近日,湖南省气象科学研究所自主研制的“基于风云四号卫星的中国中东部区域对流初生数据集”正式通过中国气象局业务准入评审,成功纳入全国气象数据业务准入产品目录。
作为我国首个大范围、长时序卫星对流初生(CI)标签数据集,该产品的问世填补了领域空白,不仅为强对流天气监测预报预警提供关键数据支撑,更为CI智能预报模型研发供给高质量训练样本,可有效提升模型训练效率与预报精度,为防灾减灾争取更充足的准备时间,标志着我国在对流初生监测预警领域迈出数据驱动创新的重要一步。
强对流天气以突发性强、演变速度快、破坏力大著称,是气象防灾减灾的重中之重。而对流初生作为强对流天气发生的“初始信号”,其云团具有尺度小、发展快、信号弱等特征,精准捕捉这一关键阶段是提升预报时效的核心。长期以来,我国缺乏大范围、长时序的标准化卫星CI标签数据集,导致基于卫星的对流初生智能预报模型研发受阻,成为制约预报精度提升的技术瓶颈。
为破解这一难题,支撑基于卫星的对流初生监测预报预警业务,满足强对流智能预报模型对高精准度、长序列训练数据的迫切需求,湖南气象科学研究所团队依托2018年以来的风云四号卫星观测数据,开展了系统性技术攻关。
团队通过融合雷达观测、分钟级降水数据等多源资料精准获取真实对流初生云团,深入分析其与常见误识别云团在各卫星通道参数上的特征差异,同时评估卫星通道对发展中积云的云顶属性表征效果,创新性提出卫星云图上的对流初生定义与识别方法,成功突破传统依赖雷达观测进行CI定义的局限。
针对不同地理位置和季节变化导致的大气条件差异,团队进一步通过区域和季节性阈值校准,使识别算法实现中国中东部范围内的跨区域、跨季节稳定应用,在保持高命中率的同时显著降低虚警率,大幅提升了CI识别的准确性和实用性。
据了解,该对流初生判识产品具备“历史数据完整、近实时输出高效、数据格式多元”三大核心优势,覆盖中国中东部核心区域(105°E-124°E, 20.5°N-40°N)。其中,历史数据集覆盖2018年4月至今,近实时产品2024年前与风云四号A星(FY4A)数据频次同步,2024年后升级为风云四号B星(FY4B)15分钟高频次输出,可精准捕捉对流云团的快速演变过程;数据产品形态丰富,涵盖对流初生云团位置掩码网格(nc格式)、全生命周期特征信息(csv格式,包含位置、面积、强度、时长等关键信息)及各发展阶段云图(png格式),全方位满足业务应用与科研需求。
此前,该产品已在国家气象中心、湖南省气象台、江西省气象台等多家单位开展业务试用,判识算法自2023年起陆续集成于湖南省气象灾害预警服务一体化平台、中央气象台天气综合分析平台,2025年进一步纳入湖南高分卫星遥感综合应用省市县一体化平台,在实际业务中展现出显著应用价值。此次通过国家级业务准入,意味着该产品将在全国范围内推广应用,为我国中东部地区强对流天气监测预警提供标准化数据支撑。
专家表示,风云卫星作为我国气象观测的“太空天眼”,已广泛应用于气象预报、防灾减灾、生态保护等多个领域,为全球133个国家和地区提供服务。此次对流初生判识产品的业务化落地,既是风云卫星应用价值的深度拓展,也是我国气象卫星数据驱动创新的生动实践。未来,该产品将持续赋能强对流智能预报技术发展,助力气象部门提升灾害预警提前量,为保障人民生命财产安全、服务经济社会高质量发展筑牢“天基防线”,为构建“监测精密、预报精准、服务精细”的现代气象业务体系提供核心支撑。
审核:叶成志