現在的天氣如何?
它一目了然——只要略微觀察一下周邊環境,就能說出陰晴冷暖、雨雪風霜。
它又高深莫測——氣溫、氣壓、濕度、降水量……各種數據的實時變化,沒有人能僅用一雙肉眼看清。
有這樣一群人,致力于把瞬息萬變的天氣狀況,轉化為可以量化呈現、計算的氣象實況,努力讀懂天氣的“表情包”。他們把多種來源的觀測數據融為一體、相互驗證,產出時空連續、變量協調、質量可靠的網格化實況分析產品,為預報預測及服務提供高質量、高精度的檢驗場。
國家氣象信息中心數據研究室副主任谷軍霞,就是這群人中具有代表性的一員。
“就應該頂上來”
2023年7月29日至8月2日,極端罕見的特大暴雨沖刷京津冀大地,部分地區道路交通完全阻斷,救援隊伍全力開展搶險救災與應急保障工作。7月31日,受強降水和洪澇影響,北京房山、門頭溝等地,氣象實時觀測數據一時處于空白狀態。
獲知這個消息后,谷軍霞心急如焚。作為一名氣象工作者,她清楚防汛救災少不了氣象數據支撐,特別是在極端暴雨中,實時降水數據至關重要。
“融合了地面站、雷達、衛星等多源資料的實況產品可以發揮作用,把強降水的中心準確表征出來。”一直跟進參與氣象實況業務建設的谷軍霞認為,在這樣的危急時刻,由多源資料融合而成,不依賴特定站點數據的實況分析產品,“就應該頂上來”。
經過研判,多源融合降水實況分析產品作為缺測數據的替代,登上了當天下午的加密天氣會商。恰逢北京市氣象局提出支援請求,在國家氣象信息中心的統一安排下,谷軍霞和同事張濤冒雨到北京市氣象局進行現場支援。
“就像是趕赴戰場一樣。”谷軍霞回憶,從中國氣象局到北京市氣象局的路程雖不遠,心情卻很復雜,既緊張,又擔憂。緊張是因為此前還只是在“幕后”默默奉獻的實況業務,即將邁向氣象服務最前線;擔憂則是第一次面對如此重大的決策服務,千萬要確保數據準確。而在這兩種心情之外,更多的是充盈在胸中的責任感。
17時20分,兩人趕到北京市氣象臺,得知19時要提供數據,支撐北京市防汛救災決策服務。“時間緊迫,腦子里容不得半分雜念,當時只有一個想法——盡快把缺失的氣象數據找回來。”他們爭分奪秒與后方團隊緊密聯動、協同推進,18時15分,團隊成功手工補全了北京市逐小時雨量數據,通過預報員核驗后,準時應用于防汛救災決策服務。
暴雨仍在持續,觀測數據要不斷更新,手工只能支撐一時。接下來的一夜,兩人與后方團隊協同作戰,8月1日2時,以半自動處理的形式實現了逐小時更新,時效30分鐘;8時,實現全流程自動處理,時效縮短至15分鐘以內。
這是實況插補首次直接應用于重大災情的應急響應與決策服務中。經此一役,谷軍霞又與團隊一同建立了實況插補業務流程,把這個在防災減災實踐中誕生的新業務,不斷打磨完善。到2025年,實況相較補傳站點觀測數據低估的比例優化至5.52%。
“過去我更多是坐在電腦前研發數據產品,直到親眼見證我們的數據能夠為護佑百姓安寧出一份力,才更懂肩上的責任有多重。”在谷軍霞看來,氣象業務要有服務意識,以需求為導向研發高價值數據產品,才能為用戶提供真正“好用”的數據。
攻克數據“大山”
2010年,從清華大學電子工程系博士畢業的谷軍霞,進入中國氣象局工作。她曾有過很多選項,出國、外企、民企……但最終,她還是選擇了中國氣象局這個“國家級平臺”。
在入職迎新會上,谷軍霞說,自己作出這個選擇,是因為“要去報效國家的廣闊平臺,要做出對人民有益的成績,要把個人價值放在偉大事業中體現”。
那時候的她還不知道,自己將用未來10余年的人生,把口號化作實踐,踏踏實實耕耘出一方希望的田野。
2015年,中國氣象局組建“氣象資料質量控制及多源數據融合與再分析”攻關團隊。彼時,大家對“實況”業務還沒有清晰的概念。“我們一心想做的,就是精準捕捉天氣實時變化的每一處細節。”經過激烈的競爭,谷軍霞順利入選成為團隊成員。盡管氣象觀測站網不可能無限制織密,但要讓天氣預報更準確、更精細的追求,在她心中越來越強烈。
