极端短时强降水、极端大风、超级单体强龙卷和冰雹……这些强对流天气，像藏在云里的“天气刺客”，个头小、来得急、破坏力大。

有这么一支队伍，专门与之较劲儿——中国气象局强对流天气重点创新团队（以下简称“团队”）。他们蹲点一线调查、深度剖析机理，一点点琢磨强对流天气的“脾气”，用一项项实在的技术突破，让难题变成能提前预警的“可防风险”。

攻关：把难抓的风、难测的雨算明白

强对流天气最让预报员头疼的，就是小而快，因形成机理复杂，其发生时常常出现“十里不同天”的状况。基于此，团队向着“看清天气”和“算准天气”两个方向深挖，一步步拆解难题。

2025年北京经历了两次影响城区的冰雹过程，非常罕见。大冰雹过程通常由超级单体造成，团队深入分析超级单体发生环境，通过量化上升气流情况，有了新发现：其中的风切变作用及其产生的涡旋超过了对流有效位能的作用，产生了更强的上升运动。

这样的一次深度“画像”，不仅看清了强对流天气形成机制，更解码了对流风暴的精细结构和演变过程，描绘出物理量特征与指标。

针对2023年华北极端强降水、2024年北京和南昌极端强风以及山东强龙卷等过程，团队成员多次赴灾害现场开展调查。首席科学家郑永光表示，“只有把脚踩进灾害现场的泥土里，逐一建立详尽的‘立体档案’，才能直观看清强对流天气复杂的发生发展机理。”

在“看清”的同时，还要“算准”。团队基于多源观测资料和数值预报产品，应用深度学习和模糊逻辑等方法，提升监测和临近预报客观产品时空分辨率。

对于“最难啃的硬骨头”——龙卷风的监测识别，以前主要使用单偏振雷达，运用反射率因子、径向速度和谱宽产品。如今，团队设计了新一代天气雷达强风观测模式，在国内首次构建基于双偏振雷达观测的多任务深度学习龙卷风识别模型。负责模型研发的团队成员、国家气象中心正高级工程师周康辉说：“我们实现了‘径向速度切变+低层接地特征’双特征智能识别，虚警率下降了一半以上，能提前10分钟以上捕捉龙卷风生成的信号。”

针对极端雷暴大风，团队研发的粒子（水凝物）分类技术可估计超过25米/秒的极端雷暴大风的风速值，准确率达75%以上。同时利用多模态深度特征融合技术，提出新型雷暴大风智能识别算法，关键成功指数达0.77，较其他算法提升超过20%。团队还解决了雷暴大风千米分钟级精细化定量预报问题，实现对流性大风的临近预报，大于7级的雷暴大风前1小时命中率超过37%。

每一项技术的突破，都是自主创新能力的一次跃升。目前团队已发展关键算法50项，获省部级科技奖励22项，制定发布1项国家标准和两项行业标准。

应用：深度融合支撑防灾减灾实践

技术研究的过程是在寻找最优解，唯有落地应用，才能将其写进现实答卷。

“23·7”京津冀特大暴雨后，团队前往最大累计降水量达1003毫米的河北邢台调研。在与基层一线预报人员深入复盘交流中，了解其最迫切的需求——提高预报时效性，精准预见未来更长时间的天气过程。

“基层预报员的需求，就是我们攻关的方向。预报提前量多一分，发挥气象防灾减灾第一道防线作用就更有力。”团队成员、南京气象科技创新研究院助理研究员郑玉说。

针对这一痛点，团队重点研发中国气象局短临预报业务系统（SWAN 3.0），集成应用了16项成熟关键算法，推出10分钟更新、1千米分辨率的分类强对流短临预报产品。预报提前量最长达3小时，推动预报准确率显著提升，相对提升幅度超过20%。

