天氣預報如此“看破”天機

郭佳

變幻莫測的天氣現象對古人來說是神秘的“天機”，然而，對現代人而言，每天接收天氣預報不過是件稀松平常的事。那么，您知道科學家是如何進行天氣預報的嗎？

天氣預報是利用氣象觀測資料，應用天氣學、動力氣象學、統計學的原理和方法，根據當前及近期的天氣形勢，對某區域或某地點未來一定時段的天氣狀況做出定性或定量的預測。它不僅是大氣科學研究的一個重要目標，而且對人類生活生產有著重要意義。天氣預報是一個極其復雜而又精密的過程，需要經過氣象觀測、數據收集、綜合分析、預報會商、預報產品發布這五個環節。

氣象觀測，依靠全球立體氣象觀測網

提到氣象觀測，大家可能覺得陌生。其實，可以隨風旋轉的風速風向標就是一種氣象觀測。但這只是一項基礎、常規的地面氣象觀測。嚴格地說，氣象觀測是指對地球大氣圈及其密切相關特征進行系統地、連續地觀察和測定，并對獲得的觀測記錄進行整理的過程。氣象觀測的對象不同，所使用的儀器、系統和方法也不同。根據氣象探測儀器所處位置，氣象觀測可分為地基觀測、空基觀測和天基觀測，幫助我們從地面到高空，從陸地到海洋，全方位、多層次地立體觀測大氣變化。由地基、空基和天基構成的全球立體氣象觀測網，無時無刻地監視著地球大氣的變化。現今，我國氣象部門已有國家級地面氣象觀測站2 600多個，天氣雷達站180多個，以及多個“風云”氣象衛星。

數據收集，從經驗走向數值

觀測數據收集完成后，各級氣象臺站將地面、高空、海洋、極地等站觀測到的諸如氣壓、氣溫、濕度、風向、風速、降水等常規氣象要素，閃電、霧、酸雨等非常規氣象要素，以及天氣實況的結果，按統一規定的時間和格式編成氣象電碼，以電報、電話、網絡等形式拍發到國家氣象中心。國家氣象中心會通過高速計算機對收集到的氣象觀測數據進行處理，按照確定的程序，用規定的數字和符號，把收到的同一時間各地的氣象觀測，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。預報員對天氣圖進行分析研究，再結合衛星云圖資料、雷達回波資料等，就可以初步判斷天氣系統的演變過程。

近年來，隨著電腦技術的不斷發展，我們可以利用超級電腦迅速收集世界各地最新的氣象資料，同時建立以物理、數學為基礎的“數值天氣預報系統”，求取各氣象變數的數值來做天氣預報，這就是“數值天氣預報”。與傳統的經驗預報不同，數值天氣預報是定量和客觀的預報，是現代天氣預報的重要技術。借此，我們可以獲得更準確、及時的預報。國家氣象中心擁有全國最先進的巨型計算機，有了這種計算能力為每秒數千億次的計算機，未來的天氣如何，很快就會被“算”出來。

綜合分析，人力與計算機的完美配合

無論是天氣學方法，還是數值預報方法，都存在一定的局限性，這就需要預報員們對各種預報結果進行綜合分析判斷。

國家氣象中心將收到的氣象資料，結合氣象衛星信息、數值預報產品、各種雷達探測資料等，通過計算機進行綜合分析處理與加工后，很快地通過氣象衛星以廣播的形式轉發到我國的區域中心、省、地、市、縣等單位，完成氣象資料的處理與加工產品的分發工作。這幾步工作一般都是在很短的時間內完成：常規觀測資料（每天地面高空定時觀測資料）一般在半小時內處理完成轉發回各級氣象臺站，而氣象衛星資料，數值預報產品資料，雷達資料等也是在資料收集后的半小時內能及時傳遞到各級氣象臺站。

各地氣象臺站收到各種資料與產品后，迅速把各種觀測數據填寫到天氣圖上。預報員對填繪的天氣圖和收到的氣象信息進行綜合分析，分析大氣環流形勢，分析數值天氣預報結果，分析對當地天氣可能造成影響的天氣系統，運用各種天氣預報理論、方法與工具，綜合計算機處理結果和多年的預報經驗，再結合本地的氣候背景與天氣實況來推斷出未來天氣變化的趨勢，據此做出本地區未來不同時間段的具體天氣預報。

預報會商，對天氣情況進行“會診”

天氣會商，就像醫生給患有疑難雜癥的病人會診一樣。不同的人使用不同的方法對同一天氣變化的判斷不一定相同。所以，在天氣情況比較復雜或者災害性天氣來臨前，預報專家們就要進行天氣會商，甚至還要與外地或外國的專家相互交換意見，在充分討論的基礎上，得出比較可靠的預報意見。

國家-省-市氣象臺會通過專線的網絡系統，進行雙向視頻溝通、會商，預報員們將各自對未來的天氣預報結果進行展示、討論。專家們各抒己見后，由值班預報員歸納，綜合各方意見做出天氣預報。首先做出天氣形勢預報，再根據預報的天氣形勢做出具體的氣象要素的預報，包括溫度、濕度、風、降水和強烈天氣等。首席預報員將各個預報意見匯總后，經過綜合分析，對未來天氣及變化趨勢做出最終預報結論。

預報發布，從專業數據到通俗表達

天氣預報結論得出后，會被改寫成通俗易懂的語句，同時還配有各種天氣符號以及生動的天氣情況畫面，在氣象局的影視制作中心制作出電視天氣預報節目。此外，預報信息還會制作成不同形式的產品，如文字、圖片、圖形圖表，通過廣播、電視、報紙、短信、微博、微信等不同的平臺傳播出去。

隨著我國天氣預報技術的發展，氣象衛星的發射和各種數值預報模式的出現，我們的天氣預報準確率在穩步上升。期待未來會有更多的人來關注天氣，關注氣象。