为实现奥运期间24小时内3小时滚动预报，必须采用精细的数值预报技术。北京市气象局副局长王建捷说：“与传统的天气学原理或者说比较定性的天气学方法相比，它是从大气物理规律出发来建立数学模型，在本质上发生了巨大变化。”
观测数据是气象预报的基础，而数据质量高低取决于观测站的布局。王建捷介绍，观测站的布局包括多个方面的内容，如北京及周边地区地面自动观测站的分布，探空加密观测的时间和地点位置，新建多普勒雷达组网和拼图方案以及风廓线仪站网布设等。利用数学结构函数法，北京气象局确立了自动站网的布局，在北京城内大约是5公里一个间距在观测性上是有代表性的，城郊是15到20公里的分辨率。在布设研究中控线的网建设方面，气象服务部门采取的是数值模拟的办法，这种布局方法能够比较好地捕捉最可能发生的一些天气变化，能够比较好地和其他探测资料配合使用，能更好地反映大气当时的状况。
仅仅有观测数据是不够的。王建捷说，合理布局后的观测站点可以得到更多高质量的数据，怎么把这些数据用好是非常关键的。精细的数值预报技术里比较关键的是多种探测资料的同化技术。
所谓资料同化，就是由观测数据确定模式网格点初始值，形成模式初始场，即在模式动态运行中融合新观测数据，逼近大气真实情况。通常的做法是，假定模式格点的分析值等于一个初猜值加上订正值：分析值=初猜值+订正值。新的变分同化技术是利用模式和观测两者形成模式初始场，计算量几乎占到总计算时间的1/2。
王玉彬介绍说，中尺度数值模式预报取得重要进展的一个原因是资料变分同化技术的研究和应用，三维和四维资料变分同化技术的应用使卫星资料和雷达资料成了最主要的资料源，极大地改进了数值预报的初值质量。
以前，为了把观测插值到模式格点上作为模式积分的初值，产生一个叫主观分析的名词。后来，把人工插值变为计算机插值，就改名叫客观分析。再后来，发现单纯观测的插值不能解决模式的初值问题，又把背景场引进来。
多少年来，气象领域的大部分人都是围绕着如何更好地把观测值插到格点上、如何更好地产生初值等问题努力。王玉彬说，变分同化方法利用了变分原理，把预报场和观测资料放在一起，进行全局调整，从而使分析达到统计意义上的最优。在变分方法中，观测算子可以是非线性的，从而使得直接同化非常规资料变为可能。同时，它可以全局调整，克服了最优插值在实际应用中的资料选择问题。从上世纪90年代开始，变分方法在少数国家实现了业务化。 （责编：王林）
