侯宏偉

你聽說過“天上鉤鉤云，地上雨淋淋”這句諺語嗎？為什么這種形狀云的出現(xiàn)預(yù)示著會下雨？其他形狀的云和天氣又有著怎樣的聯(lián)系？戴云偉剛工作的時候，就是每天定時到氣象觀測場觀測記錄云、氣溫、氣壓、風(fēng)等各種氣象數(shù)據(jù)。

從事氣象工作幾十年，從一名氣象觀測員到為中央電視臺《天氣預(yù)報》節(jié)目把最后一道關(guān)，在戴云偉眼中，天氣不僅與我們的生活息息相關(guān)，甚至?xí)ξ覀兊纳姝h(huán)境做出預(yù)警。

看云識天氣

你還記得“諸葛亮借東風(fēng)”的典故嗎？都說諸葛亮神機(jī)妙算，觀天象就能“算”出接下來會有什么天氣，但這對于1993年大學(xué)剛畢業(yè)就開始做氣象觀測的戴云偉來說，諸葛亮的“算”天氣正是天氣預(yù)報的“看云識天氣”。

“那時候，我在山東棗莊氣象局做觀測員。輪到我值班的時候，我就定時到觀測場查看和記錄氣溫、氣壓、濕度等數(shù)據(jù)，這些有相應(yīng)的測量儀器，但觀云只能靠人工肉眼觀測?！贝髟苽フf，“當(dāng)時我摸索總結(jié)出了記云的‘五字秘訣圖”

五字秘訣圖

戴云偉發(fā)現(xiàn)，所有云的名字中，都含有“卷、高、層、積、雨”五個字中的一個或兩個。僅用這五個字和三個圈、七個箭頭，就能得出全部的10個云屬的名稱：

鉤鉤云為什么是天要下雨的征兆？

云是水汽在空氣中凝結(jié)、凍結(jié)、凝華產(chǎn)生的現(xiàn)象，主要由水滴和冰晶構(gòu)成。我國的冷暖空氣交匯形成的天氣系統(tǒng)一般自西向東移動，當(dāng)前方出現(xiàn)形狀像彎鉤一樣透亮飄逸的云，也就是諺語“天上鉤鉤云，地上雨淋淋”中的鉤卷云，過后就會是含有足夠多水滴的雨層云，所以一般在鉤卷云出現(xiàn)的12小時后可能出現(xiàn)降雨。

天氣預(yù)報是怎么來的？

觀測員每次記錄的各項數(shù)據(jù)，都要及時傳送給上一級，最終匯集到聯(lián)合國世界氣象組織。戴云偉回憶說：“那時候，我們需要把觀測數(shù)據(jù)編成摩斯電碼，并將電碼通過電話口頭傳給郵電局，郵電局再將電碼傳送到濟(jì)南。如果夜間出現(xiàn)降水（下雨或下雪），第二天早晨還要專門早起將降水的電報發(fā)出去?！?/p>

在中午12點之前，世界氣象組織會將全世界的氣象觀測資料分發(fā)到每一個氣象臺。這時候，各地氣象臺把它填到一張世界地圖上并繪制出各種等值線，形成帶有一條條波浪線的天氣圖，預(yù)報員就可以做天氣預(yù)報了?！邦A(yù)報員68號”是戴云偉做預(yù)報員時的代號，至今仍是他引以為傲的昵稱：“當(dāng)時收音機(jī)、電視臺播報天氣預(yù)報，如果結(jié)尾時說‘預(yù)報員68號發(fā)布，就說明這是我的‘作品。那時候在全國所有的氣象臺，每個預(yù)報員都有一個自己的代稱編號?！?/p>

天氣圖上那些看似普通的波浪線，蘊(yùn)含著哪些關(guān)于天氣的秘密？為什么看這些波浪線就能知道接下來會有什么樣的天氣？

它們與水波相似，也是機(jī)械波，但波長很長，一個波長大概有成百上千千米，有的甚至有上萬千米；它們自西向東移動，我們常聽天氣預(yù)報中說的“來自西伯利亞的冷空氣……”就是這么來的；天氣變化時出現(xiàn)的各種云也是源自它們。它們就是大氣波，學(xué)名“羅斯貝波”。

或許你聽過 “雷公”“電母”的神話故事，還聽爺爺奶奶說到過“老天爺”。以前，人們覺得天氣變化莫測，“老天爺”掌管著這一切。從大氣科學(xué)的角度來看，所有的天氣變化都是由大氣波引起的。戴云偉說：“我們主要做的就是看老天爺?shù)哪樕?、摸老天爺?shù)钠夂筒吕咸鞝數(shù)男乃?，對?yīng)著氣象學(xué)中的氣象觀測、找到并理解大氣波和做天氣預(yù)報?！?/p>

現(xiàn)代天氣預(yù)報

不論是諸葛亮的“看云識天氣”，還是戴云偉工作之初采用的天氣圖預(yù)報法，都有很強(qiáng)的主觀性。曾經(jīng)有一次，面對同樣的天氣圖，戴云偉做出的判斷是第二天多云，但另一名預(yù)報員判斷第二天會有暴雨。

現(xiàn)在，我國的人工觀云自2015年起徹底變?yōu)闅庀笮l(wèi)星、氣象雷達(dá)等儀器觀測，隨著超大型、高性能計算機(jī)的發(fā)展應(yīng)用，預(yù)報也已經(jīng)可以通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)值天氣預(yù)報，極大提高了精準(zhǔn)度。

