海洋预报科技高质量发展和服务 滨海核电站的思考——自然资源部国家海洋环境预报中心副主任原野

2025年11月13日，自然资源部国家海洋环境预报中心副主任原野在深圳核博会“海洋高质量发展核力无限论坛”上发表《海洋预报科技高质量发展和服务 滨海核电站的思考》主旨报告。

报告围绕气候变化和海洋生态变化背景下的海洋灾害风险，说明台风、风暴潮、海啸、海冰和大型海生物暴发等因素对滨海核电安全的影响正在上升。报告介绍了海洋环境预报中心在海洋灾害预警、数值预报、自主模式、GPU加速和海洋大语言模型方面的能力，并提出这些能力可用于滨海核电的冷源安全、应急扩散、生态预警、温排水影响评估和风险排查。

关键点
1. 报告目标与主题（00:00）
发言人说明，本次报告受中心主任委托，主要介绍十四五以来海洋预报相关工作，并思考如何进一步服务中国滨海核电发展。

2. 政策背景与海洋高质量发展要求（00:30）
报告提到，海洋科技自立自强、海上清洁能源开发、海洋生态文明和全球海洋治理等要求，为海洋预报和海洋高质量发展提供了方向。

3. 气候变化下海洋灾害风险加剧（00:58）
我国近海环境正在发生重大变化：登陆台风数量虽减少但强度增强，超强台风占比上升；北方极端大风和温带风暴潮趋于严重；海水倒灌、地震海啸、海冰灾害和海洋生态灾害仍对沿海安全构成威胁。

4. 滨海核电面临的主要海洋风险（03:30）
在气候变化和生态变化背景下，滨海核电站面临极端热浪、台风和寒潮引发的洪水与风暴潮、海冰、海平面上升以及海生物堵塞取水口等风险。虽然中国滨海核电设计冗余较高，但客观环境风险仍在上升。

5. 海洋环境预报中心的业务能力（04:29）
预报中心承担海洋灾害预报警报、海洋环境预报、海洋突发事故和海洋生态预报等工作，服务范围从近海延伸到全球大洋。中心具备较强专家队伍和十四个业务部门，提供公益服务和专项服务。

6. 全链条海洋预报体系（05:48）
中心业务覆盖全球到区域海洋数据接收处理、数值模式研发运行和各类预报产品发布，依托大数据、自主算力和算法，并接入自然资源部观测设施及中国海洋卫星数据。

7. 地震海啸预警和多类预报产品（06:52）
自然资源部开展全球地震监测和海啸预警，可在地震发生后三到五分钟内进行监测和预警。中心还提供大气、温盐流、海浪、风暴潮、地震海啸和海洋生态等预报，并建设了南中国海周边区域地震海啸预警系统。

8. 再分析数据与国家重大工程服务（08:38）
中心利用近三十年海洋观测资料重建过去海洋环境变化，形成再分析数据，可支持极值流速、海浪波高和重现期等分析。同时，中心为大洋科考、港珠澳大桥、深中隧道等国家战略和重大工程提供预报保障。

9. 海洋预报核心技术自主化（09:52）
报告指出海洋预报核心技术是海洋数值模式，过去主要依赖美国和欧洲模式。中心在院士带领下启动海洋预报“芯片工程”，目标是在全谱系、全要素上发展中国自己的海洋模式。

10. 自主海流模式与轻量化部署（11:23）
中心开发全球海洋环流与海冰耦合数值模式以及有限体积海浪数值模式。其质量守恒海洋环流模式可支持全球、区域和近海多尺度计算，并通过GPU并行计算，将原本依赖超算的全球高分辨率预报压缩到小型服务器甚至船载环境中运行。

11. 自主海浪模式的GPU加速（14:30）
海浪模式采用非结构六边形网格，具有高并行度，并支持GPU加速。报告称该模式可实现全球十公里尺度预报一分钟计算一天，能耗低于传统模式，体现高效低碳特点。

12. 海洋领域大语言模型（16:12）
中心与海洋出版社合作，将六千多册海洋专业图书纳入知识库，并基于通用大模型构建海洋垂直领域模型，以提高海洋知识问答准确性。发言人认为该模型未来可用于滨海核电评估论证和报告编写，并可针对核电领域微调。

13. 海洋预报服务滨海核电的方向（17:35）
面对滨海核电集群化、向近海拓展以及更严苛环境安全标准，海洋预报可在极端洪水位分析、冷源安全保障、突发事件应急、常规海洋环境预报、温排水生态影响等方面提供支持。

