2026年1月26日，美国国家天气局（NWS）局长肯·格雷厄姆（Ken Graham）在休斯敦举行的美国气象学会（AMS）106届年会上发表了题为“以观测为关键要素的数值模式面临的重大挑战（The Modeling Grand Challenge with Observations as a Key Component）”的特邀报告，系统阐述了NWS未来十年的发展思路，将观测系统的转型与数值模式能力的跃升紧密关联，提出了雄心勃勃的“模式登月计划（Modeling Moonshot）”。

格雷厄姆在报告中构建了一条清晰的链条，加强观测投入，优化数值预报与资料同化，制作概率预报与预警产品，提升基于影响的决策支持服务（IDSS）与社会响应能力。其中特别强调了将观测作为基点优先的重要性，认为没有针对发展需求的优质观测，再先进的模式也是无源之水。在气象领域，观测与数据的重要性不言而喻，始终是一项基础性业务，但在这一报告中，如此聚焦观测，应是反映了NWS在AI快速发展背景下的战略思考，观测数据的质量和密度将成为决定模式能力的关键因素，包括AI技术的应用成效。

从报告中关于加强观测的具体内容看，有两点特别值得关注，一是关于商业数据计划（CDP）及国家中尺度网计划（NMP）的大规模扩展，其核心思路是通过公私合作，从非政府渠道获取高时空分辨率的观测数据，包括商业航空器数据、无人机廓线、地基遥感、海洋传感器以及补充雷达网络等。

报告引用的NASA/GMAO GEOS-FP观测影响评估图为CDP的投资方向提供了量化依据，其中卫星ATMS和AMSU-A微波信息、探空、地球同步卫星风场和商业航空器数据是对NWP影响最大的五类观测。

这一策略实际上体现了一种新的发展思路，仅靠联邦预算维持传统观测网已显然不够，公私合作将成为新模式。特别值得关注的是高空观测的商业化。格雷厄姆指出，CDP的高空组件将可能提供改善NWP技巧的最重要单一数据源。未来的高空观测网络将涵盖探空、商业航空器、地基遥感和无人机廓线等多种数据源，在水平和垂直方向上提供高频次、高分辨率的廓线，特别是边界层观测。

另一个在观测领域的重要改进是对COOP （Cooperative Observer Program）系统的提升。COOP 是一个由 美国国家天气局NWS统一管理，依赖志愿者参与观测，具有百年历史的国家级气象观测网络，但至今仍主要依赖人工观测。Graham提出了“两步走”策略，第一步用实时自动传感器替换老旧的人工设备；第二步优化台站布局，使新系统的布局对NWP和水文建模的效用最大化。

COOP系统长期以来一直没有进行自动化改造，有其多方面的原因，包括经费预算、标准、人文历史等，但其中一个重要因素是对气候记录连续性的顾虑，或许这也是最根本的障碍。COOP台站积累了上百年的均一化气候记录，是美国气候变化研究和极端事件统计的基石，一旦改变观测方法和安装环境，会在时间序列中引入不连续性（inhomogeneity）。气候学家对此极其敏感，哪怕温度有零点几度的系统性偏差，都可能影响趋势分析的结论。所以在很长一段时间内，气候学界内部对"不要轻易动COOP"形成了一种极为保守的共识。

而对于美国未来数值模式的发展，则提出了四个具有挑战性的目标。一是发展基于NCAR开发的MPAS模式动力框架的对流可分辨的3km全球预报系统；提出将物理模式与数据驱动模型相结合，并依托高分辨率再分析资料构建混合集合预报系统，将快速发展的AI技术融入到数值模式中；三是注重模式发展基础设施和治理的现代化，强调了EPIC（Earth Prediction Innovation Center）作为开放社区协作平台的角色，协调统一预报系统（UFS）的开发，提供优质的网络、数据和开发环境服务，打破美国气象界长期存在的研究与业务脱节问题；四是提出将预报信息与云服务无缝集成，提高数据的可访问性、可靠性和可信度。

格雷厄姆用“Moonshot”来命名这一战略，在美国政治语境中具有某种特殊含义，似在表达肯尼迪时代登月计划那种举国动员、不惜代价的意志和决心。副标题“全球领导地位的追求（The Quest for Global Leadership）”的表达则更为直白，美国在全球NWP领域已不具有优势，多年来一直受到ECMWF的压制，对翻身与赶超的渴望溢于言表。

格雷厄姆的这份报告体现了当前美国天气局对未来发展的战略构想，反映了NWS从观测提升、模式发展到产品供给完善的全链条系统思考，值得关注。但另一方面，战略构想的落地则面临诸多不确定因素，从过往的经验看，美国在协调多方资源，形成合力，构建有效的数值模式发展环境方面并没有表现出足够优势，持续稳定的执行力及相关方面的支持面临极大考验。