近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)大氣科學(xué)先進(jìn)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室趙純教授團(tuán)隊(duì)與先進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室安虹教授團(tuán)隊(duì)利用基于國(guó)產(chǎn)新一代神威超算構(gòu)建的全球?qū)α鹘馕瞿Ｊ?，?021年“煙花”臺(tái)風(fēng)120小時(shí)軌跡預(yù)報(bào)誤差降低在100公里內(nèi)，并結(jié)合靈活的變分辨率模擬揭秘復(fù)雜臺(tái)風(fēng)軌跡精準(zhǔn)預(yù)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)計(jì)算效率與預(yù)測(cè)精度的雙重優(yōu)化。研究成果以“Pronounced advance on typhoon track forecast with global convection-permitting model”為題發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Science Bulletin》。

圖1. 全球?qū)α鹘馕瞿Ｊ綄?duì)臺(tái)風(fēng)軌跡預(yù)報(bào)的改進(jìn)

全球氣候變化背景下，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)臺(tái)風(fēng)路徑對(duì)于減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要，但近年來(lái)的進(jìn)步趨于平緩，引發(fā)了關(guān)于臺(tái)風(fēng)路徑可預(yù)測(cè)性是否已達(dá)到極限的討論。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、南京信息工程大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究人員通過(guò)使用全球?qū)α鹘馕瞿Ｐ停ㄈ?公里水平分辨率），取得了重大突破。他們的研究聚焦2021年的臺(tái)風(fēng)“煙花”，在120小時(shí)的預(yù)報(bào)時(shí)段內(nèi)，將路徑誤差降低到100公里以內(nèi)，達(dá)到前所未有的精度。值得注意的是，該模型成功預(yù)測(cè)了臺(tái)風(fēng)“煙花”的突然路徑變化及雙重登陸位置，表現(xiàn)優(yōu)于當(dāng)前的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)（圖1）。 研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新的可變網(wǎng)格細(xì)化策略，通過(guò)針對(duì)影響臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵天氣系統(tǒng)，在計(jì)算需求與精度之間實(shí)現(xiàn)了平衡。與全球?qū)α鹘馕瞿Ｐ拖啾龋@種方法在保持相近精度的同時(shí)，計(jì)算成本降低了90%以上（圖2），并擴(kuò)展應(yīng)用于歷史上其他十個(gè)臺(tái)風(fēng)案例軌跡預(yù)測(cè)中，取得顯著的改進(jìn)效果。這些成果標(biāo)志著臺(tái)風(fēng)預(yù)測(cè)可能進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，利用對(duì)流解析分辨率結(jié)合適應(yīng)性網(wǎng)格細(xì)化策略，可以在最小計(jì)算負(fù)擔(dān)下提升災(zāi)害準(zhǔn)備和響應(yīng)能力。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步在不同海域驗(yàn)證其方法，深入理解并改進(jìn)模型物理機(jī)制，以擴(kuò)大其在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用。

圖 2. 加密關(guān)鍵天氣系統(tǒng)助力臺(tái)風(fēng)軌跡預(yù)報(bào)的改進(jìn)

本研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、安徽省自然科學(xué)基金以及中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)“雙一流”研究資金等項(xiàng)目的共同資助。同時(shí)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)高性能計(jì)算中心、青島超算中心提供了高性能計(jì)算支持。趙純教授和計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院安虹教授為共同通訊作者，博士研究生顧俊為第一作者。

論文信息：

Gu, Jun, Chun Zhao, Gudongze Li, Jiawang Feng, Mingyue Xu, Qiuyan Du, Zihan Xia, et al. 2025. “Pronounced Advance on Typhoon Track Forecast with Global Convection-Permitting Model.”Science Bulletin.https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.01.032.

論文鏈接：Pronounced advance on typhoon track forecast with global convection-permitting model - ScienceDirect

臺(tái)風(fēng)模擬視頻：全球云解析模式模擬臺(tái)風(fēng)

（地球和空間科學(xué)學(xué)院、計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)學(xué)院、科研部）

新聞鏈接：https://news.ustc.edu.cn/info/1055/90574.htm

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