氣象雷達(dá)可以自下向上，觀測小范圍的云團(tuán)，并根據(jù)云團(tuán)的動向位置隨時調(diào)整預(yù)報，它是對大氣波這種“粗放型”天氣預(yù)報有益的“精準(zhǔn)”補(bǔ)充，能增強(qiáng)短期天氣預(yù)報的精準(zhǔn)度。氣象衛(wèi)星則是從上向下，觀測大范圍的云團(tuán)，不僅服務(wù)于氣象，還對海洋、農(nóng)林、水利、航空航海和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域提供信息。我國從20世紀(jì)70年代開始研制的風(fēng)云氣象衛(wèi)星，截至2023年8月已成功發(fā)射21顆，其中9顆在軌運行，正持續(xù)為全球提供數(shù)據(jù)產(chǎn)品和服務(wù)。

戴云偉介紹說，在2010年之前，世界上最先進(jìn)的計算機(jī)一般都在氣象局，因為氣象數(shù)據(jù)的計算量太大了。20世紀(jì)90年代，一系列最先進(jìn)的高性能計算機(jī)陸續(xù)引入到氣象部門，專門用于氣象預(yù)報?，F(xiàn)在，我國研制成功的首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”——寰（EarthLab） ，通過超級計算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)值計算，可以重現(xiàn)地球的過去，模擬地球的現(xiàn)在，預(yù)測地球的未來，其中的超級計算機(jī)“硅立方”1分鐘的算力約等于76億人用計算器計算4年。

不管哪一種觀測方式和計算方式，天氣預(yù)報報什么從來都不是預(yù)報員一個人說了算，氣象局有專門的會商制度。早期，在下午發(fā)布?xì)庀箢A(yù)報前，一些老預(yù)報員會聚到會商室，商量怎么報；現(xiàn)在，每天早上8點中央氣象臺會組織全國各地氣象臺的預(yù)報員進(jìn)行天氣會商。再加上《天氣預(yù)報》節(jié)目錄制前后的層層把關(guān)，我們所聽到的天氣預(yù)報早已是眾多氣象工作人員合作的共同成果。

天氣與人類活動

有時候，我們會主動采取一些行動，干預(yù)天氣的變化。在2008年奧運會開幕式上，北京奧運場館的上空陰沉沉的，仿佛馬上就要下雨，但最終雨點沒有落下來。戴云偉回憶說，這是因為在北京西部發(fā)射了1104枚含有化學(xué)物質(zhì)的火箭彈，攔截云雨，讓雨提前在西部降落。

更多時候，天氣的變化影響著我們的日?；顒?，尤其是災(zāi)害天氣?！霸谝荒晁募局?，夏天和冬天更容易出現(xiàn)極端天氣，可能產(chǎn)生自然災(zāi)害。”戴云偉說，“天氣預(yù)報對災(zāi)害天氣的預(yù)警一般有四個級別，由低到高分別是藍(lán)色預(yù)警、黃色預(yù)警、橙色預(yù)警和紅色預(yù)警。如果預(yù)測會有災(zāi)害天氣出現(xiàn)，我們要做的氣象服務(wù)之一就是通過手機(jī)短信、廣播、電視、互聯(lián)網(wǎng)或智能終端等多種渠道，讓公眾獲取預(yù)警信息，盡量減少氣象災(zāi)害對我們的影響?！?/p>

近幾年，夏天越來越熱，這雖然不屬于極端天氣，但也讓人體感不舒服。 “2023年全球表面平均溫度比工業(yè)化前水平（1850年至1900年平均值）高出1.42度。” 戴云偉說，“可別小看這個數(shù)字，這是平均提高的溫度，這一點點升溫就會導(dǎo)致極地和高原的冰川融化，進(jìn)而造成更多極端天氣?！钡厍颉鞍l(fā)燒”了，和大氣中二氧化碳濃度的增加有直接關(guān)系。聯(lián)合國秘書長古特雷斯呼吁“全球進(jìn)入氣候緊急狀態(tài)”。戴云偉提醒說，為地球控溫，我們需要做的，就是通過自己的行動減少二氧化碳排放，早日實現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”。

Q：為什么天氣預(yù)報不能100%準(zhǔn)確？

A：你可能會想，既然有這么多高科技，為什么依然會出現(xiàn)天氣預(yù)報不準(zhǔn)的情況呢？有時天氣預(yù)報說第二天會下雨，可到了第二天只是陰天，這是因為雖然我們捕捉到了“會下雨”的大氣波，但大氣中的水汽不足，雨滴沒有達(dá)到能降落的大小，雨就下不下來。

也可以用“蝴蝶效應(yīng)”解釋天氣預(yù)報的誤差。氣象學(xué)家洛倫茲在用計算機(jī)模擬天氣時，發(fā)現(xiàn)變量的微小變化能夠造成大相徑庭的結(jié)果，這就像南美洲的一只蝴蝶偶爾扇動幾下翅膀，兩周后可能在北美洲引起一場龍卷風(fēng)。我們觀測到的數(shù)據(jù)總是有誤差的，所以一般3天內(nèi)的天氣預(yù)報準(zhǔn)確度比較高，越往后偏差會越大。