14. 海洋生态灾害与冷源安全预警（18:24）
报告指出中国近海富营养化导致大型藻类、水母、毛虾等生态灾害频发，可能影响核电站取水和冷源安全。中心可结合历史生态数据、常规监测数据、数值预报和深度学习，构建大型海生物暴发风险预报模型。

15. 核污染扩散与运行保障（20:30）
报告提到，核扩散污染评估是中心传统优势，目前已与国内六个核电站开展精细化海流和污染物应急扩散模型建设。中心还可在风暴潮、地震海啸、巨浪、台风、温盐生态、温排水影响、气候变化风险和海洋灾害风险排查方面提供支撑。

时间线
00:00 - 报告开场，说明发言背景、报告范围和服务滨海核电发展的思考方向。
00:30 - 从国家海洋发展要求和气候变化背景切入，梳理近海台风、风暴潮、海啸、海冰及生态灾害等风险变化。
03:30 - 转入滨海核电安全场景，分析气候变化和海洋生态变化可能带来的运行与设计风险。
04:29 - 介绍海洋环境预报中心的组织、业务范围、数据来源、预报产品、海啸预警能力和重大工程服务经验。
09:52 - 重点阐述十四五以来海洋预报科技创新，包括自主数值模式、GPU加速、海流与海浪模式以及海洋大语言模型。
17:35 - 面向滨海核电提出应用路径，涵盖冷源安全、生态灾害预警、污染扩散应急、日常海洋环境保障、温排水影响评估和风险排查。

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海洋预报科技赋能滨海核电安全与高质量发展

2025年11月13日，自然资源部国家海洋环境预报中心副主任原野在深圳核博会“海洋高质量发展核力无限论坛”上作题为《海洋预报科技高质量发展和服务滨海核电站的思考》的主旨报告，围绕国家海洋强国建设、海洋科技自立自强、海上清洁能源开发和海洋生态文明建设等战略要求，系统介绍了“十四五”以来我国海洋预报能力建设进展，并重点思考这些能力如何更深入地服务滨海核电站选址、设计、运行、应急和长期风险治理。

报告指出，在气候变化背景下，我国近海环境风险呈现复杂化、极端化和不确定性增强的趋势。虽然登陆台风数量可能有所减少，但超强台风占比上升，对滨海工程安全、防灾减灾和核电站场址安全裕度提出了更高要求。北方海域受气候变暖影响，高纬冷空气约束减弱，极端大风频次增加，温带风暴潮、海水倒灌等风险随之加重。部分异常增水过程甚至可能在风平浪静条件下由海域震荡触发，突破历史潮位极值，使传统预报和风险评估面临更大挑战。此外，东日本、南海海槽、琉球海槽等区域潜在强震及海啸风险仍需持续关注，北方海冰灾害也可能影响海上工程、航运和近岸设施运行。与此同时，中国近海生态灾害自2007至2008年以来呈加重趋势，藻类、水母等海生物灾害频发，进一步增加了滨海核电冷源安全的不确定性。

对于滨海核电而言，海洋风险不仅体现在台风、寒潮、洪水、风暴潮、海平面上升等极端气象海洋灾害对场址安全的影响，也体现在极端高温对核电站热效率和运行稳定性的影响。更值得关注的是冷源安全问题，海生物暴发可能堵塞取水口，造成突发性、难预测的运行风险。由于海洋生物暴发受到气象、海洋动力、营养盐、生态过程等多因素共同影响，传统方法在预测时间、位置、强度和规模方面存在较大难度，因此需要将海洋观测、数值模拟、生态机理研究和人工智能技术结合起来，构建更可靠的风险识别和预警体系。

国家海洋环境预报中心承担着海洋灾害预报警报、海洋环境预报、海洋突发事故应急、海洋生态预报等核心任务，服务范围已从中国近海拓展至全球大洋，覆盖公益服务和专项服务。中心依托院士和高层次专业队伍，形成了由多个业务部门支撑的多领域协同服务体系，具备从全球到区域的数据接收处理、数值模式研发运行、预报产品制作发布的全链条能力。其数据基础包括自然资源部海洋观测设施、海洋系列卫星、全球共享地震数据等多源资料，并具备全球地震发生后三至五分钟内开展监测和海啸预警的能力，同时承担区域国际海啸预警职责。

