日前，與氣象界的幾位專業(yè)人士一起聊“天”，探討天氣預報準與不準的話題。

   （一）感慨

    天氣預報，是人類的一種高級智力游戲。

    因為預知是一種生活品質(zhì)，甚至是一種生命保障。

    這是一個“天有不測風云”與“天有可測風云”并存的年代。

    預測科學，僅僅提供了一種概率較高的可能性，而非必然性。

    一位前輩曾經(jīng)說過，天氣預報，就是八分把握加兩分冒險，有時等于十分精彩，有時等于十分可笑。

    網(wǎng)上有一個“我再也不相信...”的句式，被使用最多的就是：（1）我再也不相信愛情了。（2）我再也不相信天氣預報了。第一句話并沒有使人們從此規(guī)避愛情，第二句話也沒有使人們從此放棄天氣預報。

    瀏覽一些論壇或貼吧時，時常會看到這樣的對話：

    甲說：天氣預報，胡說八道！

    乙說：有本事，你來報！

    有人覺得有些冤枉：預報對了，大家記不??；預報錯了，大家忘不掉。

    美國同行有這樣一段感慨：在這個世界上，只有上帝是完美的，因為上帝從來不做天氣預報。

    臺灣一位氣象學者在其最后一部著作中留下的打油詩，讓我感慨萬千：

    昨天報雨今日晴，預報錯了得罵名。

    今天報晴明日晴，預報對了罵未平。

    可憐天氣預報人，終生被罵上天庭…

    (二)古人如何推測天氣？

    即使在甲骨文中，都有關于占卜天氣的記載。在科學尚未昌明的漫長歲月中，依然有著科學精神的雛形。例如猜測天氣往往都會有“占”和“驗”這兩個環(huán)節(jié)，占卜之后，還要驗證正誤。對于很多氣象諺語，也有人進行是否應驗的總結，從而得出“屢驗”、“甚驗”、“屢不驗”的檢驗分析。大膽假設，小心求證。

    在沒有常規(guī)量化和連續(xù)觀測和預測的年代，人們?nèi)狈τ跉庀蟾奈锢磉^程的內(nèi)在機理進行研判，也缺乏對天氣的宏觀形勢的洞察，由甲現(xiàn)象推斷乙現(xiàn)象的邏輯過程常常帶有假說意味，并存在諸多謬誤，例如腐草為螢、雀入大水為蛤等等。對于氣象的觀察和感悟，是以家學傳承、文學描述、哲學思辨和史料記載的方式流傳下來的。從嚴格的意義上，并未形成預測科學。

    但在那樣的年代，人們能夠敏銳地捕捉到天氣的一定周期性以及物候表象間的呼應關聯(lián)，折射出非常令人折服的感知力?！鞍嗽率逶普谠?，正月十五雪打燈”，詮釋了跨度150天的天氣韻律?！俺簿诱咧L，穴居者知雨，草木知節(jié)令”，借助其他生物的靈性推斷氣象變化。

    其中二十四節(jié)氣以及數(shù)以萬計的氣象諺語成為民族智慧的寶貴遺存。每當讀到飄風不終朝，驟雨不終日；千里不同風，百里不同雷；上風雖開，下風未開，主雨；燕子初歸風未定，桃花欲動雨頻來；有雨山戴帽，無雨云攔腰…都會對古人樸素的大智慧肅然敬畏。

    （三）現(xiàn)在如何做天氣預報？

    中國工程院李澤椿院士說，目前天氣預報的核心工具是數(shù)值天氣預報。數(shù)值天氣預報以氣象觀測資料為初值條件，通過巨型計算機進行數(shù)值計算，再用流體力學和熱力學的方程組進行求解，進而預測未來一定時段的大氣運動狀態(tài)。

    所以探討準與不準，可以圍繞數(shù)值預報展開。我們對大氣運動中的規(guī)律尚未全然知曉，設計的任何方程只能是求得近似。初始的觀測數(shù)據(jù)除了不準確之外，還有不完整的問題，例如青藏高原上的觀測資料就很少。如果把數(shù)值預報計算網(wǎng)絡縮小一半，即對更小尺度進行運算，計算量大體增加16倍，但在運算中，一些類似于地形等的信息依然難以充分表達，大氣運動的物理過程細節(jié)不能很好反映，必須依靠預報員再次訂正。

