主要研究单位：中国气象局北京城市气象研究所

　　主要研究人员：梁旭东、陈敏、范水勇、仲跻芹、苗世光、陈明轩、王在文、卢冰、张京江、王迎春

　　简介

　　随着社会的发展，公众以及政府对天气预报的需求越来越高，不但是在预报准确度上，在时间、空间上的也需要达到更高的标准，而这需要高精度的数值天气预报模式的支撑。中国气象局北京城市所的数值预报研发团队一直致力于北京数值预报系统的研发工作。自2002年始，为服务保障北京奥运会顺利举行，城市所与美国国家大气研究中心合作研发建立了服务于北京及周边地区的高分辨率快速更新循环数值预报系统（BJ-RUCv1.0） 该系统具备3小时频率更新，并加入包括常规地面气象要素、探空、飞机、地基GPSPW等多种本地化观测资料，可以输出丰富数值预报产品，为预报员提供有力的技术支持。在北京奥运期间，此系统发挥了重要的科技支撑作用。后奥运时代，在所长梁旭东的带领下，北京城市所不断致力于模式中的关键技术研发，于2012年升级系统，建设完成BJ-RUCv2.0，新系统加入卫星资料反演京津冀地区地表类型数据；雷达径向风和反射率同化等新技术具有更强的预报能力。之后，城市所重视技术创新，和服务需求，积极开展国际合作、引进国际最新技术信息，与美国国家大气研究中心联合研发了城市冠层模式，使系统对城市预报具有更多的针对性，形成城市0—36小时无缝隙的现代精细化天气预报，在城市精细化天气预报方面处于国内领先水平。

　　关键技术

　　1. 区域高时空分辨率观（遥）测资料实时收集和处理系统：其中“华北地区地基GPS实时水汽反演分析系统”能自动、业务化、实时、高精度地解算GPS网的观测数据，反演GPS总水汽、天顶延迟等产品，技术水平在国内领先，“京津冀新一代天气雷达组网观测资料同步传输和预处理系统”在国内首次实现了京津冀地区新一代天气雷达组网资料的快速收集和质量控制；

　　2. 局地资料快速循环更新同化系统：与国外科学家共同研发了地基GPS资料质量控制技术、雷达资料同化技术等，具有国内创新性；高更新频次的快速更新循环技术也是在国内较早应用；

　　3. 精细化预报模式系统：在国内首次针对城市预报的特殊需求，研发并在预报模式中耦合城市冠层模式，改进模式城市下垫面类型，提供华北区域3km高分辨率、北京1km分辨率的精细预报产品。

　　应用和展望

　　自2007年BJ-RUCv1.0业务运行以来，为北京的日常天气预报、乡镇预报、高影响天气预报、重大事件气象服务等业务提供技术支撑。自2012年8月20日起，华北区域气象中心正式通过国内新一代通信系统向区域各省实时分发BJ-RUC数值预报产品，为区域内各省气象台加强数值模式业务应用提供了技术支撑。

　　基于BJ-RUC预报的气象要素，城市所于2008年开发了北京区域气象中心交通(道路)气象信息服务系统，该系统生成道面气象条件预报，及时为路面高温、雾和积水等影响高速路安全的天气给出科学的预警信息。2010年5月在中国气象局减灾司主办的“全国公共气象服务业务系统观摩交流会”评比中，该系统获得了优秀奖。

　　北京市人工影响天气办公室于2010年开始，基于BJRUC系统的高时空分辨率预报，建立冷云人工增雨催化潜力区识别分级指标体系，可预报出环北京人影作业区内逐小时的冷云综合催化潜力区分布，将过去的人为主观经验判别方式转变为现在的客观综合指标分析方式，在增雨、增雪业务中，为催化时机提前识别和催化方案提前部署方面赢得了宝贵的时间；在重大活动的人影保障工作中，极大提高了人影业务的科学性和工作效率，提升了首都人影的现代化水平。

　　2011年与内蒙古气象服务中心、内蒙古自治区电力调度通信中心的合作，建立了以BJ-RUC预报产品为支撑的风电气象服务业务系统、内蒙古风电企业客户端气象服务系统、内蒙古电力调度通信中心风电调度系统以及风电企业风电功率预报系统。经三年的应用，在内蒙古气象服务中心风电业务服务、电力调度通信中心风电调度、风电企业风电功率预报和风电安全运营取得了丰硕的应用成果，取得了较好的社会和经济效益。

　　自2011年以来，BJ-RUC数值预报产品已经服务于安徽、甘肃、广州、河北、湖北、湖南、内蒙古、宁夏、山西、陕西、天津、新疆、云南、重庆等省份多家风电场，在甘肃、云南、宁夏等省份，由省气象局直接服务于风电企业，对省气象局开拓风能预报市场起到了有利的支撑作用，取得了很好的经济效益和社会效益。

　　2013年京津冀环境预警中心使用BJRUC v2.0预报结果驱动北京区域环境气象数值预报系统，开展北京区域污染物浓度预报。通过1年多的改进，系统能够很好的预报出京津冀及周边地区的大气污染过程，特别是对秋冬季一些连续性污染过程的演变趋势预报较好，在区域环境气象预报业务中得到很好的应用。

　　目前，BJ-RUC系统以推广到华北、东北、西北和乌鲁木齐等四个北方区域中心，为当地风电功率预报提供高质量的风场精细预报，为各区域的精细化短时临近天气预报提供支撑。通过集中各区域技术力量联合攻关，在各区域共享攻关成果，初步建立了合作共赢的可持续发展模式。（刘荣华）