创新智造看新疆丨让灾害应急变得“不着急”——对话“龙山一号”总设计师
天山网-新疆日报记者 曹华
“你看,这些标红的地名,意味着灾害高危点位。”孟现勇指着屏幕上密密麻麻的预警标识,语气沉着。孟现勇是新疆理工学院教授、新疆河(湖)长学院院长,也是“龙山一号”地球大模型暨百米超分预警系统的核心负责人与总设计师。他的工作,就是和灾害抢时间。

孟现勇正在介绍“龙山一号”大模型。天山网-新疆日报记者 曹华摄
9月2日,记者随同“创新智造看新疆”主题采访团走进新疆理工学院,与孟现勇对话,探寻大模型背后的科研故事。
数字孪生流域建设“关键底座”
新疆地处祖国西部,地理环境气候复杂多样,高山、河谷与荒漠交错叠加,融雪洪水、山体滑坡、强对流天气、沙尘暴等灾害隐患多发。长期以来,传统气象预报只能勾勒大范围天气趋势,预警仅停留在宏观层面,很难精准锁定村落、河道、沟谷等具体危险点位。险情往往突如其来,留给人员转移、物资调度的窗口期很短,防灾减灾时常陷入被动。
今年6月1日,“龙山一号”地球大模型暨百米超分预警系统在新疆理工学院正式发布,引发社会广泛关注。该系统攻克了多项行业“卡脖子”难题,是数字孪生流域建设的关键底座。
中国工程院院士、著名水文学与水资源学专家王浩评价:“‘龙山一号’成功打通了从千米级全球大气环流预报到百米级局地陆面水文响应之间的‘最后一公里’,为干旱区稀缺水资源的精准调度、生态用水保障以及农业抗旱减灾提供了前所未有的决策支持工具。”
变被动抢险为从容防范
盯着屏幕上不断跳动的数据,孟现勇道出了自己的研发初心:“人们常说应急很着急,我说,要把应急变成不着急。这就是‘龙山一号’的研发初心。”在他看来,科技防灾的真正价值,就是持续前移预警关口,拉长灾害预判周期,推动防灾从被动抢险转向主动预防。
这个理念,源自孟现勇多年在一线的科研经历。他本科毕业于新疆师范大学计算机科学技术专业,读研期间跟随新疆大学教授刘志辉开展融雪洪水研究,一个现实短板摆在他面前:“科研离不开数据支撑,没有气象资料,再好的思路,模型也跑不准。”
长期以来,新疆气象观测站点布局稀疏,高质量观测资料获取难度较大,不少研究止步于理论,难以落地服务一线防灾。
“刘志辉教授跟我讲,哪里有水,哪里就有生命。这句话让我在心中埋下了深耕水旱灾害研究的种子。”孟现勇说。
读博期间,为了获得更权威的数据开展研究,孟现勇远赴北京,在中国气象局潜心钻研3年,深度参与国家级气象数据集建设,研发了SWAT模型中国大气同化驱动数据集(CMADS),这也为“龙山一号”的研发奠定了基础。
博士毕业后,孟现勇进入中国水利水电科学研究院,开展博士后研究,主攻全国洪水预报。大量实践让他敏锐发现现有预警体系的短板:天气预报只能描述阴晴雨雪,却难以回答一场暴雨会诱发何处滑坡、威胁哪些基础设施等问题,缺少从气象研判到应急决策的完整链条。王浩是孟现勇的导师,非常支持他形成“大气—水文—水利应急”闭环研究,打造一套能够落地实战的预警系统。
2018年7月,孟现勇通过中国农业大学人才引进,任该校资源与环境学院副教授、博士生导师。任教期间,他深耕全国洪水预报与中长期旱涝灾害预估领域,主持了“全国大江大河洪水/径流过程精细化模拟及超级集合预报”等国家重点研发计划与国家自然科学基金项目。也正是在这一阶段,“龙山一号”大模型完成了初步架构设计与核心算法验证,预报准确率较国际同类模型大幅提升。
2022年,孟现勇入选南京信息工程大学“龙山学者”支持计划,牵头组建该校应急管理学院,大模型研发也进入攻坚阶段。
在外学有所成,但孟现勇始终牵挂新疆:“我一直想把成果带回新疆。在北京、南京距离试验区太远,新疆复杂多样的地形,恰好能持续完善大模型。”
扎根南疆攻坚“精准预报”
2024年,作为自治区“天池英才”科技创新领军人才、自治区“天山创新团队计划”负责人,孟现勇回到新疆,牵头筹建新疆理工学院智慧水利工程学院与新疆河(湖)长学院。同年,“龙山一号”地球大模型在北京发布,得到国内防灾专家认可。历经持续迭代完善,今年6月,“龙山一号”地球大模型暨百米超分预警系统正式亮相,预报分辨率由公里级提升至百米级,更新频率达到分钟级,实现从流域“面预报”向沟谷隐患点位靶向预警的跨越。
亮眼成果的背后,是一场久久为功的科研长跑。孟现勇坦言,复杂地形下的高精度预警研发是一项系统工程。搭建“空天地一体化”监测网络,整合卫星、雷达、地面站点、无人机多源观测信息,需要多领域、多单位协同配合。海量多源数据融合同化、模型反复训练校正,每一步都离不开持续的坚守。
“‘龙山一号’不是展示用的科研教具,而是守护人民生命财产的利器,是用来救命的。”孟现勇说,科研团队始终怀着“宁可十防九空,不能万一失防”的理念,持续开展科研攻关,拉长预警预见期,提前锁定风险,让防灾工作从容有序。
如今,平台已在阿克苏地区率先投入实战应用,服务塔里木河流域调度与农业防灾。尽管模型准确率达到国际先进水平,但距离孟现勇心中理想的成品,还有很长的路要走。团队已确立更高攻关目标:力争将灾害预警的提前量从现在的12天,逐步延长到几个月甚至一个季度,将当前宽泛的流域尺度概率预报逐步收敛至百米级隐患点的确定性风险判定,持续提升产品的空间分辨率和预报精度。
从补齐西部气象数据短板,到大模型在新疆的实战应用,贯穿整个研发历程的,是科研工作者朴素而滚烫的情怀。孟现勇和他的科研团队的追求目标简单而坚定:依靠科技提前捕捉险情,尽最大努力减少悲剧发生。“我们会持续迭代优化预警模型,用硬核科技织密一张更加牢靠的防灾减灾安全网。”孟现勇满怀信心地说。