    （四）目前天氣預報的預報能力如何？

    以目前國際上準確率及時效性較高的歐洲數(shù)值預報為例，1973年成立之初，最多能夠預測未來3天的天氣情況。經(jīng)過近40年的發(fā)展，數(shù)值預報水平及時效穩(wěn)定持續(xù)提高，約每10年增加1天有效預報?！案鶕?jù)此發(fā)展過程推算，到2030年，我國數(shù)值預報時效能夠再提高兩天，這意味著預報員可以提前9天預報大范圍的環(huán)流形勢。

    氣象大家竺可楨先生1926年曾經(jīng)在一篇文章中談到“氣象臺之責任”，氣象臺之責任，首在調(diào)查各地雨量之多寡以及歷年之變遷，次則說明變遷之原因，迄今歐美各國氣象臺，均從事于此。

可見，那時的氣象臺尚未具備制作和發(fā)布常規(guī)預報的能力。即使在十多年前，在電視中發(fā)布48小時以上的預報信息需要層層審批，而現(xiàn)在我們經(jīng)常展望未來一周的天氣走勢。

    天氣預報的客觀準確性在艱難中逐步提升，例如在中國:

    24小時臺風路徑預報誤差2012年首次低于100公里（為94公里，略遜于美國，優(yōu)于日本）；

    2012年24小時晴雨預報準確率86.5%，連續(xù)五年高于85%；

    最高氣溫24小時預報準確率74.1%，最低氣溫預報準確率80.1%，均為歷史最好水平。

    對于這些要素的預報，簡而言之，八成還是準確的。

    但不同的要素和項目，預報能力存在非常大的差異。

    例如：（1）明天會下雨嗎？（定性）和（2）明天會下暴雨嗎？（定性+定量）這兩個問題，預報準確性差異巨大。

    （五）天氣預報為什么有時不準？

    按照北京大學大氣系張慶紅教授的說法，不準確包括了原料、加工場、產(chǎn)品檢測包裝的三重問題。

    原料的問題在于，儀器的可觀測誤差、站點的可代表性誤差、資料同化誤差。

    所有的觀測數(shù)據(jù)，都只能是近似的。

    例如觀測誤差，氣壓觀測誤差0.5百帕，風速觀測誤差3米/秒，相對濕度觀測誤差10%左右。

    站點的可代表性誤差，在遼闊的疆域內(nèi)，只有幾萬個人工及自動觀測站，例如北京南郊觀象臺觀測到降水，無法代表全北京轄區(qū)均出現(xiàn)降水，反之亦然。由于觀測點的代表性問題，有時會出現(xiàn)大家都懂的“被代表”問題。

    加工場的問題在于，例如蒸發(fā)和凝結項，是發(fā)生在分子尺度上的，而我們對于精細物理過程尚未清晰認識。另一方面，在求解方程組時用差分的方法，必然引起計算誤差，即階段誤差。所以這個加工廠不是一個能夠再現(xiàn)大氣真實運動的加工廠。

    最后預報員參照這些不同的產(chǎn)品并結合經(jīng)驗，做出采信、判斷和修正。

    天氣在線創(chuàng)始人、南京信息工程大學智協(xié)飛教授認為，初始場和模擬大氣運動的物理方程都只能近似值和近似解。讓人感到沮喪和悲觀的是，無法到達完美；但讓人欣慰和樂觀的是，可以逐步逼近完美。

    所謂初始場，就是大氣要素的此時狀態(tài)，她的一個看似微小的變化，就可能導致演變結果（預報場）的迥然差異，這就是所謂的蝴蝶效應。提出蝴蝶效應的洛侖茲，當年就是在把初始值由0.506127改為0.506之后，運算結果產(chǎn)生了令人瞠目結舌的顛覆性變化。

    可見，現(xiàn)代氣象科學的核心手段“數(shù)值預報”，即使網(wǎng)格再細密、要素再多元、層次再豐富，都無法窮盡大千世界的無數(shù)細節(jié)，都無法精確再現(xiàn)大氣運動的真實情境。

    （六）什么情況下更容易不準？

    換季的時候，影響系統(tǒng)的多重性和氣象要素的大變率，容易使天氣變化出乎預料之外。

    夏季微小尺度天氣系統(tǒng)盛行時，大網(wǎng)撈不到小魚，尺度小、歷時短，卻往往強度大，這類“漏網(wǎng)之魚”更容易讓人產(chǎn)生天氣預報不靠譜的感慨?！芭１秤辍?，一頭牛的背上，都有晴雨的差別；“雹打一條線”，線內(nèi)線外，悲喜兩重天。

