《人民日报》科技版头条
标题:驭风于微末,护民于未然——“定风”项目实现台风高精度预测革命性突破
【本报北京5月10日电】(记者林晓宇)近日,我国在重大气象灾害预测领域取得一项里程碑式成就。由国家气象局、清华大学等单位联合攻关的“定风”重大科研项目,历经数月艰苦攻坚,成功构建了基于新一代核心算法的高分辨率台风数值预测系统。在近期对西北太平洋编号台风“鲸鱼”的实战预报中,该系统提前48小时以上稳定、准确地预测了其登陆路径与强度,最终路径误差小于20公里,强度误差小于7%,其精准度与稳定性达到国际领先水平,标志着我国在台风这一最具破坏力的自然灾害预测能力上,实现了从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的关键跨越。
台风预测,尤其是登陆点的“最后一公里”精准预测,是全球气象学界公认的难题。传统数值预报模型受限于对复杂海洋-大气耦合系统,特别是其中强非线性、多尺度相互作用物理过程描述的不足,以及对海表温度微小扰动、边界层湍流等关键因素敏感性刻画不够,在台风这类极端天气系统面前,往往在关键时刻出现较大偏差。
“定风”项目的核心突破,在于首次将描述流体运动基本规律的纳维-斯托克斯方程(NS方程)的前沿数学理论与高性能计算、多源观测数据同化技术进行了深度有机融合。项目最高级别顾问、清华大学叶濯缨教授及其团队,将解决NS方程数学理论时发展出的“时空流形”思想、先进尺度分析工具与独特的数值方法引入气象领域,为台风系统的数学建模带来了革命性的视角。
“我们不再仅仅将台风视为一个复杂流场,而是尝试将其理解为一个动态的、多物理场紧密耦合的‘信息-能量’复杂网络在特定几何结构上的演化。”叶濯缨教授在项目成果内部研讨会上解释,“这使我们能够更本质地刻画其内在动力机制,尤其是对初始场误差的放大效应和关键小尺度过程的反馈作用。”
今年五月上旬,西北太平洋上台风“鲸鱼”生成并迅速发展,对预报提出了严峻挑战。国际主流预报模型对其路径预测持续摆动,登陆点不确定性范围很大。而刚刚完成主要模块集成的“定风”系统,却提前给出了一个与主流预测存在显著差异、但自身结果异常稳定的预报结论。
“当时压力很大,”项目核心成员、国家气象局首席预报员坦言,“新系统尚未经过实战,而国际模型是多年积累的成果。但叶教授和团队对模型背后的数理逻辑充满信心,我们基于严谨的回溯测试评估,最终决定上报我们系统的预测。”
结果令人振奋。台风“鲸鱼”的实际移动轨迹,坚定地朝着“定风”系统预测的方向前进,并在预测点附近成功登陆,路径误差仅为19公里,强度变化也与预报高度吻合。这场成功的实战,不仅验证了新系统的卓越性能,更重要的是,它证明了将深刻的基础数理理论与重大应用需求相结合,所能迸发出的巨大能量。
“定风”项目的成功,其意义远不止于气象预报精度的提升。
在防灾减灾层面,更精准、更提前的台风预测,意味着更充分的预警时间、更科学的避险部署、更高效的资源调配,能够最大限度减少人民群众生命财产损失,保障社会经济平稳运行。据初步评估,类似“鲸鱼”台风的精准预测,有望为受影响区域减少数以亿计的直接经济损失。
在科技发展层面,这是我国发挥新型举国体制优势、跨学科协同攻坚解决重大前沿问题的又一典范。它展现了基础数学、物理学研究(如NS方程理论)对解决国家重大战略需求的关键支撑作用,也体现了我国在高性能计算、人工智能与气象科学交叉融合领域的深厚实力。
