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2013-7-26 閱讀(1161)
日常氣象預報的準確率
天有不測風云。進入夏季，隨著高溫、雷雨、臺風等快速變化天氣增多，人們對于天氣預報的需求也在增強。不過人們大都也遭遇過預報不準的情況，比如預報多云，卻下了暴雨，被淋成落湯雞，一些網民調侃“再也不相信天氣預報了”。
其實，天氣預報不準已是老生常談。2005年，北京預報臺風“麥莎”襲來，很少遭遇臺風的北京全城戒備，結果老天開了一個玩笑，麥莎拐彎而去，北京只下了幾滴毛毛雨，“臺風沒有進京證，進不了北京”的段子不脛而走。2012年“7?21”水災之后，北京接連發布暴雨橙色預警，結果同樣是虛驚一場。這樣“空報”的結果人們zui多調侃幾句，而一旦漏報天氣，就會造成生命財產損失，危害巨大。
然而，與人們的直觀感受不同，統計數據表明，2012年，我國天氣預報的準確率高達86.5%，在許多行業的應用方面超越歐美發達國家。那么，天氣預報是怎么作出來的？我們怎樣看待天氣預報的準與不準？未來天氣預報會向什么方向發展？
天氣預報 究竟如何作出
天氣預報zui主要的方法是數值天氣預報，即以氣象觀測資料為初值條件，通過大型計算機作數值計算，預測未來一段時間的天氣
網上有這樣一個段子：天氣預報降水概率70%，這個結論是怎么得出來的？氣象臺有10個預報員，領導問明天下不下雨，結果7個舉手下雨，3個認為不下雨，降水概率70%。
這當然是網民的調侃。那么真正的天氣預報是怎么作出來的呢？
中國工程院院士李澤椿介紹說，現在天氣預報zui主要的方法就是數值天氣預報。數值天氣預報以氣象觀測資料為初值條件，通過大型計算機作數值計算，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和天氣現象的方法。
目前，*已有30多個國家和地區把數值天氣預報作為制作日常天氣預報的主要方法，我國于1959年開始在計算機上進行數值天氣預報。運用數值預報，2012年，我們國家天氣預報的準確率達86.5%，可以對未來6至7天的天氣作出預報。
既然如此，為什么還有13.5%的不準確？其實道理很簡單，天氣預報是個復雜的系統，失之毫厘，謬之千里。計算方案里面有很多數據是變化和不夠的，我們對大氣物理規律的認識也有一個逐步深化的過程。
北京大學物理學院大氣科學系教授張慶紅解釋說，負責初始數據的觀測站未能達到理想所需，這給天氣預報的準確性打了折扣。理想情況下，不同地理位置、不同高度層面需要數量級達到106至107的觀測站。而現實中，這個數值僅為103至105。而且，觀測站分布極不均勻，如我國的青藏高原氣象觀測站就很少。同時，這并不是一個國家的事情，因為大氣是流動的，即使國內的觀測點很密，周邊國家達不到要求，也會影響初始數據。
除了觀測站點的數據局限性，儀器觀測誤差與計算誤差也十分可觀。從加工程序來講，由于數值預報模型建立在流體力學方程組的求解之上，在求解方程組時用差分的計算方法，必然引起計算誤差。“我們只能努力通過對物理過程的認識讓模式更接近真實大氣，但它不是真實大氣環境的還原，所以基于這個模式所計算出的大氣未來走勢也有一定的不確定性。”張慶紅說。
不同地理環境也對預報準確度影響深刻。平均水平相同的情況下，山區、湖泊、農田、城市等的天氣狀況都會不同。如果把數值預報計算網絡縮小一半，即對更小尺度進行運算，計算量大體會增加16倍，但在運算中，一些類似于地形等的信息依然難以充分表達，大氣運動的物理過程細節不能很好反映，必須依靠預報員通過他們的分析、驗證與經驗再次訂正。“這個時候，氣象預報員不像‘科學家’反而更像個‘藝術家’。”張慶紅說。
為什么會感覺預報不靠譜
人們感慨，沒活多少年，N年不遇的天氣卻趕上好多次了。事實上，科學家和公眾的評判標準有很大不同
生活中我們常常聽到天氣預報說，某地有50年不遇的暴雨，某地遭遇百年不遇的洪水。于是人們感慨，沒活多少年，N年不遇的天氣卻趕上好多次了。這樣的感慨多了，人們會越來越覺得天氣預報“不太靠譜”。
