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把握現在,預測未來

時間:2024-10-26 12:30:58

迄今為止,百分之百準确的天氣預報仍然是不存在的。

今年夏天不平靜。高溫、暴雨、台風……各種極端天氣像鬧着玩似的,即使同一個城市也常常出現你在“城裡看海”,我在“豔陽高照”的情況,真的很迷……碰上這種情況,即使你打開手機精确定位,也會懷疑自己看到了假的天氣預報。于是我們不禁要問,都2018年了,怎麼天氣預報還是不準?

作為一門預測科學,天氣預報本身沒有那麼神。基于現代科學理論的天氣預報僅有一百多年的曆史,我們熟悉的數值預報也隻是幾十年前才出現。在這之前人們是如何預測天氣的呢?

中國關于天氣預測最早的記錄大約出現在距今3600年前的夏商時期。當時的人們預測天氣主要有兩種方法:觀天象和占蔔。沒有技術,當然就隻能靠觀察累積經驗、總結規律。雖然人們對天氣現象的認識不斷深入,但是天氣預報在中國始終沒有成為一門系統性的實證科學。

從18世紀開始,國外對現代科學的認知飛速發展,天文學、流體力學、氣象動力學等學科相繼出現。1855年,當時的巴黎天文台台長勒弗裡埃在各方贊助下,将各地的觀測資料集中起來,分析繪制天氣圖,推斷出了未來風暴的運行路徑,開啟了現代天氣預報的大門。

對氣象學的研究越深入,人們越發現它所涉及的知識面可以說是“上知天文,下知地理”—氣象系統是一個開放的系統,會受到來自各個方面的影響,任何一點變數,都會影響到氣象變化。“亞馬遜雨林的一隻蝴蝶扇動翅膀,可能會引起德克薩斯州的一場龍卷風。”著名的“蝴蝶效應”描述的就是天氣的敏感性。

大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈、冰凍圈……随着計算機技術的發展、觀測手段的進步,尤其是20世紀60年代發射氣象衛星以來,衛星的探測資料彌補了海洋、沙漠、極地和高原等地區氣象資料不足的缺陷,這才使天氣預報的水平顯著提高。2015年,一項發表在《自然》雜志的研究發現,自1981年以來,氣象學家對3-10天内大氣壓的預測,在以每10年精确1天的速率提升。

但迄今為止,百分之百準确的天氣預報仍然是不存在的。為什麼用了最快的計算機、最強的衛星,還是做不好一份天氣預報呢?

準确的天氣預報首先需要準确的觀測信息,因為隻有知道了當下的溫度,才能根據模型算出未來。理想狀态下,觀測站應該均勻分布,最好順着經線和緯線的方向每隔1km就有一個,而且隻在地球表面還遠遠不夠,畢竟大氣層并不是隻有一個平面,不同的高度也都需要設立“觀測站”。如今全球範圍内建設了許許多多的觀測站,數量還在不斷增加,也有越來越多的氣象遙感衛星升空,幫助我們檢測這些數據,但依然無法滿足氣象研究和預報的需求。

所有上述的觀測數據都會被輸入到千萬億級運算的超級計算機中,在預測模型中進行計算,得出的結果稱為數值預報産品。目前常用的數值預報産品有歐洲中心、華東區域中心(國産)、T639(國産)、GFS、日本模式、NCEP等,所有的模式都會預測明天、後天、大後天是什麼天氣、溫度是多少、風力是多大。然而麻煩的事實就是:每家模式的預報結果并不總是相同,甚至經常會出現大相徑庭的狀況,而且沒有一家模式能夠一直保持準确……

這個時候就輪到我們的天氣預報員登場了。事實上,我們每天收到的天氣預報都是“數據+人工”的結果。天氣預報員會運用所學到的各種氣象學理論知識和積累的經驗,對天氣圖和各種數值預報産品進行綜合分析。由于個人理解的不同,即使看着同樣的天氣圖,每個氣象員也可能得出不同的結果,所以經常需要會商—就像醫生會診一樣,所有天氣預報員充分發表自己的意見,相互讨論,最終形成結論向社會公布。

天氣預報不可能100%準确,預報員不是萬能的,但預報員永遠都是在付出100%努力。在寥寥數字的天氣預報背後,是大量綜合學科的知識積累,是一個國家最強的計算能力和空間探測能力。甚至有人說,氣象學的發展代表了一個國家的國力。

經過40多年發展,在氣象衛星領域,中國的風雲系列氣象衛星已經和美國(日本)氣象衛星與歐洲氣象衛星形成了三足鼎立的局面,正在為全球80多個國家和地區、國内2500多家用戶提供衛星資料和産品。中國面對氣象災害時的一整套防災減災體系,已經達到國際一流水平,同等災害發生的情況下,人員的傷亡程度和經濟損失都在逐漸下降。

天氣預報說到底,無外乎“把握現在,預測未來”這八個字,希望這八個字也能給你帶來啟發。
   

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