近日，中科天機(jī)正式啟動(dòng)全球高分辨率再分析數(shù)據(jù)集（TianJi Global Reanalysis, TJ-GRA）預(yù)發(fā)布。該數(shù)據(jù)集基于自主研發(fā)的SD3數(shù)值模式，以ECMWF ERA5全球再分析數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)場，通過動(dòng)力降尺度技術(shù)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)全球0.1°（約 12公里）空間分辨率、逐小時(shí)輸出，覆蓋161類氣象要素，可廣泛支撐氣象 AI大模型訓(xùn)練、新能源資源評估、功率預(yù)測和氣候研究等多場景應(yīng)用。

TJ-GRA旨在填補(bǔ)ERA5（31公里）與公里級區(qū)域再分析產(chǎn)品之間的分辨率空白，為我國氣象精細(xì)化應(yīng)用與自主技術(shù)生態(tài)構(gòu)建提供新一代數(shù)據(jù)底座。首批開放2025年樣例數(shù)據(jù)，并同步啟動(dòng)用戶共創(chuàng)計(jì)劃，誠邀AI氣象、新能源與氣候研究領(lǐng)域的伙伴共同探索真實(shí)應(yīng)用場景。這是公司依托自主數(shù)值模式推進(jìn)高質(zhì)量氣象數(shù)據(jù)建設(shè)的一項(xiàng)里程碑成果，也標(biāo)志著中科天機(jī)開放數(shù)據(jù)體系向歷史再分析領(lǐng)域進(jìn)一步拓展。

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01 行業(yè)發(fā)展新階段，呼喚更高精度再分析底座

再分析數(shù)據(jù)是氣象科研與業(yè)務(wù)應(yīng)用的核心基礎(chǔ)。當(dāng)前全球主流氣象 AI 大模型與數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)，普遍以歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心ERA5數(shù)據(jù)集為核心數(shù)據(jù)源。作為支撐行業(yè)十余年發(fā)展的全球公共產(chǎn)品，ERA5 31公里的空間分辨率已難以適配高質(zhì)量發(fā)展需求：一是網(wǎng)格精度不足，無法充分解析山谷風(fēng)、海陸風(fēng)等局地特征，在青藏高原、西南山區(qū)等復(fù)雜地形區(qū)域表征能力有限；二是動(dòng)力場偏平滑，極端天氣存在“削峰填谷”的系統(tǒng)性偏差，下游模型易繼承該偏差，低估極端天氣強(qiáng)度。

行業(yè)實(shí)踐表明，僅靠模型架構(gòu)優(yōu)化與參數(shù)調(diào)優(yōu)，已難以突破數(shù)據(jù)底座的精度上限。構(gòu)建更高分辨率、自主可控的新一代再分析數(shù)據(jù)集，是氣象科技向精細(xì)化進(jìn)階的核心前提。基于這一判斷，中科天機(jī)依托二十年數(shù)值模式技術(shù)積累，以動(dòng)力降尺度技術(shù)路線，打造新一代全球高分辨率再分析產(chǎn)品。

02 動(dòng)力降尺度技術(shù)底座，真實(shí)物理計(jì)算

TJ-GRA并非對現(xiàn)有再分析數(shù)據(jù)的空間插值放大，而是基于自主SD3全球數(shù)值模式，通過動(dòng)力降尺度技術(shù)重新求解大氣物理方程生成，具備完整的物理約束與動(dòng)力一致性。

圖說：TJ-GRA核心技術(shù)路線

TJ-GRA以ERA5為驅(qū)動(dòng)場，通過“邊界約束—動(dòng)力降尺度—標(biāo)準(zhǔn)化輸出”三步完成生產(chǎn)：

驅(qū)動(dòng)場輸入

以0.25°分辨率、137層模式層、逐小時(shí)更新的ERA5數(shù)據(jù)提供大尺度初始場與側(cè)邊界條件，驅(qū)動(dòng)變量涵蓋風(fēng)場、溫度、濕度及地表溫度，保障全球大尺度環(huán)流的準(zhǔn)確性。

動(dòng)力降尺度計(jì)算

采用譜松弛逼近（Spectral Nudging）技術(shù)對大尺度環(huán)流場持續(xù)約束，確保模擬結(jié)果不偏離真實(shí)大氣狀態(tài)，同時(shí)允許模式自由生成中小尺度細(xì)節(jié)；同步引入海表面溫度（SST）強(qiáng)迫，保持下邊界條件準(zhǔn)確性，提升海氣相互作用模擬精度。最終通過SD3模式在全球12公里網(wǎng)格上完成物理方程求解。

標(biāo)準(zhǔn)化輸出

經(jīng)質(zhì)量控制與網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)化處理，輸出逐小時(shí)、多變量的標(biāo)準(zhǔn)化再分析產(chǎn)品。

03 五大核心特征，全維度驗(yàn)證數(shù)據(jù)質(zhì)量

TJ-GRA數(shù)據(jù)集圍繞分辨率、區(qū)域精度、極端天氣、熱帶氣旋、場景適配五大維度開展系統(tǒng)性檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均經(jīng)過客觀數(shù)據(jù)驗(yàn)證，核心性能表現(xiàn)突出。

