閆志剛

在現(xiàn)實(shí)生活中，人們渴望能夠掌握天氣變化，真正做到“未雨綢繆”?！疤煊胁粶y(cè)風(fēng)云”，簡(jiǎn)單的一句話卻道出精準(zhǔn)預(yù)測(cè)天氣著實(shí)不是一件容易的事。

陰晴冷暖，風(fēng)雨霧雪……天氣的變化，就如同嬰兒的臉讓人難以捉摸，但在現(xiàn)實(shí)生活中，人們渴望能夠掌握天氣變化，真正做到“未雨綢繆”?！疤煊胁粶y(cè)風(fēng)云”，簡(jiǎn)單的一句話卻道出精準(zhǔn)預(yù)測(cè)天氣著實(shí)不是一件容易的事。

“未雨綢繆”，人類不懈追求

天氣與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)天氣一直是人類不懈的追求。且不說(shuō)農(nóng)業(yè)需要“看天”安排生產(chǎn)，就連人們出個(gè)遠(yuǎn)門(mén)也得事先關(guān)注一下目的地的天氣情況。一些極端天氣狀況頻發(fā)的地區(qū)，更期盼氣象部門(mén)能夠?qū)?zāi)害天氣準(zhǔn)確“預(yù)警”，以避免造成重大人員財(cái)產(chǎn)損失。

由此，人們的生產(chǎn)生活便與天氣預(yù)報(bào)緊緊地聯(lián)系在了一起，而最大限度準(zhǔn)確預(yù)測(cè)天氣就成為人類的不懈追求，也是人類與自然和諧相處的重要命題。

據(jù)有關(guān)資料：距今3000多年前，甲骨文中已有了預(yù)測(cè)“風(fēng)雨”的記載；我國(guó)最早的詩(shī)歌總集《詩(shī)經(jīng)》中，也有古人看天的經(jīng)驗(yàn)；而到了漢代則有利用琴弦感應(yīng)的濕度原理預(yù)測(cè)晴雨的事例……在科學(xué)不發(fā)達(dá)的古代，人們預(yù)測(cè)天氣更多地依靠經(jīng)驗(yàn)的積累。

隨著歷史前進(jìn)的步伐，人們對(duì)天氣有了更多的認(rèn)知，對(duì)天氣的預(yù)測(cè)逐漸多了“科學(xué)”的成分。北宋科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中，就記錄下他成功預(yù)報(bào)降雨的個(gè)例。清朝康熙年間，我國(guó)還出現(xiàn)了專門(mén)從事氣象工作的部門(mén)“欽天監(jiān)”，這個(gè)在影視中有些神秘的機(jī)構(gòu)在300多年前就開(kāi)始了地區(qū)氣象觀測(cè)的連續(xù)記錄。經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)或許只有一步之遙，但中國(guó)古代氣象觀測(cè)始終沒(méi)有演變?yōu)橐婚T(mén)系統(tǒng)的科學(xué)，將中國(guó)帶入現(xiàn)代氣象科學(xué)的則是西方國(guó)家。

有了天文、物理、數(shù)學(xué)等構(gòu)建的基礎(chǔ)理論和各種氣象儀器、觀測(cè)記錄，17世紀(jì)以后，真正的天氣預(yù)報(bào)誕生。而真正引領(lǐng)天氣預(yù)報(bào)技術(shù)走向現(xiàn)代化的是則20世紀(jì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的誕生，“通過(guò)巨型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，再用流體力學(xué)和熱力學(xué)的方程組進(jìn)行求解，進(jìn)而預(yù)測(cè)未來(lái) 一定時(shí)段的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這就是當(dāng)今時(shí)興的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)?！?/p>

精準(zhǔn)預(yù)測(cè)天氣“瓶頸”多

天氣預(yù)報(bào)是一門(mén)極為復(fù)雜的科學(xué)。人們通常說(shuō)的天氣預(yù)報(bào)“準(zhǔn)不準(zhǔn)”，更多地局限于日常生活中人們對(duì)天氣預(yù)報(bào)的一種主觀體驗(yàn)。明天要出門(mén)，天氣預(yù)報(bào)說(shuō)要下雨，明天是否會(huì)碰上下雨往往就稱為個(gè)人判斷天氣預(yù)報(bào)“準(zhǔn)不準(zhǔn)”的條件。而科學(xué)上的天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，則被視為檢驗(yàn)氣象科學(xué)規(guī)律研究成果，以及判斷天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)方法的重要途徑。

隨著計(jì)算機(jī)的普及以及數(shù)值預(yù)報(bào)手段的改進(jìn)，天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率不斷提升。中國(guó)氣象局?jǐn)?shù)據(jù)顯示：2014 年我國(guó) 24小時(shí)晴雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率、最高氣溫和最低氣溫預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率3項(xiàng)指標(biāo)，歷史上首次全部超過(guò) 80%，分別達(dá)到87.5%、80.2%和84.4%；臺(tái)風(fēng)路徑24小時(shí)預(yù)報(bào)誤差再創(chuàng)新低，為78公里，繼續(xù)處于世界先進(jìn)水平。

事實(shí)上，很多因素都會(huì)影響到天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。除了大氣自身的隨機(jī)性，大氣運(yùn)動(dòng)受到各種因素的外在干擾，如城市熱島、溫室效應(yīng)以及錯(cuò)綜復(fù)雜的地形地貌特征。中科院大氣物理研究所研究員周家斌曾經(jīng)在接受媒體采訪時(shí)介紹：“開(kāi)始是失之毫厘，后面就是差之千里。內(nèi)在和外在隨機(jī)性同時(shí)影響天氣預(yù)報(bào)的精度，當(dāng)然預(yù)報(bào)的難度就增大了很多?！?/p>

