郭佳

變幻莫測(cè)的天氣現(xiàn)象對(duì)古人來說是神秘的“天機(jī)”，然而，對(duì)現(xiàn)代人而言，每天接收天氣預(yù)報(bào)不過是件稀松平常的事。那么，您知道科學(xué)家是如何進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)的嗎？

天氣預(yù)報(bào)是利用氣象觀測(cè)資料，應(yīng)用天氣學(xué)、動(dòng)力氣象學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法，根據(jù)當(dāng)前及近期的天氣形勢(shì)，對(duì)某區(qū)域或某地點(diǎn)未來一定時(shí)段的天氣狀況做出定性或定量的預(yù)測(cè)。它不僅是大氣科學(xué)研究的一個(gè)重要目標(biāo)，而且對(duì)人類生活生產(chǎn)有著重要意義。天氣預(yù)報(bào)是一個(gè)極其復(fù)雜而又精密的過程，需要經(jīng)過氣象觀測(cè)、數(shù)據(jù)收集、綜合分析、預(yù)報(bào)會(huì)商、預(yù)報(bào)產(chǎn)品發(fā)布這五個(gè)環(huán)節(jié)。

氣象觀測(cè)，依靠全球立體氣象觀測(cè)網(wǎng)

提到氣象觀測(cè)，大家可能覺得陌生。其實(shí)，可以隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)速風(fēng)向標(biāo)就是一種氣象觀測(cè)。但這只是一項(xiàng)基礎(chǔ)、常規(guī)的地面氣象觀測(cè)。嚴(yán)格地說，氣象觀測(cè)是指對(duì)地球大氣圈及其密切相關(guān)特征進(jìn)行系統(tǒng)地、連續(xù)地觀察和測(cè)定，并對(duì)獲得的觀測(cè)記錄進(jìn)行整理的過程。氣象觀測(cè)的對(duì)象不同，所使用的儀器、系統(tǒng)和方法也不同。根據(jù)氣象探測(cè)儀器所處位置，氣象觀測(cè)可分為地基觀測(cè)、空基觀測(cè)和天基觀測(cè)，幫助我們從地面到高空，從陸地到海洋，全方位、多層次地立體觀測(cè)大氣變化。由地基、空基和天基構(gòu)成的全球立體氣象觀測(cè)網(wǎng)，無時(shí)無刻地監(jiān)視著地球大氣的變化?，F(xiàn)今，我國(guó)氣象部門已有國(guó)家級(jí)地面氣象觀測(cè)站2 600多個(gè)，天氣雷達(dá)站180多個(gè)，以及多個(gè)“風(fēng)云”氣象衛(wèi)星。

數(shù)據(jù)收集，從經(jīng)驗(yàn)走向數(shù)值

觀測(cè)數(shù)據(jù)收集完成后，各級(jí)氣象臺(tái)站將地面、高空、海洋、極地等站觀測(cè)到的諸如氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水等常規(guī)氣象要素，閃電、霧、酸雨等非常規(guī)氣象要素，以及天氣實(shí)況的結(jié)果，按統(tǒng)一規(guī)定的時(shí)間和格式編成氣象電碼，以電報(bào)、電話、網(wǎng)絡(luò)等形式拍發(fā)到國(guó)家氣象中心。國(guó)家氣象中心會(huì)通過高速計(jì)算機(jī)對(duì)收集到的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照確定的程序，用規(guī)定的數(shù)字和符號(hào)，把收到的同一時(shí)間各地的氣象觀測(cè)，記錄在一張圖上，形成天氣圖。天氣圖可以反映出各地天氣情況。預(yù)報(bào)員對(duì)天氣圖進(jìn)行分析研究，再結(jié)合衛(wèi)星云圖資料、雷達(dá)回波資料等，就可以初步判斷天氣系統(tǒng)的演變過程。

近年來，隨著電腦技術(shù)的不斷發(fā)展，我們可以利用超級(jí)電腦迅速收集世界各地最新的氣象資料，同時(shí)建立以物理、數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的“數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)”，求取各氣象變數(shù)的數(shù)值來做天氣預(yù)報(bào)，這就是“數(shù)值天氣預(yù)報(bào)”。與傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)不同，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是定量和客觀的預(yù)報(bào)，是現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)的重要技術(shù)。借此，我們可以獲得更準(zhǔn)確、及時(shí)的預(yù)報(bào)。國(guó)家氣象中心擁有全國(guó)最先進(jìn)的巨型計(jì)算機(jī)，有了這種計(jì)算能力為每秒數(shù)千億次的計(jì)算機(jī)，未來的天氣如何，很快就會(huì)被“算”出來。