分辨率高

全球0.1°（約12km）逐小時(shí)再分析，公開可用產(chǎn)品中空間分辨率領(lǐng)先。

圖說：TJ-GRA和主要再分析產(chǎn)品的系統(tǒng)性對比

中國區(qū)域準(zhǔn)確性高

針對中國復(fù)雜的地形與氣候特征，我們用全國2168個(gè)地面站的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面檢驗(yàn)，覆蓋2025年全年：

· 2米溫度：整體精度相當(dāng)，但日變化曲線與觀測貼合更緊密，解決了ERA5日循環(huán)不連續(xù)的問題

· 降水、10米風(fēng)速：整體精度優(yōu)于ERA5

· 100米風(fēng)速：作為風(fēng)能評估的核心變量，精度提升將直接傳導(dǎo)至發(fā)電量評估、功率預(yù)測的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)

極端天氣不平滑

針對行業(yè)最頭疼的極端天氣平滑問題，我們選取了2023-2025年共30場典型暴雨事件，逐場對照站點(diǎn)觀測復(fù)盤：

· 約70%的案例，晴雨準(zhǔn)確率優(yōu)于ERA5

· 62%的大暴雨及以上強(qiáng)降水案例，強(qiáng)度刻畫更為準(zhǔn)確

熱帶氣旋強(qiáng)度更貼近真實(shí)值

再分析數(shù)據(jù)中臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度偏弱一直是行業(yè)難點(diǎn)，TJ-GRA強(qiáng)化了熱帶氣旋的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度表征：

· 路徑精度：與ERA5基本相當(dāng)

· 強(qiáng)度精度：最大10米風(fēng)速偏差從-12.27收窄至-5.92米/秒，降低約52%；中心海平面氣壓誤差從16.05降至12.63百帕，降低約21%

適配性強(qiáng)

面向AI研發(fā)與數(shù)值模擬兩大場景做了適配：

· 面向AI訓(xùn)練：標(biāo)準(zhǔn)NetCDF4格式，161個(gè)變量（56個(gè)地表要素+105個(gè)等壓面要素），逐小時(shí)輸出，可按時(shí)間、區(qū)域、變量靈活篩選，每年數(shù)據(jù)量約20TB

· 面向數(shù)值模式：提供GRIB2格式+配套Vtable，可直接驅(qū)動(dòng)WRF區(qū)域模式運(yùn)行，無需額外格式轉(zhuǎn)換

04 免費(fèi)獲取樣例數(shù)據(jù) 加入用戶共創(chuàng)計(jì)劃

TJ-GRA是一條持續(xù)迭代的產(chǎn)品路線，將按照既定節(jié)奏逐步提升區(qū)域分辨率，覆蓋更多精細(xì)化應(yīng)用場景。

圖說：TJ-GRA 產(chǎn)品全景與路線圖

獲取2025年樣例數(shù)據(jù)

本次TJ-GRA預(yù)發(fā)布已免費(fèi)開放2025年樣例數(shù)據(jù)，用戶訪問天機(jī)官網(wǎng)，完成注冊后，可在線瀏覽數(shù)據(jù)、按需選擇時(shí)空范圍與要素變量，三步即可完成下載。

圖說：加入用戶共創(chuàng)計(jì)劃

為推動(dòng)高分辨率再分析數(shù)據(jù)深度匹配真實(shí)業(yè)務(wù)場景，持續(xù)迭代產(chǎn)品能力，中科天機(jī)同步啟動(dòng)TJ-GRA用戶共創(chuàng)計(jì)劃，誠邀AI氣象研發(fā)、新能源應(yīng)用、氣候科學(xué)研究等領(lǐng)域的科研團(tuán)隊(duì)、行業(yè)用戶及開發(fā)者加入。

您只需反饋實(shí)際使用場景與具體業(yè)務(wù)需求，即可優(yōu)先解鎖更多時(shí)段、定制化范圍的數(shù)據(jù)支持，享受專屬技術(shù)對接服務(wù)。我們期待與各領(lǐng)域伙伴攜手探索，共同釋放高分辨率再分析數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，以高質(zhì)量數(shù)據(jù)底座支撐科研創(chuàng)新突破與產(chǎn)業(yè)效益提升。

結(jié)語

再分析數(shù)據(jù)連接著過去的天氣與未來的創(chuàng)新。TJ-GRA的發(fā)布是中科天機(jī)自主數(shù)值模式能力向高質(zhì)量歷史數(shù)據(jù)供給延伸的重要一步。面向氣象AI與行業(yè)精細(xì)化應(yīng)用，公司將持續(xù)推進(jìn)數(shù)據(jù)開放與協(xié)同驗(yàn)證，讓更精細(xì)的氣象信息進(jìn)入模型訓(xùn)練、資源評估與業(yè)務(wù)決策，把氣象科學(xué)轉(zhuǎn)化為新的生產(chǎn)力。