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日常气象预报的准确率

来源: 互联网  类别:行业资讯  更新时间:2013-7-11 9:37:33  阅读

日常气象预报的准确率
  天有不测风云。进入夏季,随着高温、雷雨、台风等快速变化天气增多,人们对于天气预报的需求也在增强。不过人们大都也遭遇过预报不准的情况,比如预报多云,却下了暴雨,被淋成落汤鸡,一些网民调侃“再也不相信天气预报了”。
  其实,天气预报不准已是老生常谈。2005年,北京预报台风“麦莎”袭来,很少遭遇台风的北京全城戒备,结果老天开了一个玩笑,麦莎拐弯而去,北京只下了几滴毛毛雨,“台风没有进京证,进不了北京”的段子不胫而走。2012年“7・21”水灾之后,北京接连发布暴雨橙色预警,结果同样是虚惊一场。这样“空报”的结果人们最多调侃几句,而一旦漏报极端天气,就会造成生命财产损失,危害巨大。
  然而,与人们的直观感受不同,统计数据表明,2012年,我国天气预报的准确率高达86.5%,在许多行业的应用方面超越欧美发达国家。那么,天气预报是怎么作出来的?我们怎样看待天气预报的准与不准?未来天气预报会向什么方向发展?
  天气预报 究竟如何作出
  天气预报最主要的方法是数值天气预报,即以气象观测资料为初值条件,通过大型计算机作数值计算,预测未来一段时间的天气
  网上有这样一个段子:天气预报降水概率70%,这个结论是怎么得出来的?气象台有10个预报员,领导问明天下不下雨,结果7个举手下雨,3个认为不下雨,降水概率70%。
  这当然是网民的调侃。那么真正的天气预报是怎么作出来的呢?
  中国工程院院士李泽椿介绍说,现在天气预报最主要的方法就是数值天气预报。数值天气预报以气象观测资料为初值条件,通过大型计算机作数值计算,再用流体力学和热力学的方程组进行求解,进而预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。
  目前,全世界已有30多个国家和地区把数值天气预报作为制作日常天气预报的主要方法,我国于1959年开始在计算机上进行数值天气预报。运用数值预报,2012年,我们国家天气预报的准确率达86.5%,可以对未来6至7天的天气作出预报。
  既然如此,为什么还有13.5%的不准确?其实道理很简单,天气预报是个复杂的系统,失之毫厘,谬之千里。计算方案里面有很多数据是变化和不够精确的,我们对大气物理规律的认识也有一个逐步深化的过程。
  北京大学物理学院大气科学系教授张庆红解释说,负责初始数据的观测站未能达到理想所需,这给天气预报的准确性打了折扣。理想情况下,全球不同地理位置、不同高度层面需要数量级达到106至107的观测站。而现实中,这个数值仅为103至105。而且,观测站分布极不均匀,如我国的青藏高原气象观测站就很少。同时,这并不是一个国家的事情,因为大气是流动的,即使国内的观测点很密,周边国家达不到要求,也会影响初始数据。
  除了观测站点的数据局限性,仪器观测误差与计算误差也十分可观。从加工程序来讲,由于数值预报模型建立在流体力学方程组的求解之上,在求解方程组时用差分的计算方法,必然引起计算误差。“我们只能努力通过对物理过程的精确认识让模式更接近真实大气,但它不是真实大气环境的还原,所以基于这个模式所计算出的大气未来走势也有一定的不确定性。”张庆红说。
  不同地理环境也对预报准确度影响深刻。平均水平相同的情况下,山区、湖泊、农田、城市等的天气状况都会不同。如果把数值预报计算网络缩小一半,即对更小尺度进行运算,计算量大体会增加16倍,但在运算中,一些类似于地形等的信息依然难以充分表达,大气运动的物理过程细节不能很好反映,必须依靠预报员通过他们的分析、验证与经验再次订正。“这个时候,气象预报员不像‘科学家’反而更像个‘艺术家’。”张庆红说。
  为什么会感觉预报不靠谱
  人们感慨,没活多少年,N年不遇的极端天气却赶上好多次了。事实上,科学家和公众的评判标准有很大不同
  生活中我们常常听到天气预报说,某地有50年不遇的暴雨,某地遭遇百年不遇的洪水。于是人们感慨,没活多少年,N年不遇的极端天气却赶上好多次了。这样的感慨多了,人们会越来越觉得天气预报“不太靠谱”。
