基于人工智能的分級雷暴大風監測算法多次準確識別出10級以上雷暴大風,“百米級、分鐘級”無縫隙網格預報產品應用于楊梅采摘和種植全過程,融合風云氣象衛星的海上臺風雨強估測技術對于臺風、海霧等預報有更好應用……后亞運時代,浙江氣象部門不斷豐富和拓展杭州亞運會氣象科技成果,以更高水平實現浙江氣象高質量發展,筑牢氣象防災減災第一道防線。
“百米級”預報技術“精算”楊梅采摘時間
“今年有了采摘適宜度模型,適宜采摘的時間增加了30%,為合作社安排線上、線下銷售提供了重要依據?!毕删涌h老鷹山楊梅合作社負責人告訴記者,6月14日,在接到“6月18日前后有一次明顯的梅雨降水過程,仙居多地將出現大到暴雨”的消息后,合作社做好了提前采摘的準備。提前采摘可保障楊梅品質,合作社利用仙居縣氣象局提供的精細化采摘適宜預報,卡在強降水到來前幾個小時采摘楊梅,竟比預期多收了50余箱優質楊梅?!皟H這一項就增加一萬余元收入?!?/p>
這是浙江省氣象部門利用亞運會“百米級、分鐘級”無縫隙網格預報產品服務鄉村振興的一個縮影。
“由于楊梅采摘季天氣復雜多變、局地強對流多發,而楊梅的保鮮期極短,種植戶和合作社急需精細化氣象預報?!闭憬庀罂茖W研究所(以下簡稱“省氣科所”)災害性天氣研究室負責人余貞壽介紹,省氣科所應用“百米級、分鐘級”高分辨率模式集成融合分析預報技術成果,聯合仙居縣氣象局開發了“仙居楊梅采摘指數模型”,預報精細到500米分辨率,逐10分鐘更新。楊梅種植戶通過手機App便可獲取精細到每一片種植區的分鐘級天氣預報,及時安排采收和銷售,避免不及時或過早采摘造成的損失。
之后,省氣科所又開始研究楊梅種植全周期精細化預報,升級“百米級、分鐘級”無縫隙網格預報產品,并利用人工智能算法開發了楊梅精細化預報系統?!拔磥?,該技術還將應用于漁業、港口作業以及電線覆冰、電力設備搶修等服務中?!庇嘭憠郾硎?。
雨強估測技術提高臺風預報精度
今年9月中旬,臺風“貝碧嘉”“普拉?!毕嗬^影響華東地區,其中“普拉?!庇?月19日登陸浙江岱山。
“基于風云氣象衛星在亞運會期間的應用,浙江省氣象臺聯合國家衛星氣象中心研發的基于風云四號B星和風云三號G星數據融合的海上臺風雨強估測技術,可以融合反演臺風風雨,進一步提高風雨強度和精度預報準確率?!闭憬庀笈_首席預報員婁小芬介紹。
以臺風“格美”為例,海上臺風雨強估測技術反演的產品,可較為完整地呈現臺風整體降水結構,并對其帶來的暴雨開展三維掃描,分析臺風“格美”云系的雷達回波結構、降水率,連續監測其云系發展變化?!霸摷夹g為浙江臺風天氣的精準監測和預報業務提供了參考,較好地彌補了浙江海上強天氣監測短板?!笔庀笈_首席預報員劉漢華說。
一年來,省氣象臺在亞運氣象科技成果基礎上,將具有海霧區標簽的衛星圖像數據集作為深度機器學習訓練數據集,針對海霧監測中難判區域和模糊類別,采用人工智能深度卷積神經網絡圖像語義分割模型,建立了基于浙江近海及東海海霧區識別模型,研發了全天候高時空分辨率海霧衛星反演監測產品,其空間分辨率達4千米,更新頻次為15分鐘。
這些產品為海上漁業、海洋養殖、海上工程建設、港口吞吐等海洋經濟活動保障提供了支撐。2023年12月29日,浙江沿海海面和杭州灣出現了持續性大霧天氣,衛星識別海霧產品和浙江自動站能見度觀測結果一致。
強對流大風實現分級預報
3月25日17時35分,紹興、臺州等地出現8—13級強風,省氣象臺提前84分鐘預報了強風級別和影響區域?!盎陔S機森林機器學習算法的分類強對流潛勢預報產品,在亞運賽事保障服務中應用效果明顯,團隊加強人工智能深度學習技術在強對流預報中的應用?!笔庀笈_正研級高工李文娟介紹,結合雙偏振雷達資料和外推技術,首次推出強對流大風分級預報,實現從定性(是否有風的預報)到定量(風力級別判定)的躍進。
“分類強對流短臨和潛勢預報產品在今年春季幾次颮線過程預報預警中表現優秀?!崩钗木昱e例。3月25日,颮線影響義烏-衢州-開化-臺州等地,省氣象臺預報員用機器學習外推和深度學習光流法,對強降水、大風、冰雹、颮線等強對流天氣進行識別和預警,強對流潛勢預報也表現良好,尤其是大風概率預報的落區預報與實況較為一致。
大風等強對流生命周期短,無論是機器學習還是現有預報技術,都無法百分之百把握?!耙荒陙?,團隊不斷補充新的強對流天氣樣本,應用人工智能等技術加大分級定量預報學習力度,通過更多的樣本去‘訓練’模型,不斷提高強對流預報準確率?!崩钗木暾f。
進入后亞運時代的浙江氣象部門,加快推進氣象科技能力現代化和社會服務現代化?!耙劳姓憬底只母锖驼憬瓪庀蟊O測預警能力提升工程的人工智能基礎資源底座,建立了人工智能與區塊鏈開放支撐系統,為全省氣象部門提供人工智能科研和業務測試支撐平臺?!笔庀笮畔⒕W絡中心運行保障科負責人楊明介紹。
作為全省氣象服務的重要窗口,亞運賽事氣象保障服務綜合指揮平臺被升級改造為重大活動氣象保障指揮平臺?!巴ㄟ^后臺配置、模塊組合和持續迭代,該平臺為浙江各類重大賽事、相關活動等提供保障服務?!笔庀蠓罩行幕ヂ撌聵I部高級工程師張旗表示,基于亞運場館的賽場交通指數、穿衣指數、健康指數、防曬指數已進駐“智慧氣象App”,為用戶提供逐日、逐三小時精細化生活指數服務。在亞運會主辦城市杭州,“一館一策”氣象保障服務方案成果則轉型服務重大活動。去年,杭州馬拉松賽事期間,組委會根據杭州氣象部門的寒潮預報,通知原定于12月17日7時30分開跑的馬拉松推遲1小時,并在賽道、起重點等加強人員和物資保障。樁樁件件,都是浙江氣象部門“不只為賽,不止于賽”的持續探索和應用。
(作者:簡菊芳 龔丹紅 岳毅?責任編輯:張林)