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新對流解析模式助力準確預測臺風路徑
2025年02月21日 11:27:46
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：8392
研究團隊聚焦2021年的臺風“煙花”，利用神威超算構建的全球對流解析模式，將水平分辨率提升至3公里，顯著增強了臺風內部結構(如眼墻、螺旋雨帶)的模擬能力
近日，中國科學技術大學大氣科學先進計算實驗室趙純教授團隊與先進計算機系統(tǒng)結構實驗室安虹教授團隊聯(lián)合宣布，基于國產(chǎn)神威·海洋之光超級計算機構建的全球對流解析模式，成功將臺風路徑預測誤差降至100公里以內，標志著我國在極端天氣預測領域取得重大突破。這一成果不僅為防災減災提供關鍵技術支持，也凸顯了高精度數(shù)值模擬技術對應對氣候變化的核心作用。
全球氣候變化背景下，臺風、暴雨等極端天氣頻發(fā)且路徑復雜化，對防災減災提出更高要求。例如，2021年臺風“煙花”的突然轉向和雙重登陸曾造成巨大經(jīng)濟損失，傳統(tǒng)預測模型因分辨率不足(通常為幾十公里)難以捕捉小尺度天氣系統(tǒng)的動態(tài)變化，導致路徑偏差較大。精準預測臺風路徑可提前部署應急措施，減少人員傷亡和經(jīng)濟損失，是國家安全與民生保障的關鍵環(huán)節(jié)。
研究團隊聚焦2021年的臺風“煙花”，利用神威超算構建的全球對流解析模式，將水平分辨率提升至3公里，顯著增強了臺風內部結構(如眼墻、螺旋雨帶)的模擬能力。這一分辨率可捕捉大氣中對流過程的精細變化，從而更準確地預測臺風的突然轉向和強度變化。值得注意的是，該模型成功預測了臺風“煙花”的突然路徑變化及雙重登陸位置，表現(xiàn)優(yōu)于當前的業(yè)務預報。
團隊開發(fā)的自適應網(wǎng)格細化策略，通過動態(tài)調整關鍵區(qū)域(如臺風核心區(qū))的分辨率，在保證精度的同時將計算成本降低90%，并擴展應用于歷史上其他十個臺風案例軌跡預測中，取得顯著的改進效果。這些成果標志著臺風預測可能進入了一個新時代，利用對流解析分辨率結合適應性網(wǎng)格細化策略，可以在最小計算負擔下提升災害準備和響應能力。
研究團隊表示，下一步將深化模式物理機制研究，融合人工智能技術優(yōu)化參數(shù)化方案，并探索量子計算在氣象模擬中的潛力。同時，推動國產(chǎn)超算與氣象儀器的協(xié)同創(chuàng)新，構建自主可控的“空-天-地”一體化觀測預報體系。
相關研究成果Pronounced advance on typhoon track forecast with global convection-permitting model于近日發(fā)表于《科學通報》。
參考資料來源：中國科學報
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