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氣象預報怎么來的?

2016-03-18 09:45
大眾科學 2016年3期
關鍵詞:會商氣象臺氣象部門

俗話說:“天有不測風云?!痹缭谇?、漢時期,中國便有天象歷法,唐代開始朝廷便設欽天監等官職,專門預測天氣。古有諸葛亮夜觀星象借東風,更有“早霞不出門,晚霞行千里”“有雨天邊亮,無雨頂上光”等天氣預測諺語流傳至今。即便是咱們現代人熟知的天氣預報,也已經誕生整整35年了。

那么,天氣預報到底怎么來的?——用現在時髦的話來說,天氣預報可是經過“云計算”得到的大數據產品!

我們平常收到的天氣預報大致要經過三個步驟才能完成。首先是氣象資料的收集,然后對氣象數據進行分析、計算,最后是得到預報結論后,再將其制作成短信、電視節目、報刊新聞、微博、微信等各種形式對外發布。

監測獲取海量數據

在科學技術還不發達的日子里,云量、氣溫、風速、濕度、雨量、氣壓等很多氣象要素需要人工觀測,8:00、14:00、20:00、2:00……無論是刮大風還是下大雨,數據卻一個都不能落下,氣象監測員們的辛苦可想而知。

隨著科技進步,氣象監測手段從人工逐漸轉向智能,有很多數據能通過計算機直接傳輸了。目前,全國有2000多個地面站、120多個高空探測站、6顆在軌衛星、5萬多個自動監測站、600多個農業監測站、300多個雷達站等,逐日逐小時甚至到逐分鐘對不同地點、不同高度各種氣象要素進行監測。僅在貴州,每天也有85個氣象站、3000多個區域自動氣象站、7部新一代多普勒天氣雷達、2個探空雷達站對貴州境內的各類氣象要素進行實時監測。

這些數據有多少呢?以貴州為例,全省3000多個區域自動氣象站,每隔一小時監測實時氣溫,一天至少就有3000×24=72000個數據了,更別說除了氣溫,還要監測風、降水、濕度等要素了。同時,還有衛星每天繞地球轉幾圈甚至十幾圈,雷達每隔幾分鐘就要上下左右掃一掃,數據更是不計其數。

此外,預報貴州的天氣不僅需要貴州的監測數據,即便是預報一個縣的天氣,也需要對全省、全國,以及美國、歐洲、日本等的數據進行分析才行。氣象部門每天都在和大數據打交道,而監測數據只是氣象數據中的一部分而已。這么多數據拿什么“裝”?這就要說到超級計算機——它最初的應用之一,就是用來存儲這海量的氣象數據。

分析計算,讓數據到模式中“轉一轉”

有了數據作“原料”,接下來就要進行加工了!怎么加工呢?科技不夠發達時,氣象員要把氣溫、降水、風速、氣壓等各種氣象要素填到地圖上,這個過程叫“填圖”,然后再繪制天氣圖進行天氣系統的分析。

計算機發展起來后,天氣圖的繪制幾乎不需要手工了,但仍需要預報員進行訂正??墒?,有了天氣圖還不夠,預報員們還要分析各種衛星云圖、雷達回波和天氣預報模式(各種復雜的物理數學運算公式)產品——他們把已有的資料放到模式里面“轉一轉”就能得到想要的結果,但這“轉一轉”是非常龐大的數據運算,需要超級計算機才能完成。

有了各種模式預報產品,預報員們就要結合之前和現在的天氣實況,運用自己的專業知識和經驗來分析未來天氣將怎么變化。比如今天貴陽是20℃,那么有一股冷空氣馬上要來了,到底什么時候來?要降多少度?會不會下雨?會不會刮大風?這些都需要仔細分析。從中央氣象臺到各個?。▍^)、市氣象臺以及縣級氣象臺的預報員們,每天都得重復這些分析和計算工作。

會商并制作預報結論

由于每個預報員的能力、水平和經驗都不一樣,得到的天氣預報結論當然也不一樣,那么怎樣才能統一預報結論呢?這就需要會商了。

氣象部門從中央到地方,都有非常完備的視頻會商系統。很多時候,大家的預報結論不統一,比如福建氣象臺認為臺風要下午兩點才登陸,可中央氣象臺認為中午十二點就要來啦,一時半會兒誰也說服不了誰,那就等會商結束之后,倆人單獨“私聊”吧。聽完中央氣象臺的意見,每天上午10:30,貴州省的會商就開始了,每個市州縣都得參會,來具體聊一聊各自的預報結論是怎樣的。最后,一般在每天的中午12點前后,最終的預報結論就出來啦!

如果把氣象臺的預報結論直接拿給你,你也不一定能看懂,因為太專業了。而氣象部門有專門為社會公眾服務的機構,他們會把氣象臺的預報結論加工成各種形式傳遞給大家,如每天在電視上播出的《天氣預報》節目都是當地氣象部門自己錄制的。

但生活中大家常常會遇到天氣預報不準的時候,而且認為報得準是常態,容易對報不準耿耿于懷。其實,凡是預測性的事物,哪有百分百準確的呢?而且氣象科學目前仍處于年輕、發展階段,人類還沒法完全認識和掌握天氣變化的客觀規律。

此外,氣象部門也一直在努力,如“十二五”期間,貴州的晴雨預報準確率有了很大提高,對暴雨等災害性天氣過程的預報準確率保持在80%以上,要知道美國對龍卷風的預報準確率還不到10%。但是,美國政府和人民的災害意識很強,他們就算知道可能報不準,也會認真組織撤離。

試想,如果從現在開始,大家對天氣預報多一些理解和支持,更加重視每一條預警信息,那災害損失是不是會減少一些呢?(編輯/和恩馨)

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