你知道哪一片云會下雨嗎？

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預示著會下雨？其他形狀的云和天氣又有著怎樣的聯系？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、風等各種氣象數據。

從事氣象工作幾十年，從一名氣象觀測員到為中央電視臺《天氣預報》節(jié)目把最后一道關，在戴云偉眼中，天氣不僅與我們的生活息息相關，甚至會對我們的生存環(huán)境做出預警。

看云識天氣

你還記得“諸葛亮借東風”的典故嗎？都說諸葛亮神機妙算，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、濕度等數據，這些有相應的測量儀器，但觀云只能靠人工肉眼觀測。”戴云偉說，“當時我摸索總結出了記云的‘五字秘訣圖”

五字秘訣圖

戴云偉發(fā)現，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、凍結、凝華產生的現象，主要由水滴和冰晶構成。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，當前方出現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的12小時后可能出現降雨。

天氣預報是怎么來的？

觀測員每次記錄的各項數據，都要及時傳送給上一級，最終匯集到聯合國世界氣象組織。戴云偉回憶說：“那時候，我們需要把觀測數據編成摩斯電碼，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南。如果夜間出現降水（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。”

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，預報員就可以做天氣預報了。“預報員68號”是戴云偉做預報員時的代號，至今仍是他引以為傲的昵稱：“當時收音機、電視臺播報天氣預報，如果結尾時說‘預報員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，每個預報員都有一個自己的代稱編號。”

天氣圖上那些看似普通的波浪線，蘊含著哪些關于天氣的秘密？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；天氣變化時出現的各種云也是源自它們。它們就是大氣波，學名“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的臉色、摸老天爺的脾氣和猜老天爺的心思，對應著氣象學中的氣象觀測、找到并理解大氣波和做天氣預報。”

現代天氣預報

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報法，都有很強的主觀性。曾經有一次，面對同樣的天氣圖，戴云偉做出的判斷是第二天多云，但另一名預報員判斷第二天會有暴雨。

現在，我國的人工觀云自2015年起徹底變?yōu)闅庀笮l(wèi)星、氣象雷達等儀器觀測，隨著超大型、高性能計算機的發(fā)展應用，預報也已經可以通過計算機進行數值天氣預報，極大提高了精準度。

氣象雷達可以自下向上，觀測小范圍的云團，并根據云團的動向位置隨時調整預報，它是對大氣波這種“粗放型”天氣預報有益的“精準”補充，能增強短期天氣預報的精準度。氣象衛(wèi)星則是從上向下，觀測大范圍的云團，不僅服務于氣象，還對海洋、農林、水利、航空航海和環(huán)境保護等領域提供信息。我國從20世紀70年代開始研制的風云氣象衛(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)為全球提供數據產品和服務。

戴云偉介紹說，在2010年之前，世界上最先進的計算機一般都在氣象局，因為氣象數據的計算量太大了。20世紀90年代，一系列最先進的高性能計算機陸續(xù)引入到氣象部門，專門用于氣象預報。現在，我國研制成功的首個具有自主知識產權的“地球系統(tǒng)數值模擬裝置”——寰（EarthLab） ，通過超級計算機進行大規(guī)模的數值計算，可以重現地球的過去，模擬地球的現在，預測地球的未來，其中的超級計算機“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，天氣預報報什么從來都不是預報員一個人說了算，氣象局有專門的會商制度。早期，在下午發(fā)布氣象預報前，一些老預報員會聚到會商室，商量怎么報；現在，每天早上8點中央氣象臺會組織全國各地氣象臺的預報員進行天氣會商。再加上《天氣預報》節(jié)目錄制前后的層層把關，我們所聽到的天氣預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枚含有化學物質的火箭彈，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常活動，尤其是災害天氣。“在一年四季中，夏天和冬天更容易出現極端天氣，可能產生自然災害。”戴云偉說，“天氣預報對災害天氣的預警一般有四個級別，由低到高分別是藍色預警、黃色預警、橙色預警和紅色預警。如果預測會有災害天氣出現，我們要做的氣象服務之一就是通過手機短信、廣播、電視、互聯網或智能終端等多種渠道，讓公眾獲取預警信息，盡量減少氣象災害對我們的影響。”

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，“可別小看這個數字，這是平均提高的溫度，這一點點升溫就會導致極地和高原的冰川融化，進而造成更多極端天氣。”地球“發(fā)燒”了，和大氣中二氧化碳濃度的增加有直接關系。聯合國秘書長古特雷斯呼吁“全球進入氣候緊急狀態(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“碳達峰”“碳中和”。

Q：為什么天氣預報不能100%準確？

A：你可能會想，既然有這么多高科技，為什么依然會出現天氣預報不準的情況呢？有時天氣預報說第二天會下雨，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，雨滴沒有達到能降落的大小，雨就下不下來。

也可以用“蝴蝶效應”解釋天氣預報的誤差。氣象學家洛倫茲在用計算機模擬天氣時，發(fā)現變量的微小變化能夠造成大相徑庭的結果，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。我們觀測到的數據總是有誤差的，所以一般3天內的天氣預報準確度比較高，越往后偏差會越大。