綜合分析，人力與計(jì)算機(jī)的完美配合

無論是天氣學(xué)方法，還是數(shù)值預(yù)報(bào)方法，都存在一定的局限性，這就需要預(yù)報(bào)員們對(duì)各種預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行綜合分析判斷。

國(guó)家氣象中心將收到的氣象資料，結(jié)合氣象衛(wèi)星信息、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品、各種雷達(dá)探測(cè)資料等，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合分析處理與加工后，很快地通過氣象衛(wèi)星以廣播的形式轉(zhuǎn)發(fā)到我國(guó)的區(qū)域中心、省、地、市、縣等單位，完成氣象資料的處理與加工產(chǎn)品的分發(fā)工作。這幾步工作一般都是在很短的時(shí)間內(nèi)完成：常規(guī)觀測(cè)資料（每天地面高空定時(shí)觀測(cè)資料）一般在半小時(shí)內(nèi)處理完成轉(zhuǎn)發(fā)回各級(jí)氣象臺(tái)站，而氣象衛(wèi)星資料，數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品資料，雷達(dá)資料等也是在資料收集后的半小時(shí)內(nèi)能及時(shí)傳遞到各級(jí)氣象臺(tái)站。

各地氣象臺(tái)站收到各種資料與產(chǎn)品后，迅速把各種觀測(cè)數(shù)據(jù)填寫到天氣圖上。預(yù)報(bào)員對(duì)填繪的天氣圖和收到的氣象信息進(jìn)行綜合分析，分析大氣環(huán)流形勢(shì)，分析數(shù)值天氣預(yù)報(bào)結(jié)果，分析對(duì)當(dāng)?shù)靥鞖饪赡茉斐捎绊懙奶鞖庀到y(tǒng)，運(yùn)用各種天氣預(yù)報(bào)理論、方法與工具，綜合計(jì)算機(jī)處理結(jié)果和多年的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合本地的氣候背景與天氣實(shí)況來推斷出未來天氣變化的趨勢(shì)，據(jù)此做出本地區(qū)未來不同時(shí)間段的具體天氣預(yù)報(bào)。

預(yù)報(bào)會(huì)商，對(duì)天氣情況進(jìn)行“會(huì)診”

天氣會(huì)商，就像醫(yī)生給患有疑難雜癥的病人會(huì)診一樣。不同的人使用不同的方法對(duì)同一天氣變化的判斷不一定相同。所以，在天氣情況比較復(fù)雜或者災(zāi)害性天氣來臨前，預(yù)報(bào)專家們就要進(jìn)行天氣會(huì)商，甚至還要與外地或外國(guó)的專家相互交換意見，在充分討論的基礎(chǔ)上，得出比較可靠的預(yù)報(bào)意見。

國(guó)家-省-市氣象臺(tái)會(huì)通過專線的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)行雙向視頻溝通、會(huì)商，預(yù)報(bào)員們將各自對(duì)未來的天氣預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行展示、討論。專家們各抒己見后，由值班預(yù)報(bào)員歸納，綜合各方意見做出天氣預(yù)報(bào)。首先做出天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)，再根據(jù)預(yù)報(bào)的天氣形勢(shì)做出具體的氣象要素的預(yù)報(bào)，包括溫度、濕度、風(fēng)、降水和強(qiáng)烈天氣等。首席預(yù)報(bào)員將各個(gè)預(yù)報(bào)意見匯總后，經(jīng)過綜合分析，對(duì)未來天氣及變化趨勢(shì)做出最終預(yù)報(bào)結(jié)論。

預(yù)報(bào)發(fā)布，從專業(yè)數(shù)據(jù)到通俗表達(dá)

天氣預(yù)報(bào)結(jié)論得出后，會(huì)被改寫成通俗易懂的語(yǔ)句，同時(shí)還配有各種天氣符號(hào)以及生動(dòng)的天氣情況畫面，在氣象局的影視制作中心制作出電視天氣預(yù)報(bào)節(jié)目。此外，預(yù)報(bào)信息還會(huì)制作成不同形式的產(chǎn)品，如文字、圖片、圖形圖表，通過廣播、電視、報(bào)紙、短信、微博、微信等不同的平臺(tái)傳播出去。

隨著我國(guó)天氣預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展，氣象衛(wèi)星的發(fā)射和各種數(shù)值預(yù)報(bào)模式的出現(xiàn)，我們的天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率在穩(wěn)步上升。期待未來會(huì)有更多的人來關(guān)注天氣，關(guān)注氣象。