在国际影响层面,此次突破无疑将显著提升我国在世界气象组织及相关学术领域的话语权,为我国参与乃至主导全球极端天气气候事件监测预警合作提供了坚实的技术支撑和信心保障。
据悉,“定风”项目团队并未因初步成功而松懈。叶濯缨教授已指出系统在捕捉台风快速增强过程及更精细尺度结构方面的优化空间。项目下一步将致力于模型的进一步业务化移植、更多历史个例的严格检验,并探索将该框架拓展至其他高影响天气系统(如强对流、暴雨)预报的可能性。
“这只是第一步,”叶濯缨教授表示,“我们的目标是更深入地理解大气-海洋系统的复杂行为,最终朝着更精准、更智能的‘全景式’天气气候预测能力迈进。用好数学与计算的力量,更好地认识自然、应对自然,守护生命与家园,这是科学工作的应有之义。”
从“追风”到“定风”,我国科学家正用智慧和汗水,在风云变幻的天空中,织就一张更加精密可靠的安全之网。这背后,是科技强国建设的坚实脚步,更是“人民至上、生命至上”理念在科研领域的生动实践。
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标题:家人们谁懂啊!叶神这次把台风路径拿捏得死死的!“定风”系统成功预测,误差小于20公里!(转载自《人民日报》)
楼主:吃瓜科研鹅
(转发《人民日报》报道链接)
正文:不多说了,看新闻吧。叶神又双叒叕跨界杀疯了!从数学物理到能源,现在连台风预测都这么精准了?!“时空流形”听得我头皮发麻,这真的是人类的大脑吗?
【热门回复】(按热度排序)
1。用户:流体力学小白菜(点赞2。1万)
我导师今早组会拿着这篇报道,痛心疾首:“看看!什么叫学以致用!什么叫解决真问题!你们整天在那些边角料问题上灌水,人家叶濯缨用NS方程的原理解去解台风!差距啊!”然后甩给我们一摞新的文献……叶神,虽然我崇拜您,但我的发际线可能因此更危险了。[跪了]
2。用户:今天也想摸鱼(点赞1。8万)
最震撼我的不是预测有多准,是那句“提前48小时以上稳定、准确地预测”。稳定!懂吗家人们!在台风这种混沌系统面前,稳定输出一个和主流不同的结论,并且对了!这需要对自己理论有多强的自信啊?不愧是面对枪口都能冷静推导数学原理的男人。
3。用户:东南沿海一棵树(点赞1。5万)
作为福建人,每年夏天都在和台风斗智斗勇。看到这个新闻真的有点想哭。还记得前年那次,预报说擦边过,结果直接正面登陆,损失惨重。如果以后都能提前两天知道它具体在哪儿上岸,哪怕只是误差几十公里,我们能做的准备就完全不一样了。谢谢叶神和所有科研人员,这是真正的“硬核守护”。
4。用户:理性嗑糖机器(点赞1。3万)
歪个楼,你们没注意报道里说“项目最高级别顾问、清华大学叶濯缨教授及其团队”吗?划重点——“及其团队”。还记得两个月前,汤总在某个财经访谈里轻描淡写提到“小缨最近在忙一个关于‘风’的项目,挺耗神的”吗?当时都猜是不是新能源的风,结果……是台风的风啊!这是什么顶级家属剧透?!而且项目成功了,叶神是不是可以回家好好休息了?(开始循环播放《他好爱他》BGM)
5。用户:观棋不语小号(点赞1。1万)
这不仅仅是气象学的进步,这是典型的“叶濯缨范式”胜利:用最基础、最底层的数学物理原理,去正面硬刚一个极其复杂的现实世界难题,并通过算法和计算力的创新,将理论转化为具备实战能力的工具。从“大一统理论”到“定风”系统,他一次又一次证明,对基础科学的深刻投资,是最高效、最颠覆性的“应用研究”。某些国家砍基础数学经费的时候,想到今天了吗?
6。用户:玄学研究所所长(点赞9800)