欧洲中期天气预报中心发布未来10年发展战略----中国科学院科技战略咨询研究院

　　1月26日，欧洲中期天气预报中心（ECMWF）发布《2021~2030年欧洲中期天气预报中心战略》，重点围绕尖端科学技术和高质量预报产品提出相关目标与战略行动[1]。

　　1、开发和利用尖端科学技术

　　目标：

　　（1）世界领先的天气和地球系统科学。建立一个无缝的集成地球系统，通过一致、准确的模拟与现实的水、能量和碳循环，最大限度地利用当前和未来的观测结果。

　　（2）数值天气预报的前沿技术和计算科学。利用先进的高性能计算、大数据和人工智能方法，创建在现实意义上突破的地球数字孪生。

　　战略行动：

　　（1）加强地球系统数据同化。通过耦合同化、算法开发和方法集成方面的进展，增强ECMWF在数据同化方面的领导地位，这将包括整合机器学习和四维变分（4D-Var）数据同化，以便于从集成的机器学习技术中受益；使用对流解析模型来为中期预报提供准确的初始化，并努力实现从集合数据同化到集合预报系统的无缝集成；克服复杂的地球系统各子系统的初始化过程带来的挑战，将地球系统的各子系统中使用的同化算法发展为与大气分析中一致的更高级的集合-变分框架。

　　（2）改进对观测资料的利用。开展一项长期的研发活动，创建“全天空全地表”（all-sky and all-surface）方法，使卫星数据不仅可以在晴空、多云和多雨的条件下充分利用，而且在海洋、陆地以及积雪或海冰覆盖地表时也可以利用；有效利用欧洲气象卫星开发组织（EUMETSAT）、哥白尼计划（Copernicus Programme）、“哨兵”（Sentinels）等卫星观测，与相关伙伴密切开展合作，特别是利用物联网等创新的观测系统；更加关注与云、雨和闪电等物理过程相关的观测，以便于向对流解析模式提供改进的初始条件。

　　（3）改善无缝的地球系统模式。促进全球集合在对流解析分辨率下解决物理过程、初始化和非静力平衡动力核心等问题；减小模式偏差，重点聚焦大气-陆地、大气-波浪-海洋-冰等界面的模拟，以提高近地表气象参数的预报技巧，尤其是在春季和秋季过渡季节，以及对流活动的模拟及其与大尺度的耦合；地球系统方法将在水、能量和碳循环方面更接近实际，对自然和人为过程及其不确定性进行更加全面的表达，在无缝模拟方法中，将初始化预测从第2周提高到更大范围；预测的改进需要进行基础的可预报性研究、新观测的利用、耦合的数据同化方法的发展、模式的改进，以及理解和改善遥相关作用的表达。

　　（4）将高性能计算、技术和计算科学应用于数值天气预报。ECMWF将致力于运营有弹性、节能和具有成本效益的计算资源（高性能计算、云、存储等）、数据中心服务和生产流程，使研究支持资源联合的技术。

　　（5）利用人工智能和机器学习。人工智能（尤其是机器学习）将继续在地球系统模拟中得到广泛应用，包括观测资料处理、数据同化、后处理、产品生成、数据管理、实时和存档数据的挖掘与融合等。

　　（6）优化系统设计，实现研究与业务应用之间的双向转换。利用不同系统开发之间的协同作用，例如，从中期预报到季节预报。融合业务组件和流程，并通过采用开源的开发方式来提高效率和简化协作。

　　2、提供高质量的预报产品服务

　　目标：

　　（1）高质量的预报产品。对过去、现在和未来进行详细的地球系统模拟，以预测未来几周之内的极端天气，尤其是高影响天气事件，并根据用户的需求监测环境。

　　（2）高效且简易地获取产品。通过有效的生产流程、技术创新和数据政策，可靠、有弹性、简易地访问和使用大量数据和产品，从而允许广泛的用户群进行探索，确保最大的社会经济效益。

　　战略行动：

　　（1）优质的预报产品。提供最优质的中期天气预报和信息服务，尤其是更好的极端天气和高影响天气预警信息。包括为期2周的高影响天气事件对经济和社会价值影响的预测；对极端温度异常和水文影响的熟练预测；对天气和环境灾害进行综合的全球再分析和预测，并监测1950年以来高影响力事件的模式和可预测性的变化；次季节至季节的多模式预测。

　　（2）优化资源配置和共享。灵活的计算和存储云基础架构，实现对高分辨率集合数据的增值利用。有效的政策、生产和支持流程，以便于高效、方便地利用数据和带来更大的社会经济效益。

　　（3）开放数据。数据服务需提供基本的处理选项，使检索到的数据保持合理，并以不同用户组常用的格式和标准提供数据。

　　（4）教育与交流。通过研讨会促进科学参与，开展培训课程和学习活动，与成员国和合作国家建立有效的合作关系。

　　（5）加强伙伴关系和合作。与世界气象组织（WMO）、欧洲航天局以及欧盟委员会合作开展第三方活动，并与成员国就共同关心的主题开展有针对性的合作，加强与科学界的联系。 （刘燕飞）