应用，实现精确到乡镇的雷暴大风客观预警指导，最大提前量突破70分钟；基于风云四号B星观测的高原强对流深度学习监测预警产品“云眸”，正在为西部地区的极端天气提供更有力的支撑……

近期，10分钟滚动更新、1公里分辨率的0—2小时降水产品即将上线，为局地新生降水、极端降水等预报提供客观支撑，“风雷”也将通过更密、更快的产品，及时抓住来得快、走得急的中小尺度强对流天气。随着科技的飞速发展，人工智能技术的融入将为短时临近预报带来更多突破与变革，短时临近预报的精准度和时效性有望取得更好发展。（刘倩 张小雯）

智警达，短临天气预警协同的“智慧大脑”

当狂风暴雨深夜突袭，精准的预警信息可以跨越千里，瞬间直达目标终端，指导当地气象部门的预报预警工作——这就是“智警达”智能预警系统（以下简称为“智警达”或“系统”）。

6月30日，河南省南阳市西峡县遭遇特大暴雨，24小时最大累计降雨量达225.7毫米。从晚上9点首条暴雨预警信息发出，到次日凌晨的连续山洪风险提醒，“智警达”在7小时内向西峡县气象部门业务人员靶向推送11条预警信息，其中6次“点名”双龙镇、二郎坪镇等高风险区域，发布山洪灾害专项报警提醒，验证了其“风险在哪里，预警就到哪里”的防控能力。

技术“三级跳”——从模糊到精准 从网格到乡镇

“智警达”是什么？

它不是普通的天气预报模式，是国家气象中心打造的贯通国、省、市、县四级气象部门的扁平化短临天气预警协同系统。作为短临天气的“智慧预警大脑”，“智算风云，警讯必达”是它的核心使命，其构建了“智能预报→预警加工→全渠道送达”的完整技术闭环。

2022年，国家气象中心关于“打造全国客观预警信号指导产品”的战略构想正式确立，研发团队深入基层，攻克关键技术难题，很快实现首次技术突破。

2023年6月，5公里分辨率强对流预警产品在SWAN3.0平台上线，能智能预警四大类“暴脾气”强对流天气（短时强降水、雷暴大风、冰雹、雷暴）。

2024年4月，系统再次升级，空间精度提升至1公里，预警更精细、更准确。

2025年，智能预警技术实现从“1公里网格”到“行政区划”的跨越式发展，在全国范围内实现“靶向到县，精度到镇”的预警指导。

基于“一县一策”的工作理念，技术团队以全国各级气象部门预警信号发布标准为基础，基于乡镇级的行政区域智能分析技术，使系统实现5个方面的智能预警功能：极端强对流天气报警，灾害性天气的乡镇级分级分类预警信号发布建议，各地预警信号已发布情况，山洪隐患点报警，山洪地质灾害预警。

系统能够直接告诉基层预报员：“建议A镇发暴雨橙色预警信号，B镇发暴雨黄色预警信号，C镇暂时安全……”“‘智警达’就像辅助我们的行动指南，可以大幅提升决策效率！”基层预报员评价。

预警信息“飞入指尖”——从“大屏幕”到“小终端”

过去，短临天气预警产品往往“困”在电脑平台里，“智警达”率先破局，让预警信息直接“跳”到基层业务员的手机里，实现向手机端发送预警信号指导消息。

国家气象中心强天气预报中心联手腾讯团队展开合作，以企业微信为平台架构，基于国家级强对流短临预报技术，实现全国数字预警客观产品靶向送达。4月12日，第一条“智警达”数字预警通过企业微信送达指定手机，标志着中国短临预警协作正式迈入“移动化时代”。

目前，系统已完成面向全国31个省（自治区、直辖市）气象部门的靶向服务试验，并成立首个强对流天气过程专班，一张覆盖国、省、市、县四级气象部门的无缝协同预警网络迅速织就。

成效如何？数字说话——

截至7月17日，全国共计1072名一线业务人员加入“智警达”短临预警服务系统；系统服务对象已覆盖国、省、市、县四级共356个气象部门；系统共靶向发布超过1.86万条预警信号指导信息；系统提醒灾害性天气1789次；系统发布山洪预警消息1907条。

“智警达”真正实现了对短临天气预警业务末梢的7×24小时智能守护。

三年磨一剑，“智警达”打破了国省市县之间的“信息高墙”，让预警协作扁平高效，让预警信息 “触手可及”。尤其在分秒必争的防灾减灾一线，“风雷”人工智能模型预报和山洪地质隐患点预警等相关技术深度赋能，让预警的速度和效率大幅提升。

“当‘智算风云，警讯必达’不再是一句口号，而是化作千万条及时准确的预警信息，短临天气预警的智能化时代才真正到来。”系统研发牵头人关良说。（闫泓）

四级联动织就强对流监测预报“天罗地网”

国家气象中心聚焦强对流产品体系化、业务规范化、流程协同化、平台智能化，着力构建起一套面向强对流天气的 “3161” 递进式预报预警协同机制，当预判强对流天气达到一定标准时，将启动强对流天气短临预报服务工作专班（以下简称“专班”）。

“3161”递进式预报预警协同机制，是在强对流天气过程的不同预报时效开展递进式气象服务机制，旨在发挥机制优势，补齐技术短板，“逐步缩小包围圈，提高精准度”。即在展望时效（未来3-7天内）紧盯过程，对全国范围内的强对流天气过程进行预报把握；在短期时效（未来1天内），预警全国重大强对流天气过程发生的时段和范围，并适时启动强对流天气短临预报服务工作专班；在短时时效（未来6-12小时内），警戒重点区域致灾性强对流天气的发生、发展和强度变化，指导相关省份开展本地强对流天气预警服务；临灾时效（未来1-2小时内），根据实况监测，国省市县四级气象部门实时联动、力求精准预警局地强对流。

针对强对流天气，专班利用雷达、地面站等观测资料，开展短时临近、短期强对流天气预报预警，强化国家级业务单位之间，以及与各省（自治区、直辖市）及市县级气象台之间会商和观测预报服务联动。国家级气象部门“自上而下”开展人机结合智能提醒，指导地方气象部门发布强天气预警信号；省市县级气象部门“自下而上”及时反馈共享临灾预警服务情况和灾情信息，构建“技术下行、服务协同”多级联动机制。

2025年上半年，气象部门7次组建强对流天气短临预报服务工作专班，上下协同、高效应对强对流天气。在“4·11”福建强风雹、“5·2”黄淮区域性雷暴大风等预报服务过程中，气象部门短临预报精准把握局地极端强对流天气的动态；在6·26江淮龙卷和7·2东北龙卷过程专班期间，国家级预报员首次赶赴一线参与“捕龙”行动，国省协同构筑龙卷监测“天罗地网”，为准确预报龙卷提供有力保障。

尽管强对流天气的精准预警仍是横亘在气象领域的世界性难题，但新时代气象人必将以百分之百的科研热忱与责任担当，推动科技研发突破创新，深化流程机制的改革完善，提升强对流预报预警精准度，为守护生命安全、维护社会稳定注入坚实气象智慧。（闫泓 曹艳察）

（责任编辑：曹锐怡）