四川蜀智短临外推模型(STADEN)及业务应用
编号:299 访问权限:仅限参会人 更新:2026-08-03 16:11:32 浏览:0次 口头报告

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摘要
四川地形结构复杂,盆地与高原过渡带下垫面差异显著,强对流天气多发频发。传统 TREC、光流法等雷达外推技术普遍存在回波预报模糊、强度衰减明显、对流非线性运动刻画不足、强信号区预报偏弱等问题,0—3 小时无缝临近预报实现难度较大。针对本地业务痛点,四川省气象台自主研发 “蜀智” 短临外推模型,面向复杂地形构建端到端深度学习方案,可输出 0—3 小时、6 分钟间隔、1 公里分辨率雷达回波与定量降水一体化滚动预报产品,已稳定投入业务运行半年以上,作为 “蜀智天气” 一体化平台核心模块,面向全省预报员开放使用。模型输入采用组合反射率、混合反射率、垂直液态水含量、降雨率四类雷达物理量,叠加 2 组起报时刻背景时间通道,依托连续 30 帧、近 3 小时历史观测资料推演未来 30 帧预报场。网络主体采用编码器 — 双分支时空特征网络 — 解码器(STADEN)架构:其中 Inception 多尺度分支通过 3×3、5×5、7×7 分组卷积,同步捕捉不同尺度对流回波结构;Metaformer 大核门控注意力分支聚焦强回波核心区域,捕捉远距离时空演变关联,两路特征融合后经解码器重建高分辨率预报场。传统像素级 MSE 损失以单点数值匹配为优化目标,与大气天气演变的混沌特性不相适配,容易造成预报场模糊。为此我们创新设计多阈值损失(MTL)方案,不再强制单点严格对齐,允许预报数值落在实况合理区间即可完成损失收敛,通过区间优化匹配多阈值 CSI 评价指标,有效提升 35dBZ 以上强对流系统预报命中率,同时减少弱回波区域空报问题。2025 年 5—9 月汛期批量检验结果显示,模型 120 分钟时效低阈值(≤25dBZ)回波 CSI 评分可达 0.3;35dBZ、40dBZ 高强度阈值下,蜀智各时效预报 CSI 均优于风雷业务系统,90 分钟预报时效后强回波虚警率稳定控制在 0.6 以内。从典型天气过程复盘来看,2026 年 7 月 11 日成都西部强降水过程中,模型提前约 1 小时预判对流发展增强,精准预报崇州、大邑短时强降水落区与强度量级。下一步,将整合卫星、微波辐射计、加密自动站等多源观测资料,引入气象物理约束条件与数值模式扰动信息,持续优化极端降水预报能力
关键词
蜀智模型;雷达回波外推;短临预报;多阈值损失
报告人
LuoHui
副科长 四川省气象台

稿件作者
LuoHui 四川省气象台
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    初稿截稿日期

  • 08月12日 2026

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