准确预报天气还是件挺难的事

受氣象科學認知水平的限制

仍然難以準确預測天氣

□ 萬軍

3月23日是第58個世界氣象日。

天氣非常接近我們的生活。風、霜、雨和雪與我們的日常生活密切相關。但是很少有人知道天氣。天氣預報是怎麽來的？爲什麽不準确？中國氣象局影視中心總工程師朱定珍談到了原因。

人們通常稱之爲計算機天氣預報是指氣象數值預報，它将現實中的物理現象描述爲數學模型，并通過計算機演算預測這些物理現象将如何發展。可以說，氣象科學是探索如何用數學方程來描述物理現象的過程。

然而，天氣模拟過程涉及到很多變量，需要大量的信息來反映天氣的變化特征，這需要巨大且無限的計算能力。無論計算能力有多高，對氣象學來說都是不夠的。流行的“雲計算”和“大數據”在氣象學的研究和應用中并不是什麽新鮮事。

除了最強的計算能力外，好的天氣預報還需要準确的觀測信息，因爲隻有知道今天的溫度，我們才能根據模型計算出明天的溫度。目前，世界各地已經建立了許多觀測站，數量還在不斷增加，但仍不能滿足氣象研究和預報的需要。理想情況下，我們希望觀測站均勻分布在地球表面。最好沿經緯度方向每隔一公裏設置一個測站收集數據。盡管在海中建造一個觀測站是困難的，但即使在陸地上也很難實現。當然，僅僅地球表面是不夠的。畢竟，我們想要模拟的大氣并不是隻有一個平面，觀測站需要設置在不同的高度。所以我們需要從天空進行遙感和衛星觀測。通過衛星遙感技術，我們可以反演大氣中不同層次物質的反應和運動規律。我們現在之所以能夠很好地預測台風，正是因爲當台風剛剛在海上形成時，我們可以通過衛星看到它們，然後我們可以一目了然地看到它們是如何發展和移動的。

超級計算機和遙感衛星都是天氣預報的必要技術。它們有助于預報員更快地計算，看得更遠。然而，由于目前人類對氣象科學的理解水平，我們仍然無法做出完全準确的天氣預報。

2017年，中國氣象局被世界氣象組織命名爲世界氣象中心。除了數值預報與世界一流水平的差距外，我們的觀測網絡不亞于世界強國。面對氣象災害，我國的一整套防災減災體系已達到世界一流水平。我們過去常說“抗台風”和“戰争台風”。現在我們說“抗台風”。我們應該在台風來臨之前撤退，科學地處理它。在同樣的災害情況下，人員傷亡和經濟損失的程度正在逐漸降低。中國幅員遼闊，氣象災害較多，對災害的認識和應對經驗也較多。

氣象學涉及廣泛的知識。可以毫不誇張地說，它“從頂部了解天文學，從底部了解地理”。氣象學不僅研究風和雨，而且從海洋到太空，涵蓋由大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈和冰圈組成的“五圈”。氣象系統是一個開放的系統，它會受到各個方面的影響，無論是陽光還是海水的流動，都會影響氣象的變化。一隻蝴蝶在亞馬遜雨林中拍打翅膀可能會在德克薩斯州引發龍卷風——洛倫茲的“蝴蝶效應”，描述了天氣的敏感性。在氣象學的研究中，我們需要用物理學來解釋大氣和海洋的運動，用化學來理解物質的變化，用數學來計算和計算。學習氣象學的人需要在數學系學習數學，在物理系學習物理。隻有他們有很強的基礎才能學習氣象學。除了基礎科學，氣象學還需要最前沿的技術。無論是最強大的超級計算機還是最新的探測衛星，它都将首次應用于氣象學。甚至有人說,氣象學的發展代表着一個國家的國力。