缺少觀測數據,氣象預報就如同無源之水、無本之木,無法準確反映大氣的真實狀態和變化趨勢。然而,海量的歷史氣象數據,再加上每天實時收集的新增數據,毫無疑問是一座“寶山”,卻也成了壓在團隊身上的一座“大山”——未經深度加工的數據,觀測格式各異、質量參差不齊,對智能網格預報和智慧氣象服務的支持著實有限,一度被認為是瓶頸。
“此前我們的氣象數據產品,大多‘做一個是一個’,彼此獨立,沒有設計,更談不上體系。”即便谷軍霞把所有氣象資料和數據產品逐一梳理總結,可面對龐雜的數據,要真正具備處理和應用的能力,工作仍陷入僵局。
從單位回到家,谷軍霞的思緒一刻不曾停歇,反復琢磨解題思路。當她找到一本介紹航天產品譜系的書時,眼前一亮。于是,她便依樣將各類氣象數據產品分門別類、歸納整理,形成“氣象數據產品譜”的前身,“雖然還很粗糙,但對我們后續深入攻關,開了個好頭”。
既然“看山是山”作用有限,那么就必須有突破,必須將猶如一團亂麻的觀測數據掰開揉碎了解構。此后,谷軍霞又和團隊成員一起攻堅克難、日夜奮斗,一行行檢查融合系統升級代碼,一條條翻閱文獻和技術報告,數十次開展融合分析試驗……憑借不懈探索與實踐,問題逐個解決,團隊找到了一條將多種觀測資料綜合分析,得到時空分布連續、變量之間協調、質量水平可靠的多源融合實況業務產品的攻關之路。
努力終有回報,實況業務也正式浮出水面,隨后步入快車道發展。2020年,“全球—區域—局地”一體化的實況業務系統初步建立,實現業務應用。2023年,中國氣象局氣象實況分析重點創新團隊組建。作為預報的“零時刻”,實況產品已成為智能網格預報可靠的檢驗場。
“能夠陪伴實況業務從無到有、一路成長,是我莫大的幸運。”谷軍霞說,自己會把氣象實況當作畢生的事業去熱愛。
突破無限可能
2025年初,谷軍霞又接到了一項新任務:踐行“觀測即服務”理念,帶領團隊攻關研發低空經濟氣象服務保障實況產品。
低空飛行在很大程度上依賴于精密氣象監測和精細氣象服務。起初,團隊預計把這款氣象實況產品的水平分辨率做到50米。可后來深入調研發現,對于低空飛行器來說,50米還是太“粗糙”了。“無人機一次作業時間就只有十幾分鐘,其間還可能需要在城市建筑之間穿行。”谷軍霞說,原本業務應用的公里級小時級氣象實況產品都派不上用場。
最終,團隊將目標定在了垂直分辨率2米、水平分辨率5米、5分鐘更新的低空三維實況場。谷軍霞坦言,自己當初認為這個目標“幾乎不可能完成”。
盡管挑戰重重,但敢想就要敢做,不然一切有益的設想將永遠無法照進現實。在挑戰面前,她毅然扛起帶頭人的重任,全身心投入攻關,既要攻克技術難關,也要帶動團隊成長。青年骨干孫帥對此印象很深:“谷老師細心幫大家修改各類總結材料、評審材料,經常加班到深夜。”
服務新技術、新應用,離不開反復的試驗、驗證和優化完善。而在高標準要求和高強度的工作壓力之下,谷軍霞對團隊成員們卻常覺虧欠。“大家來找我,開口總是‘不好意思,占用您一點兒時間’。每次聽到這話,我心里都特別不是滋味。本該是我多主動關心他們,可任務緊迫、時間卻不等人。”她說。
令所有人振奮的是,在團隊的通力協作下,截至目前,米級分辨率的低空三維風場實況已經支撐了廣州、武漢、西安等17個城市低空經濟示范場景應用。“不可能完成的任務”,變成了現實。
谷軍霞相信,在國家高質量發展的大背景下,氣象服務國計民生質效將更為凸顯。今后不只是聚焦低空經濟等新賽道,她和團隊還將持續深耕氣象實況業務,為各行各業提供精準、高效、可靠的氣象數據支撐,讓氣象數據始終“讀懂”每一刻天氣,守護每一方安寧。(經濟日報記者 郭靜原)
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