另外，在天氣預(yù)報(bào)中，盡管越來(lái)越依靠各種先進(jìn)的觀測(cè)設(shè)備，但依然離不開(kāi)人的參與，而人的分析判斷畢竟帶有主觀性，這也成為影響天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的原因所在。

何況，不同的天氣預(yù)報(bào)難度本身也有很大差異。據(jù)中央氣象臺(tái)專家介紹，不同類型的天氣，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率是不同的。像高溫、寒潮這些空間范圍較大、時(shí)間尺度較長(zhǎng)的天氣，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率就比較高。全國(guó)24小時(shí)晴雨預(yù)報(bào)和最高溫度、最低溫度預(yù)報(bào)，能夠做到“八九不離十”。但有些天氣發(fā)生得突然，具有很強(qiáng)的局地性特征的天氣，例如強(qiáng)對(duì)流天氣，也就是短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的冰雹、強(qiáng)降雨、強(qiáng)雷電、大風(fēng)、龍卷等，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率就非常低。

除此之外，不同國(guó)家“國(guó)情”不同，所關(guān)注的“天氣”側(cè)重點(diǎn)也有很大差異。據(jù)中國(guó)工程院院士李澤椿介紹，美國(guó)要預(yù)報(bào)的天氣主要是龍卷風(fēng)，其次是大西洋颶風(fēng)。而我國(guó)因?yàn)閺?fù)雜多樣的地理環(huán)境，有著美國(guó)許多沒(méi)有的天氣系統(tǒng)，也正是這些復(fù)雜的天氣系統(tǒng)，使我國(guó)的天氣預(yù)報(bào)難度更大。因此，單純對(duì)比不同國(guó)家天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率并沒(méi)有多大意義。

未來(lái)天氣預(yù)報(bào)有多準(zhǔn)

由于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式分辨率的提高以及氣象衛(wèi)星遙感資料的大量應(yīng)用，人們對(duì)常規(guī)天氣預(yù)報(bào)基本實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。僅僅在二十年前，通過(guò)天氣預(yù)報(bào)，人們或許只能知道未來(lái)幾天大概區(qū)域的大概天氣狀況，而今天，天氣預(yù)報(bào)時(shí)效越來(lái)越長(zhǎng)，一個(gè)星期、十天，甚至可以達(dá)到月報(bào)甚至季報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)各種移動(dòng)客戶端，人們可以即時(shí)獲取所在區(qū)域的天氣狀況。而對(duì)于一些極端天氣的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，則為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全筑起防護(hù)網(wǎng)。

盡管如此，氣象專家認(rèn)為，基于現(xiàn)在科技水平以及對(duì)整個(gè)氣候系統(tǒng)的了解程度，氣預(yù)報(bào)不可能完全準(zhǔn)確，天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率實(shí)際上是一個(gè)相對(duì)的概念?！澳呐乱蝗f(wàn)年后，天氣預(yù)報(bào)也不一定能報(bào)準(zhǔn)?！碧鞖忸A(yù)報(bào)主持人宋英杰在接受媒體采訪時(shí)，曾表達(dá)這樣的看法。

即便如此，在相對(duì)基礎(chǔ)以及局限性范圍之內(nèi)，天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的提升依然意義非凡。以我國(guó)災(zāi)害天氣預(yù)報(bào)為例，迫切需要天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)更及時(shí)、更準(zhǔn)確。據(jù)全國(guó)政協(xié)委員宇如聰介紹，本世紀(jì)全球部分地區(qū)的高溫和暴雨事件趨多，干旱程度加劇，威脅各國(guó)糧食、水資源和能源安全。我國(guó)是世界上遭受極端天氣、氣候?yàn)?zāi)害影響最嚴(yán)重的國(guó)家之一。近年來(lái)發(fā)生在我國(guó)的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、特大暴雨、暴雪、干旱、高溫?zé)崂?、低溫雨雪冰凍等?zāi)害性天氣強(qiáng)度頻頻突破或接近歷史極值，需要依法進(jìn)行氣象災(zāi)害防御，這都對(duì)天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率提出了高要求。

要有效提升天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，科技和人兩個(gè)方面因素都不可或缺。從世界范圍來(lái)看，在提升天氣預(yù)報(bào)能力、時(shí)效和精度及公眾服務(wù)性上仍大有可為。

比如：高端技術(shù)方面，衛(wèi)星儀器技術(shù)將越來(lái)越向高光譜輻射計(jì)的光譜通道方面發(fā)展。它將攜帶數(shù)以萬(wàn)計(jì)的光譜通道來(lái)探測(cè)大氣熱力狀態(tài)和成分，并配以主動(dòng)儀器（如高分辨率雷達(dá)和激光器）用以探測(cè)地面特性、氣溶膠、風(fēng)、水汽、云和降水。兩類儀器每天產(chǎn)生大量的下行數(shù)據(jù)，在幾小時(shí)內(nèi)完成下行鏈路、預(yù)處理、數(shù)據(jù)分發(fā)，以及向預(yù)報(bào)系統(tǒng)注入數(shù)據(jù)。

而在通用技術(shù)方面，使用手機(jī)等日常用品來(lái)搜集氣象數(shù)據(jù)也成為一種新趨勢(shì)，這在特定區(qū)域進(jìn)行高密度觀測(cè)方面很有潛力。