    某個天氣系統(tǒng)邊緣處，看似毫厘之間，天氣卻天壤之別。

    美國對于龍卷風的預報，目前的預報能力是平均提前13分鐘發(fā)出預警，如果能夠提前20分鐘告知公眾，在現(xiàn)階段便是十分精彩的預報個例了。

    所以，知曉更準確的天氣信息，F(xiàn)ORECASTING常常是不夠的，如果可能，還需要了解NOWCASTING（臨近的預報或預警）。有些天氣變化，尚無法提前幾天提供預報，只能依靠臨近時的補充訂正的滾動式發(fā)布。

    地形復雜的地方，（海洋、高原）千里不同風，百里不同雷。一山有四季，十里不同天。一座山，迎風坡抬升凝結，背風坡下沉增溫，恍如千里之異。

    氣候變率較大的地方、天氣節(jié)奏較快的地方，都可能加大預報的“本底”難度。

    另外，氣候變化、下墊面（地表生態(tài)）的改變以及人類排放水平的提升，都可能提高預報的難度，例如近年來盛行的霧霾天氣。由于全球氣候變化，加強了大氣水循環(huán)和能量循環(huán)，導致極端天氣氣候事件更頻繁地發(fā)生，本來長久沉寂的氣象紀錄常常輕而易舉地打破，N年不遇的事情，我們經(jīng)常不期而遇。原本的小概率事件卻變得此起彼伏。由于小概率事件的歷史樣本較少，預報經(jīng)驗累積相對較少，這無疑成為預報難度新的增長點。

    （七）理解上的差異是不是也在影響天氣預報的可信度？

    例如氣溫，常常被理解為地面溫度，而氣象臺發(fā)布的氣溫是指離地1.5米，通風、草坪上、百葉箱中的溫度，它是全球統(tǒng)一，具有代表性、剔除環(huán)境“噪聲”、可對比的大氣溫度。在盛夏季節(jié)，氣溫常常低于人們體感的地面溫度，所以才會有“氣象臺故意壓低、瞞報高溫”的質(zhì)疑。

    例如大雨，人們所說的大雨，常常是觀察是瞬間雨強很大，雨勢猛烈；而氣象上所說的大雨，一般是指24小時累積降水量25-50毫米之間的降雨。

    例如春天，大家心目中的春天，與氣象上連續(xù)五天日平均氣溫高于10度為入春的標準往往存在差異。

    例如暖冬，大家心目中的暖冬印象或感慨，與氣象上12月1日至2月底的氣溫距平值的標準往往存在差異。

    預期上的差異：準的時候，以為當然；不準的時候，才會有深刻的記憶和交流上的共鳴。

    （八）未來的氣象預報的方向是？

    中科院大氣所段安民研究員認為，未來的天氣預報一定是客觀化和定量化。向兩端發(fā)展：遠處看得到，近處看得細。時效更長，短期和臨近預報更精確。未來的天氣預報是朝著時間尺度的兩端發(fā)展。一個是短時和臨近的精細化預報，另一個是關注10天以上的長期預報。

    （九）善解人意

    天氣預報的準確性在提高，但美譽度并未同步提升。大家對于天氣預報的預期值，其升幅高于天氣預報準確率的升幅。氣象人需要看到，人們對于天氣預報還不甚滿意，但這種不滿意是建立在大家對天氣預報依賴度提升的前提下。

    我們畢竟遠未達到大家期望中的“神明”的程度。理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感。

    預期值管理，是氣象人希望公眾降低預期，不過望，才能少失望。同時，氣象人懂得更謙卑、更敬畏地優(yōu)化預報、改善服務，更懂得善解人意，更善于以互動的方式加強溝通。預報天氣，要接通地氣，才能增加底氣、聚合人氣。公眾沒有無緣無故的喜歡，也沒有無緣無故的抱怨。

    預報對了，業(yè)內(nèi)人不任意地吹；預報錯了，業(yè)外人也不會隨意地罵。多一些對錯誤預報的回溯和反思，少一些對精彩預報的把玩和自賞。預報的準與不準，既是技術也是藝術，既是事實也是感觸。做任何一件事，豈能無怨，但求無悔。

                        （聊天內(nèi)容，未及完整整理，本博文僅為粗略記錄）