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全链条智能运行 跨区域协同联动
河南构建流域智能气象防线
来源:中国气象报社 日期:2025年11月14日08:58

  河南地处海河、黄河、淮河、长江四大流域交汇地带,其中黄河、淮河流域人口密集、水系复杂,历来是全省防汛重点。一直以来,极端降水预报精准度不足、气象灾害风险预警定量化水平低、多源数据融合不充分等问题,是制约流域气象防汛减灾工作的难点。

  为破解这些难题,河南省气象台开展多年协同技术攻关,研发出流域智能降水预报及气象灾害风险预警关键技术,为流域安全筑起一道“智能防线”。

  精准预报极端降水,关键在于厘清其背后的形成机理。省气象台系统梳理了典型极端暴雨事件中多尺度天气系统的相互作用,并深入分析复杂地形对降水过程的影响。在此基础上,团队首次建立了极端降水环境参数气候异常度的定量化指标体系,揭示了山地、丘陵等地形条件对暴雨强度与空间分布的调制效应,阐明了锋生过程与降水强度在垂直与水平方向上的协同演变特征,为后续模型构建提供了坚实的理论支撑。

  依托上述研究成果,研究团队创新采用“物理约束+深度学习”的混合建模方法,融合致洪暴雨的关键物理量及其气候异常特征,分别构建了针对暴雨(降水量≥50毫米)和极端降水(降水量≥100毫米)的智能预报模型。数据显示,该模型24小时暴雨预报TS评分(即气象预报准确率核心指标,数值越高准确率越高)较业务常用模式提升7%;在河南“24·7”特大暴雨过程中,24小时大暴雨量级预报TS评分表现较好,为极端降水应对争取了关键时间。

  面雨量(流域内平均降水量,是水文预报与防洪调度的核心依据)预报的时空分辨率不足,曾是制约中小流域防汛的重要短板。省气象台创新采用动态权重分级集成技术,融合智能网格、全球与中尺度模式等多源预报数据,建立中小流域面雨量集成订正模型。这一技术打破了传统日尺度订正算法的局限,将时间分辨率提升至3小时,在3小时降水量大于4毫米的强降水事件(99百分位以上极端事件)中,面雨量预报TS评分较单一模式平均提升5%—15%,推动中小流域强降水预报从“粗线条”走向“精细化”。

  针对多源数值产品驱动下风险预警不确定性较大的问题,省气象台提出“动态临界雨量+模糊评价法”的融合解决方案。与传统单一降水输入方法相比,该技术使气象灾害风险预警命中率平均提高12.5%,漏报率、空报率平均降低10%。

  对于资料稀缺、产流机制复杂的中小流域,研究团队还融合经验公式与极值统计理论,结合历史洪灾案例动态修正致灾临界阈值,显著提升了预警可靠性。省气象台在2024年淮河第1号洪水过程中,提前5天发布淮河上游干流超警风险提示;在今年9月4日至5日渭河支流石头河、黑河发生超警洪水过程中,省气象台自9月2日起多次准确发布蓝色及以上气象风险预警,切实为防汛调度提供了科学依据和决策支撑。

  同时,省气象台搭建黄河和河南省流域气象业务平台。该平台实现了“灾害监测—面雨量预报—风险预警—服务保障”全链条的智能化运行,各类服务产品深度嵌入政府决策流程与应急指挥体系。目前,黄河流域各省(自治区)以及河南省、市、县三级气象部门已实现流域气象服务的高效协同联动,信息传递更迅捷、响应机制更顺畅。

  从破解技术瓶颈到守护民生安全,省气象台不断以科技之力筑牢江河安澜的“防护网”。

  面向未来,研究团队将进一步深化成果应用,在现有流域划分基础上,针对大中型水库、防汛关键区及河南西部、西北部山区开展更精细的流域划分,提升服务针对性。同时,研发适用于缺资料地区的山洪、中小河流灾害风险预警技术,构建基于动态风险的洪水短临预警模型,进一步提高预警的提前量和预报精度。

  (作者:陈争 王振亚 责任编辑:刘淑乔)