


天氣與我們的生活息息相關,有時它是風和日麗,有時又是狂風暴雨,有時是烈日炎炎,有時又是冰天雪地。不同的天氣會影響到我們日常的衣食住行,甚至關系著我們的精神狀態和情緒。
如果想要提前了解天氣,就離不開在電視上、電腦里、手機上出現的各種天氣預報。它告訴我們未來的陰晴冷暖,幫我們真正做到未雨綢繆。那么你有沒有想過,這樣一份天氣預報是怎么制作出來的呢?
簡單來說,預報天氣就像一個解謎游戲。出題人給出謎面,答題人進行推理解謎,最終給出答案。如果說天氣的出題人就是大自然,那我們作為答題人,該怎樣來解天氣這道謎題的呢?
第一步 理清謎面
首先,我們要做的就是理清謎面,了解大自然告訴了我們什么,于是我們開始氣象探測的工作。
氣象探測最常見的工具就是氣象觀測站,它集成了多種傳感器,可以實時測量近地面的溫度、濕度、風向,以及風速等天氣信息。這好比一個全天候不間斷工作的聽診器,在實時監測大自然的脈搏。2022年5月,我們把聽診器帶到了珠穆朗瑪峰,在那建立了全球海拔最高的“巔峰氣象站”,海拔8 830米。
此外,我們還研發了天氣雷達。它通過發射脈沖電磁波,基于云霧、雨、雪等降水粒子對電磁波的散射和吸收,來探測大氣的降水和風場信息。它的探測范圍一般可達數百千米,實現了由點到面的監控升級。我國目前已建成了世界最大的天氣雷達觀測網。
此外,我們還有天上的眼睛,那就是氣象衛星。它俯瞰全球,通過測量地球及其大氣層的可見光、紅外和微波輻射,以及衛星導航系統反射的電磁波,以云圖的形式描述大氣的動態。過去我們說觀云識天,是指從地面往上觀看天上的云。如今有了氣象衛星,我們開啟了從上往下觀云識天的新視角。
綜合利用這些設備,我們可以清楚地知道過去和現在出現了哪些天氣,從而解謎未來的天氣。
第二步 解謎
解謎的關鍵就在于探究天氣變化的規律。科研人員為此針對不同的區域特點做了大量的科學研究,例如,沿海有專門從事臺風天氣研究的上海臺風研究所,西北有圍繞干旱、沙塵暴以及生態環境問題的蘭州干旱氣象研究所,高原有針對高原天氣特征的成都高原氣象研究所。總的來說,幾乎每一類天氣系統,每一種災害性天氣,都得到了深入嚴謹的分析。
這些分析結果被我們轉化為程序寫進電腦,利用計算機強大的算力來模擬未來的天氣,這就是所謂的“數值天氣預報”。它是氣象領域的“芯片”和“國之重器”。有了它,我們可以輕松做到逐小時1 000米的網格預報,讓預報結果更精細。
那么電腦模擬的結果是否就可以當作我們最終的天氣預報呢?答案是不行的,因為不同數值模式的模擬結果往往有所差異,甚至大相徑庭。此時,需要我們訓練有素的預報員隊伍,結合自身的預報經驗,對儀器觀測的結果和電腦模擬的結果進行綜合分析,再經過會商研判確定最終的預報結論。至此,整個解謎過程就基本完成了,但是別忘了,還有第三步,公布答案。
第三步 公布答案
為了讓更多的公眾能接收到天氣預報,我們配備了專業的氣象服務人員,通過廣播、電視、網絡等方式,盡快將預報送到你身邊。如今我們還增加了多種新媒體的方式,如手機應用程序、短視頻、微信公眾號等。在有重大天氣過程的時候,我們還會加大宣傳力度,啟動專題氣象服務。只有你收到了,這份預報才有價值,整個解謎“游戲”才有意義。
由此可見,一份小小的預報凝聚了諸多氣象人的心血,同時也寄托了人類與天地對話的古老愿望。愿你在收看時,也能感受到這份來自氣象人的努力和誠意,更期待你成為未來的解題人。
(本文由天津市氣象學會推薦供稿。作者單位:天津市氣象臺)