在预报产品方面，国家海洋环境预报中心已经形成覆盖大气、海洋动力、海浪、风暴潮、地震海啸和海洋生态等多门类、多尺度的业务体系。相关产品既包括全球、区域、近海、近岸尺度的大气、温盐流和生态环境数值预报，也包括从十公里级到米级尺度的海浪、风暴潮、港池和近岸工程精细化预报。中心还建设运行全球及区域地震海啸预警系统，服务南中国海周边多国，并提供生态要素、海水酸碱度、低氧区、富营养化、大型水母等生态预警产品。基于近三十年观测资料形成的海洋环境再分析数据，可用于重建历史海洋环境变化，支撑极值流速、流向、海浪波高等重现期分析，为核电站设计基准复核和长期安全评估提供重要依据。类似能力此前已在大洋科考、港珠澳大桥、深中通道等重大工程中发挥保障作用。

报告特别强调，海洋数值模式是海洋预报的关键核心技术。过去我国在部分领域长期依赖欧美模式，发展国产自主海洋数值模式，是实现海洋科技高水平自立自强的重要方向。围绕这一目标，国家海洋环境预报中心推进“海洋预报芯片工程”，建设面向全谱系、全要素的中国自主海洋数值模式体系。其中，质量守恒海洋环流模式采用新的动力框架，可同时支持全球、区域和近海计算；非结构网格与多尺度计算能力使模型能够从全球大洋延伸到近岸复杂地形，实现统一模拟。通过GPU并行加速和轻量化部署，原本依赖大型超算的全球高分辨率预报可压缩至小型服务器甚至船载平台运行，显著降低部署门槛。相关模式还已拓展至北极和南极区域，具备海冰与海洋耦合预报能力。国产海浪数值模式采用非结构六边形网格，具备高并行度和GPU加速优势，可实现低碳高效预报，例如全球十公里尺度海浪预报能够以较低能耗快速完成计算。

除传统数值预报外，海洋领域大语言模型也成为提升业务效率和专业服务能力的新方向。国家海洋环境预报中心与海洋出版社合作，将六千多册海洋专业图书纳入海洋垂直领域知识库，在通用大模型基础上叠加专业知识，以减少通用模型在海洋领域问答中的“幻觉”问题，提高专业检索、知识问答和报告生成能力。面向滨海核电应用，这类模型可服务于场址评估论证、报告撰写、知识检索和业务辅助决策，并可进一步结合核电专业语料进行微调，形成面向核电海洋安全保障的智能化工具。

围绕滨海核电服务，报告提出了多个重点方向。首先是继续发挥海洋预报在极端洪水位、风暴潮、洪水和极端水位评估方面的传统优势，为核电站选址论证、设计基准确定和风险复核提供支撑。其次是加强冷源安全保障，针对藻类、水母、毛虾等海生物暴发，建立从监测、识别、预测到预警和取水口安全响应的综合体系。第三是强化突发事件应急保障，通过构建高精度海流和污染物扩散模型，支撑核污染扩散模拟、事故应急处置和快速响应。第四是提供运行期常规海洋环境预报服务，包括风暴潮、地震海啸、巨浪、台风、温盐流和生态要素等，为核电站日常安全运行提供连续保障。第五是开展温排水生态影响监测和预测，评估核电站温排水对周边海洋生态系统的影响，服务生态文明建设和环境监管。第六是面向气候变化开展长期风险排查，对海平面上升、极端灾害变化和场址安全裕度变化进行持续识别和重新核定。

在生态灾害预测方面，报告提出应充分利用核电站周边前期评估、常规监测和专项调查形成的历史生态与环境数据，构建可持续更新的预测基础。一方面，可通过传统数值预报方法模拟大型藻类、生物暴发和生态灾害演变过程，揭示其机理和趋势；另一方面，也可将复杂生态过程视为高维黑箱问题，利用深度学习模型预测海生物暴发的风险等级、位置、强度和生物量。赤潮预测案例显示，基于历史赤潮监测数据和关键敏感因子构建的人工智能模型，预测效果已经超过部分传统数值预报模式，说明AI在复杂生态灾害预警中具有较大潜力。

原野在报告中强调，气候变化和近海生态环境变化正在使滨海核电面临更加复杂的外部环境，海洋灾害、生态灾害和长期气候风险需要纳入核电高质量发展的全过程管理。随着国产海洋数值模式、海洋卫星数据、再分析产品、人工智能模型和海洋大语言模型等能力不断提升，我国已经具备更加系统、精细和自主的海洋预报支撑体系。未来，滨海核电与海洋预报的融合空间将进一步拓展，海洋预报科技可在核电站选址论证、设计基准、运行保障、应急响应、生态影响评估和长期风险治理中发挥更加关键的作用。