面对2025年6月我国南方地区出现的持续强降水，人工智能临近预报系统“风雷”的降水预报产品“上阵”，接入SWAN3.0并开始业务试运行，临近预报模型和次百米级精细数值模式的龙卷风短时预报产品广受好评。

“中国气象局着力构建新一代短临预警业务体系，这对于在确保预报精准的前提下做到更加精细和智能，提出了更高的要求。”团队首席科学家郑永光表示，深度融合物理规律和机器学习技术，以AI赋能预报能力提升，已是国际共识，也是团队的努力方向。

围绕推动二者的深度融合，团队研发了各类强对流天气物理诊断与融合预报技术，发展了基于人工智能全球中短期预报系统“风清”的强对流天气分类预报模型、“雨师”强降水智能预报模型和深度学习短时强降水概率预报模型等，构建了“分类—分等级—分区域”的未来72小时无缝隙精细化预报产品，已在国家级业务中应用并推广至河南、天津、海南等地气象部门。

团队研发的龙卷可分辨尺度短临集合数值预报系统（RMAPS-NOW2.0），在近两年的业务应用中，对6次发生地点的预报误差均在100千米以内，相关产品在SWAN3.0和“睿图”产品网站实时应用。

这些成果正有力支撑着国家气象中心“3161”和省市县气象部门的递进式预报预警业务。在2023年江苏龙卷、2024年北京飑线大风以及2025年多次局地极端强降水等天气过程的预报中发挥关键作用，并成功护航杭州亚运会、成都世运会等重大活动。其中，在2024年广州龙卷、山东菏泽龙卷中，提前12分钟至18分钟精准识别龙卷事件。“智风”雷暴大风临近预报模型在浙江等地应用，精细至乡镇，最长预报提前量超过70分钟。

辐射：将创新火种撒向广阔一线

团队自2022年成立以来，汇聚了多方力量，由国家气象中心、北京城市气象研究院、中国气象局气象干部培训学院、上海中心气象台、武汉暴雨研究所、浙江省气象台、南京气象科技创新研究院等单位的15名专家组成。

在这片创新沃土上，人才活力进一步迸发。团队中，1人入选国家高层次人才特殊支持计划科技创新领军人才，3人获“国务院政府特殊津贴”，1人入选中国气象局科技领军人才，1人获评中国气象服务协会风云人才奖，3人入选中国气象局青年英才；多名团队成员还获得“北京市劳模”、“全国气象先进工作者”、“全国气象教学名师”等荣誉。

团队形成了强大的人才辐射带动效应，把经验和技术分享给更多的人：培养中国气象局青年创新团队负责人3人，团队多名专家任研究生导师，培养硕士生、博士生与访问学者30多名，培训全国预报员近1000人，指导其他相关团队的成员和省级气象部门开展灾害现场调查……创新的火种，已撒向更广阔的气象业务一线。

他们广结“盟友”，与国家气象中心多个团队，清华大学、中国海洋大学等高校联合进行研发，组织参与国内重要学术会议，推动整个行业在强对流预报技术上协同共进。

面向国际，团队牵头发起、组织实施的全球首个世界气象组织（WMO）AI临近预报示范项目（AINPP），吸引了20个国家、地区的气象机构参与技术联盟；组织开展国际临近预报比对试验，为各国AI临近预报产品应用提供科学检验报告；开展气象AI技术培训，为全球同行提供“中国参考”。团队成员担任WMO亚洲区协创新与研究工作组副组长，19人次参与国际会议与交流，在国际培训班授课，持续发出“中国声音”。

“持续深入研究物理机理与AI的深度融合技术，进一步提升对强对流天气业务预报的支撑能力，需要我们久久为功。”郑永光表示，结合党的二十届四中全会对提高防灾减灾救灾能力的进一步部署，团队将围绕提高强对流天气监测识别能力和预警时效性，加强科技攻关，努力防范化解重大灾害风险，为充分发挥气象防灾减灾第一道防线作用贡献更大力量。

（作者：吴彤 责任编辑：张林）