主要研究單位：中國氣象局北京城市氣象研究所

　　主要研究人員：梁旭東、陳敏、范水勇、仲躋芹、苗世光、陳明軒、王在文、盧冰、張京江、王迎春

　　簡介

　　隨著社會的發展，公眾以及政府對天氣預報的需求越來越高，不但是在預報準確度上，在時間、空間上的也需要達到更高的標準，而這需要高精度的數值天氣預報模式的支撐。中國氣象局北京城市所的數值預報研發團隊一直致力於北京數值預報系統的研發工作。自2002年始，為服務保障北京奧運會順利舉行，城市所與美國國家大氣研究中心合作研發建立了服務於北京及周邊地區的高解析度快速更新迴圈數值預報系統（BJ-RUCv1.0） 該系統具備3小時頻率更新，並加入包括常規地面氣象要素、探空、飛機、地基GPSPW等多種本地化觀測資料，可以輸出豐富數值預報産品，為預報員提供有力的技術支援。在北京奧運期間，此系統發揮了重要的科技支撐作用。後奧運時代，在所長梁旭東的帶領下，北京城市所不斷致力於模式中的關鍵技術研發，于2012年升級系統，建設完成BJ-RUCv2.0，新系統加入衛星資料反演京津冀地區地表類型數據；雷達徑向風和反射率同化等新技術具有更強的預報能力。之後，城市所重視技術創新，和服務需求，積極開展國際合作、引進國際最新技術資訊，與美國國家大氣研究中心聯合研發了城市冠層模式，使系統對城市預報具有更多的針對性，形成城市0—36小時無縫隙的現代精細化天氣預報，在城市精細化天氣預報方面處於國內領先水準。

　　關鍵技術

　　1. 區域高時空解析度觀（遙）測資料實時收集和處理系統：其中“華北地區地基GPS實時水汽反演分析系統”能自動、業務化、實時、高精度地解算GPS網的觀測數據，反演GPS總水汽、天頂延遲等産品，技術水準在國內領先，“京津冀新一代天氣雷達組網觀測資料同步傳輸和預處理系統”在國內首次實現了京津冀地區新一代天氣雷達組網資料的快速收集和品質控制；

　　2. 局地資料快速迴圈更新同化系統：與國外科學家共同研發了地基GPS資料品質控制技術、雷達資料同化技術等，具有國內創新性；高更新頻次的快速更新迴圈技術也是在國內較早應用；

　　3. 精細化預報模式系統：在國內首次針對城市預報的特殊需求，研發並在預報模式中耦合城市冠層模式，改進模式城市下墊面類型，提供華北區域3km高解析度、北京1km解析度的精細預報産品。

　　應用和展望

　　自2007年BJ-RUCv1.0業務運作以來，為北京的日常天氣預報、鄉鎮預報、高影響天氣預報、重大事件氣象服務等業務提供技術支撐。自2012年8月20日起，華北區域氣象中心正式通過國內新一代通信系統向區域各省實時分發BJ-RUC數值預報産品，為區域內各省氣象臺加強數值模式業務應用提供了技術支撐。

　　基於BJ-RUC預報的氣象要素，城市所于2008年開發了北京區域氣象中心交通(道路)氣象資訊服務系統，該系統生成道面氣象條件預報，及時為路面高溫、霧和積水等影響高速路安全的天氣給出科學的預警資訊。2010年5月在中國氣象局減災司主辦的“全國公共氣象服務業務系統觀摩交流會”評比中，該系統獲得了優秀獎。

　　北京市人工影響天氣辦公室于2010年開始，基於BJRUC系統的高時空解析度預報，建立冷雲人工增雨催化潛力區識別分級指標體系，可預報出環北京人影作業區內逐小時的冷雲綜合催化潛力區分佈，將過去的人為主觀經驗判別方式轉變為現在的客觀綜合指標分析方式，在增雨、增雪業務中，為催化時機提前識別和催化方案提前部署方面贏得了寶貴的時間；在重大活動的人影保障工作中，極大提高了人影業務的科學性和工作效率，提升了首都人影的現代化水準。

　　2011年與內蒙古氣象服務中心、內蒙古自治區電力調度通信中心的合作，建立了以BJ-RUC預報産品為支撐的風電氣象服務業務系統、內蒙古風電企業客戶端氣象服務系統、內蒙古電力調度通信中心風電調度系統以及風電企業風電功率預報系統。經三年的應用，在內蒙古氣象服務中心風電業務服務、電力調度通信中心風電調度、風電企業風電功率預報和風電安全運營取得了豐碩的應用成果，取得了較好的社會和經濟效益。

　　自2011年以來，BJ-RUC數值預報産品已經服務於安徽、甘肅、廣州、河北、湖北、湖南、內蒙古、寧夏、山西、陜西、天津、新疆、雲南、重慶等省份多家風電場，在甘肅、雲南、寧夏等省份，由省氣象局直接服務於風電企業，對省氣象局開拓風能預報市場起到了有利的支撐作用，取得了很好的經濟效益和社會效益。

　　2013年京津冀環境預警中心使用BJRUC v2.0預報結果驅動北京區域環境氣象數值預報系統，開展北京區域污染物濃度預報。通過1年多的改進，系統能夠很好的預報出京津冀及周邊地區的大氣污染過程，特別是對秋冬季一些連續性污染過程的演變趨勢預報較好，在區域環境氣象預報業務中得到很好的應用。

　　目前，BJ-RUC系統以推廣到華北、東北、西北和烏魯木齊等四個北方區域中心，為當地風電功率預報提供高品質的風場精細預報，為各區域的精細化短時臨近天氣預報提供支撐。通過集中各區域技術力量聯合攻關，在各區域共用攻關成果，初步建立了合作共贏的可持續發展模式。（劉榮華）