事實上，公眾和科學家對天氣預報認識上的不對稱，導致了很多誤解，這也是天氣預報有時候跟人們的直觀感受偏離的重要原因。
比如，科學上對“N年不遇”的天氣，有明確的定義，天氣條件符合了定義規定的條件，就是“N年不遇”，而不是人們理解的“N年才會遇上一次”。當然，總體上天氣發生的概率在增加。中國科學院大氣物理研究所研究員段安民說，有研究表明，在氣候變暖的背景之下，天氣氣候事件增加的概率會增大，陸面和海洋蒸發加強，這樣就加強了大氣水循環和能量循環，大量的水汽留在大氣里，所以就更容易發生跟降水有關的天氣和氣候事件。
比如，對于高溫預報，很多人相信有一個規定，38度以上算高溫，工廠要停工，學校要放假，因此，天氣預報很少報38度以上。中央氣象臺天氣預報主持人宋英杰明確否認了有這一規定。他解釋說，人們在中關村大街上感覺溫度超過了40度，但天氣預報說zui高只有37度，事實上預報的溫度是北京南郊觀測點草地上百葉箱里面通風避風環境下的溫度，所以跟人們的直觀感受會有不同。
比如，天氣預報常常使用“局部地區”的表述，有人調侃說，“局部地區”的天氣實在是太惡劣了，天氣預報天天說那里不是刮風就是下雨，好在我們沒有生活在“局部地區”。隨著監測預測水平的提高，天氣預報中這種模糊性的表述會不會減少一些？
李澤椿介紹說，我國氣象部門一直在致力于天氣的精細化預報。比如遼寧做到鄉鎮，后來又往細里做，但是預報越往細里做，越涉及到很多問題，既有研究過程，也有組織過程，需要一步一步來實現。
宋英杰認為，公眾要調整對天氣預報的心理預期值，因為哪怕觀測的要素再多元，層次再豐富，網格再細密，都不可能窮盡這世界上的山山水水、所有的情景和細節，我們地形太復雜了，而天氣變化太“狡猾”了。他特別理解預報的時候會采用一些模糊語言，因為有時候說得特別細致，結果沒有吻合上，反倒令人產生怨言。
張慶紅說，從科學角度看，天氣預報不可能*準確，每一天的準確程度都不一樣，依賴于那一天原材料的誤差。總體上看，大尺度天氣系統比小尺度天氣系統的預報更準，冬天氣旋、雪和夏季臺風來的時候，這些預報比較準，而夏季雷暴預報準確率就沒有大系統準。
該如何利用好天氣預報
作天氣預報追求的是三個方面，一是準確，二是及時，三是利用，我國的天氣預報在考慮各個行業的利用方面下了很多功夫
對老百姓來說，了解了天氣預報的制作過程，就能更好地利用天氣預報。比如出行時盡量選擇天氣對所用的交通工具影響不大的時間，比如根據預報更好地安排工作。一般人們關注的是24小時預報，卻沒有養成看臨近預報的習慣，事實上氣象部門會不斷更新預報，越臨近的預報，準確度也就越高。
李澤椿院士介紹，作天氣預報追求的是三個方面，一是準確，二是及時，三是怎么用好它，我國的天氣預報在考慮各個行業的利用方面下了很多功夫。“比如，我們解決高速公路上的預報，解決農業干旱中轉折性天氣的問題，解決減災救災、重大活動的專門預報問題，這些方面國外。我們所有預報都是著眼于滿足群眾的需要，滿足經濟發展的需要，這是zui重要的。”李澤椿說。
對于今后天氣預報的發展方向，段安民認為，天氣預報要向更短時間和更長時間兩個方向發展。“一個是短時臨近的精細化預報，這是公眾都很關注的。什么時候、多長時間、提前半個小時還是一個小時，降雨會落在哪里？另一個，公眾會關注更長時間的天氣預報，像10天以上的長期預報，比如說這個月的月末天氣情況是什么樣。”
短時臨近天氣預報可以對不夠準確的預報進行修正，氣象臺滾動發布的預報對防災減災意義重大。政府部門及公眾應該養成隨時關注天氣的習慣，把天氣帶來的損失降到zui低。
長期的對氣候的預測也是未來發展的方向。“對于如何把未來10天、半個月的天氣預報出來，我們的空間還很大，”段安民表示，現在初步預報在15天之內，超過15天就沒有預報基礎了，“在15天到1個月之間，這段時間的預報，既依賴于初值，又依賴于邊界值，但初值逐漸影響變小，邊界值比如陸地、海洋、冰雪等的影響逐漸顯現，這樣的預報是zui為困難的。”
