鄭芊彤

“今夜陰轉陣雨,明天白天陣雨或雷雨……”在收到此類天氣預報時,你是否會好奇:為何氣象預報工作人員能夠知曉未來的天氣狀況?當你制訂一個月后的旅行計劃時,卻發現未來某一個時間段的天氣預報結果一直在變化。這時你是否會感到一絲疑惑?帶著這些好奇和疑惑,我們一起來探索天氣預報的奧秘吧!
一周以上的天氣預報是否準確
我們現在能獲取到的一周以上的天氣預報,基本來自數值天氣模式的計算結果。在數值模式中,科學家們輸入當前已知的天氣現象和數據,就可以計算出未來的大氣運動狀態和天氣狀況。數值天氣預報是現代天氣預報業務的基礎。
任何一種預測模式都不能完全真實地模擬大氣演變,只能是近似,因此必然存在誤差。由于數值模式不斷滾動計算下一時刻天氣,因此誤差會產生累加,預報時間越長,誤差就會越大。正因為如此,數值預報才需要人工訂正。目前在中國天氣網上發布的7天預報,是各級氣象預報員根據模式預報的結果,結合當前觀測數據、當地的氣候特征、地形、個人預報經驗等進行二次訂正后,再對外發布的。
既然7天預報可以人工訂正,那么7天以外的預報也可以這樣操作嗎?答案是沒有那么簡單。7天內的天氣預報訂正,是基于地面人工觀測、高空探測、雷達衛星、海洋浮標站等多種觀測手段得到的當前天氣狀況數據進行的。這個模式的初始場更加接近實際情況,模擬的大氣變化特征更為可信和可靠。但時間更長的預報,大部分數據完全依靠模式計算產生,可信度逐漸降低,人工訂正的意義不大。盡管7天以外的預報存在不確定性,但它反映了未來的天氣趨勢,對公眾仍然具有參考性。我們可以根據長期預報了解未來一段時間的天氣走向和變化,比如在某個時間段會出現一次降溫或降水的過程等,從而更合理地安排生產生活。
為何總覺得天氣預報不準
在日常生活中,我們時常遇到這種情況:明明早上預報的是“今日為晴天”,結果中午就出現了雷雨;或者明明前一天看天氣預報還是晴天,結果第二天又下雨了。這導致公眾得出“天氣預報非常不可信”的結論。其實,這種現象并非天氣預報越來越不準確,而恰恰是天氣預報越來越精確的表現。
首先,我們應認識到,天氣預報是對未來天氣現象的一種預測。既然是預測,就不可能達到100%的準確率。這是因為物理學上有測不準原理,數學計算時有各種各樣的近似值。因此,隨著預報時間的延長,通過數學模型運算出來的預報結果的準確性也在快速下降。但是,隨著時間的向前推進,我們距離預報時刻越來越近,運算結果也就越來越精準。此時,氣象部門就要及時地對天氣預報進行修訂。在過去,由于觀測和計算條件等技術水平的限制,每天只有特定的幾個時刻收集氣象要素進行運算和預報。而如今,氣象數據信息幾乎是實時在收集,實時在進行運算和訂正,所以預報結果也更高頻次地在變化。同時,過去我們接收天氣預報的方式就是電視、廣播等傳統媒介,而如今經修訂后的天氣預報馬上就能通過手機網絡到達用戶端,使得人們覺得天氣預報變化特別頻繁。
其次,除了確實沒有預測準確的情況,人們主觀感受的差異也造成了“沒有報準”的印象。以暴雨為例,一般來說,氣象學上所指的大雨、暴雨量級,指的是累計降雨量,即一天24小時的降雨量。然而,短時強降水和累計達到暴雨量級之間本身存在差異。發生短時強降水時,可能幾分鐘內雨量很大,但累計降雨量不一定達到很大量級,甚至都達不到大雨量級,更稱不上是暴雨。相應地,有時大雨或暴雨下得比較平緩,累計降雨量大,但人們感受不深,甚至有人會誤以為自己遇到了“假的暴雨”。
不止是暴雨,對于高溫,有時候人們也存在一定程度上的“誤解”。每到夏季,不時會聽聞類似的疑問:“大熱天,感覺地表溫度都能攤雞蛋了,為啥天氣預報才報30℃?”“走在大街上,為啥體感溫度明顯比氣象部門公布的實況溫度要高?”要回答這些問題,還要從體感溫度和預報溫度這對“雙胞胎”說起。預報溫度是指1.5米高處百葉箱中空氣的溫度。而研究表明,夏季中午至午后,地面與2米高處的溫差可超10℃,這就造成了體感溫度和預報溫度之間的差異。更為重要的是,體感溫度除了受預報溫度的影響,還受到濕度、風速和輻射等因素的影響。以風速為例,一定的風速會讓人體感受到空氣流動,身體散發出的熱量被吹離體表,即使溫度較高,也會覺得比較干爽。從這個角度來說,“預報溫度”只是影響體感溫度的4個因素之一。人們僅憑預報溫度來判斷個人感受,就會因此產生“科學的誤會”。
(摘自2023年第12期《科學24小時》)