精準預測天氣有多難

閆志剛

在現實生活中，人們渴望能夠掌握天氣變化，真正做到“未雨綢繆”。“天有不測風云”，簡單的一句話卻道出精準預測天氣著實不是一件容易的事。

陰晴冷暖，風雨霧雪……天氣的變化，就如同嬰兒的臉讓人難以捉摸，但在現實生活中，人們渴望能夠掌握天氣變化，真正做到“未雨綢繆”。“天有不測風云”，簡單的一句話卻道出精準預測天氣著實不是一件容易的事。

“未雨綢繆”，人類不懈追求

天氣與人們的生產生活息息相關，能夠準確預測天氣一直是人類不懈的追求。且不說農業需要“看天”安排生產，就連人們出個遠門也得事先關注一下目的地的天氣情況。一些極端天氣狀況頻發的地區，更期盼氣象部門能夠對災害天氣準確“預警”，以避免造成重大人員財產損失。

由此，人們的生產生活便與天氣預報緊緊地聯系在了一起，而最大限度準確預測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。

據有關資料：距今3000多年前，甲骨文中已有了預測“風雨”的記載；我國最早的詩歌總集《詩經》中，也有古人看天的經驗；而到了漢代則有利用琴弦感應的濕度原理預測晴雨的事例……在科學不發達的古代，人們預測天氣更多地依靠經驗的積累。

隨著歷史前進的步伐，人們對天氣有了更多的認知，對天氣的預測逐漸多了“科學”的成分。北宋科學家沈括在《夢溪筆談》中，就記錄下他成功預報降雨的個例。清朝康熙年間，我國還出現了專門從事氣象工作的部門“欽天監”，這個在影視中有些神秘的機構在300多年前就開始了地區氣象觀測的連續記錄。經驗與科學或許只有一步之遙，但中國古代氣象觀測始終沒有演變為一門系統的科學，將中國帶入現代氣象科學的則是西方國家。

有了天文、物理、數學等構建的基礎理論和各種氣象儀器、觀測記錄，17世紀以后，真正的天氣預報誕生。而真正引領天氣預報技術走向現代化的是則20世紀數值天氣預報的誕生，“通過巨型計算機進行數值計算，再用流體力學和熱力學的方程組進行求解，進而預測未來 一定時段的大氣運動狀態，這就是當今時興的數值天氣預報。”

精準預測天氣“瓶頸”多

天氣預報是一門極為復雜的科學。人們通常說的天氣預報“準不準”，更多地局限于日常生活中人們對天氣預報的一種主觀體驗。明天要出門，天氣預報說要下雨，明天是否會碰上下雨往往就稱為個人判斷天氣預報“準不準”的條件。而科學上的天氣預報準確率，則被視為檢驗氣象科學規律研究成果，以及判斷天氣預報預測方法的重要途徑。

隨著計算機的普及以及數值預報手段的改進，天氣預報準確率不斷提升。中國氣象局數據顯示：2014 年我國 24小時晴雨預報準確率、最高氣溫和最低氣溫預報準確率3項指標，歷史上首次全部超過 80%，分別達到87.5%、80.2%和84.4%；臺風路徑24小時預報誤差再創新低，為78公里，繼續處于世界先進水平。

事實上，很多因素都會影響到天氣預報準確率。除了大氣自身的隨機性，大氣運動受到各種因素的外在干擾，如城市熱島、溫室效應以及錯綜復雜的地形地貌特征。中科院大氣物理研究所研究員周家斌曾經在接受媒體采訪時介紹：“開始是失之毫厘，后面就是差之千里。內在和外在隨機性同時影響天氣預報的精度，當然預報的難度就增大了很多。”

另外，在天氣預報中，盡管越來越依靠各種先進的觀測設備，但依然離不開人的參與，而人的分析判斷畢竟帶有主觀性，這也成為影響天氣預報準確率的原因所在。

何況，不同的天氣預報難度本身也有很大差異。據中央氣象臺專家介紹，不同類型的天氣，預報準確率是不同的。像高溫、寒潮這些空間范圍較大、時間尺度較長的天氣，預報準確率就比較高。全國24小時晴雨預報和最高溫度、最低溫度預報，能夠做到“八九不離十”。但有些天氣發生得突然，具有很強的局地性特征的天氣，例如強對流天氣，也就是短時間內發生的冰雹、強降雨、強雷電、大風、龍卷等，預報準確率就非常低。

除此之外，不同國家“國情”不同，所關注的“天氣”側重點也有很大差異。據中國工程院院士李澤椿介紹，美國要預報的天氣主要是龍卷風，其次是大西洋颶風。而我國因為復雜多樣的地理環境，有著美國許多沒有的天氣系統，也正是這些復雜的天氣系統，使我國的天氣預報難度更大。因此，單純對比不同國家天氣預報準確率并沒有多大意義。

未來天氣預報有多準

由于數值天氣預報模式分辨率的提高以及氣象衛星遙感資料的大量應用，人們對常規天氣預報基本實現了精準預測。僅僅在二十年前，通過天氣預報，人們或許只能知道未來幾天大概區域的大概天氣狀況，而今天，天氣預報時效越來越長，一個星期、十天，甚至可以達到月報甚至季報的標準。通過各種移動客戶端，人們可以即時獲取所在區域的天氣狀況。而對于一些極端天氣的準確預報，則為人們的生命財產安全筑起防護網。

盡管如此，氣象專家認為，基于現在科技水平以及對整個氣候系統的了解程度，氣預報不可能完全準確，天氣預報的準確率實際上是一個相對的概念。“哪怕一萬年后，天氣預報也不一定能報準。”天氣預報主持人宋英杰在接受媒體采訪時，曾表達這樣的看法。

即便如此，在相對基礎以及局限性范圍之內，天氣預報準確率的提升依然意義非凡。以我國災害天氣預報為例，迫切需要天氣預報預測更及時、更準確。據全國政協委員宇如聰介紹，本世紀全球部分地區的高溫和暴雨事件趨多，干旱程度加劇，威脅各國糧食、水資源和能源安全。我國是世界上遭受極端天氣、氣候災害影響最嚴重的國家之一。近年來發生在我國的超強臺風、特大暴雨、暴雪、干旱、高溫熱浪、低溫雨雪冰凍等災害性天氣強度頻頻突破或接近歷史極值，需要依法進行氣象災害防御，這都對天氣預報準確率提出了高要求。

要有效提升天氣預報準確率，科技和人兩個方面因素都不可或缺。從世界范圍來看，在提升天氣預報能力、時效和精度及公眾服務性上仍大有可為。

比如：高端技術方面，衛星儀器技術將越來越向高光譜輻射計的光譜通道方面發展。它將攜帶數以萬計的光譜通道來探測大氣熱力狀態和成分，并配以主動儀器（如高分辨率雷達和激光器）用以探測地面特性、氣溶膠、風、水汽、云和降水。兩類儀器每天產生大量的下行數據，在幾小時內完成下行鏈路、預處理、數據分發，以及向預報系統注入數據。

而在通用技術方面，使用手機等日常用品來搜集氣象數據也成為一種新趨勢，這在特定區域進行高密度觀測方面很有潛力。