  事实上,公众和科学家对天气预报认识上的不对称,导致了很多误解,这也是天气预报有时候跟人们的直观感受偏离的重要原因。
  比如,科学上对“N年不遇”的极端天气,有明确的定义,天气条件符合了定义规定的条件,就是“N年不遇”,而不是人们理解的“N年才会遇上一次”。当然,总体上极端天气发生的概率在增加。中国科学院大气物理研究所研究员段安民说,有研究表明,在气候变暖的背景之下,极端天气气候事件增加的概率会增大,陆面和海洋蒸发加强,这样就加强了大气水循环和能量循环,大量的水汽留在大气里,所以就更容易发生跟降水有关的极端天气和气候事件。
  比如,对于高温预报,很多人相信有一个规定,38度以上算高温,工厂要停工,学校要放假,因此,天气预报很少报38度以上。中央气象台天气预报主持人宋英杰明确否认了有这一规定。他解释说,人们在中关村大街上感觉温度超过了40度,但天气预报说最高只有37度,事实上预报的温度是北京南郊观测点草地上百叶箱里面通风避风环境下的温度,所以跟人们的直观感受会有不同。
  比如,天气预报常常使用“局部地区”的表述,有人调侃说,“局部地区”的天气实在是太恶劣了,天气预报天天说那里不是刮风就是下雨,好在我们没有生活在“局部地区”。随着监测预测水平的提高,天气预报中这种模糊性的表述会不会减少一些?
  李泽椿介绍说,我国气象部门一直在致力于天气的精细化预报。比如辽宁做到乡镇,后来又往细里做,但是预报越往细里做,越涉及到很多问题,既有研究过程,也有组织过程,需要一步一步来实现。
  宋英杰认为,公众要调整对天气预报的心理预期值,因为哪怕观测的要素再多元,层次再丰富,网格再细密,都不可能穷尽这世界上的山山水水、所有的情景和细节,我们地形太复杂了,而天气变化太“狡猾”了。他特别理解预报的时候会采用一些模糊语言,因为有时候说得特别细致,结果没有吻合上,反倒令人产生怨言。
  张庆红说,从科学角度看,天气预报不可能完全准确,每一天的准确程度都不一样,依赖于那一天原材料的误差。总体上看,大尺度天气系统比小尺度天气系统的预报更准,冬天气旋、雪和夏季台风来的时候,这些预报比较准,而夏季雷暴预报准确率就没有大系统准。
  该如何利用好天气预报
  作天气预报追求的是三个方面,一是准确,二是及时,三是利用,我国的天气预报在考虑各个行业的利用方面下了很多功夫
  对老百姓来说,了解了天气预报的制作过程,就能更好地利用天气预报。比如出行时尽量选择天气对所用的交通工具影响不大的时间,比如根据预报更好地安排工作。一般人们关注的是24小时预报,却没有养成看临近预报的习惯,事实上气象部门会不断更新预报,越临近的预报,准确度也就越高。
  李泽椿院士介绍,作天气预报追求的是三个方面,一是准确,二是及时,三是怎么用好它,我国的天气预报在考虑各个行业的利用方面下了很多功夫。“比如,我们解决高速公路上的预报,解决农业干旱中转折性天气的问题,解决减灾救灾、重大活动的专门预报问题,这些方面领先国外。我们所有预报都是着眼于满足群众的需要,满足经济发展的需要,这是最重要的。”李泽椿说。
  对于今后天气预报的发展方向,段安民认为,天气预报要向更短时间和更长时间两个方向发展。“一个是短时临近的精细化预报,这是公众都很关注的。什么时候、多长时间、提前半个小时还是一个小时,降雨会落在哪里?另一个,公众会关注更长时间的天气预报,像10天以上的长期预报,比如说这个月的月末天气情况是什么样。”
  短时临近天气预报可以对不够准确的预报进行修正,气象台滚动发布的预报对防灾减灾意义重大。政府部门及公众应该养成随时关注天气的习惯,把极端天气带来的损失降到最低。
  长期的对气候的预测也是未来发展的方向。“对于如何把未来10天、半个月的天气预报出来,我们的空间还很大,”段安民表示,现在初步预报在15天之内,超过15天就没有预报基础了,“在15天到1个月之间,这段时间的预报,既依赖于初值,又依赖于边界值,但初值逐渐影响变小,边界值比如陆地、海洋、冰雪等的影响逐渐显现,这样的预报是最为困难的。”

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