科技人物｜这场“马拉松”，他跑了十几年
初见韩威，一张方方正正的脸，给人一种踏实可靠的感觉。
事实也的确如此，在卫星资料同化和数值预报系统研发这条路上，他踏踏实实走了十几年，解决了多项难题，实现了GRAPES全球同化预报系统的业务化。
不久前，韩威获得了“第六届邹竞蒙气象科技人才奖”。问及他的获奖感受，他想了一会儿说，踏踏实实工作，还是有机会得到同行认可的。
工作中的韩威。图片由受访者提供
2005年，韩威背上行囊，离开了挥洒13年青春热血的解放军理工大学，来到当时的中国气象局数值预报创新基地。
此前，除了十年求学以外，他还做过近三年气象和海洋卫星遥感教学工作，在大学优质课堂竞赛中还曾得过第三名。
刚来不久，韩威便被当时的状况浇了一盆冷水。
2005年，全球卫星资料实时获取的渠道还不清楚；2006年，GRAPES区域预报系统实现业务化，但GRAPES全球预报系统还没有形成完整的同化预报循环系统，模式的系统性偏差很大，全球卫星资料同化几乎空白，全球同化预报试验运行两周左右就会“崩掉”。
出现的问题太多，以至于刚开始韩威和同事们根本无从下手。
最初的4年，对韩威来说是煎熬，也是“炼狱”，他每天带着团队找问题，想各种办法解决问题。
“恨不能一天有48个小时，吃住都在数值预报中心。”现在，他仍清晰地记得，2007年春节时，团队成员每人一个无线上网卡，放假期间仍要保证循环同化试验正常进行。
在这4年时间里，他们不仅解决了全球资料同化的大量关键技术问题，特别是全球卫星资料同化的核心技术，而且发现了在观测资料处理等上游环节中隐藏多年的问题。
讲到这4年的经历，他一度停顿，抓了抓头，总结了四个字“刻骨铭心”。
终于，2009年，GRAPES全球三维变分同化系统解决了卫星资料同化、观测资料质量控制、模式偏差在线估计和订正、背景误差协方差更新和初始化等关键技术问题，GRAPES全球中期预报系统实现了准业务运行。
但研究没有停止，这一做，又是将近8年。
2016年，GRAPES全球同化预报系统正式实现业务化运行。
在这十多年里，韩威三赴欧洲中期天气预报中心访问交流，不仅看到了该中心完善的组织管理体系和高度的专业化，也凭借自己过硬的专业能力，给该中心的同行们留下深刻印象。韩威第一次去那里，仅用了3个月时间发现并解决了云检测和偏差订正相互作用方面的问题，后两次去，他又有两项关键技术被该中心全球中期数值预报业务系统采用。
2011年，欧洲中期天气预报中心向韩威开出优厚的聘用条件，他婉言谢绝。当时正是GRAPES全球同化预报系统攻关的关键阶段，他更想为中国自主研发的数值预报系统贡献全部力量。
科研之余，韩威喜欢长跑，参加过七八次北京全程马拉松。“我喜欢运动，只要‘北马’举办期间我在北京，就会参加。”韩威说。
韩威参加马拉松比赛。图片由受访者提供
数值预报对韩威来说，也是一场“马拉松”。
数值预报是一个大规模的软件系统工程，涉及观测资料接收处理、质量控制、同化、数值预报、物理过程、产品分发和处理等方面，需要气象、计算机、计算流体力学、图形等领域专业人才。
已知现在，预测未来，正是数值预报的本质。
为了“已知现在”，气象工作者布设了很多观测系统，以卫星、雷达为主的观测手段迅速发展，基本实现了大气观测的全球覆盖。但基于分布不均匀的观测系统得到的数据进行预报，观测变量并不完备。而资料同化的出现，就解决了数值预报的初值问题。
尤其在海上等没有常规观测资料的地方，卫星资料所占比重较大，资料同化是进行海上天气预报至关重要的一环。
2014年，韩威的“有约束卫星资料偏差订正方案CBC”原创技术，被应用于GRAPES全球同化预报业务系统。
2018年，该技术被应用于欧洲中期天气预报中心四维变分同化系统。
谈及这项技术，韩威说，预报误差主要来源于两个方面，一是观测本身的误差，二是模式误差。以往进行卫星资料偏差订正，都是基于观测和数值预报的“差值”，这些“差值”平均后，被视为卫星观测引起的偏差加以订正，其实这样做很容易把模式的偏差也归因到观测上，并不合理。
为了解决这个问题，受数学物理反问题研究的启发，韩威想了一个办法，给卫星观测偏差订正加一个不等式“约束”。这个方法把定标的不确定性定量地应用于资料同化中，后来还被应用于其他一些仪器的偏差订正。
除了数值预报模式以外，韩威还参与了风云卫星和雷达等“跨领域”工作。“不是去替代他们、解决别人的问题，而是要互相理解，只有良好的沟通交流才能更好地解决问题。”韩威说。
2016年底到2018年，韩威带领风云四号卫星数值预报应用攻关团队，用了不到两年时间，就实现了国际上第一个静止轨道红外高光谱探测仪资料在GRAPES全球四维变分同化系统中的业务应用。
在对2018年台风“玛丽亚”“安比”和“山竹”的预报中，GRAPES数值预报系统根据误差增长的敏感区计算，充分发挥静止卫星灵活机动的特点，“隔空指挥”风云四号气象卫星探测仪在特定区域开展加密观测，观测数据实时进入GRAPES全球四维变分资料同化系统，成功改善了对台风的预报。
这不仅是我国，也是国际上首次在实时业务数值预报环境下，实现大范围、高频次针对敏感区的卫星高光谱探测和实时资料同化应用，实践了国际THORPEX（2002-2012）科学计划提出的交互式“观测-预报”科学思想。
“这次配合极大地提升了大家的自信心，我国的数值天气预报系统具有自身优势和特点，我国的气象卫星在某些方面已经世界领先。”韩威说。
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文章作者：中国气象报实习记者谷星月
微信编辑：王亮
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