說高溫就高溫天氣預報這麼准我也很絕望啊！

知識 07-12

最近北京持續高溫，女朋友突然說，「好希望天氣預報能報不準！」

「為啥啊？」我百思不得解。

「報不準嘛，比如，突然來一場雷雨降降溫，或者，預報37攝氏度其實30攝氏度也行！」

我的女朋友，果然腦迴路與眾不同呢。不過我還是對她說，「這基本不可能。現代天氣預報可是很準的。」

「雖然這麼說，但在我的印象中，天氣預報以前也報錯過啊。」

「確實有報不準的情況，但是概率很小，而且這種情況會越來越少，不信你看。」

現代的天氣預報是如何進行的？

要說現代天氣預報有多准，可以先看看現代天氣預報是怎麼做的。

「東風不與周郎便，銅雀春深鎖二喬」。自古以來，小到黎民百姓的生產生活，大到國家民族間的兵戎相見，都免不了受到當時天氣的影響和制約。古人對於天氣的預測純屬來自千萬年口耳相傳的觀測經驗，偶然性相當大。近代以來，隨著雷達技術，衛星技術以及計算機技術的進步，人類不光能從地面獲知大氣層的變化動態，更能從遙遠的太空俯瞰廣大的地表區域，實現對災害性天氣事件的預防和日常天氣的預報。

現代的天氣預報系統，主要分為地上氣象觀測站，地面氣象雷達系統，高層大氣氣象觀測，氣象衛星以及數據解析中心等幾種分工不同，各有側重的觀測網路體系。

地上氣象站主要負責採集各地的氣壓、氣溫、濕度、風向、風速、降水量、積雪深度、日照時間、雲量以及空氣質量等氣象數據。這些數據一方面用於與其他途徑採集的大氣活動信息進行匯總，以便進行實時天氣預報，另一方面則形成資料庫，作為長期研究氣候變動的寶貴資料。

地面氣象雷達系統通過建立在各地的雷達設施向所在空域雲層發射厘米級波長的電磁波，來觀測數百公里範圍內雲層中的凝結核、冰晶以及雨滴或雪花的形成情況。雷達獲得的數據再與地面觀測站的實測結果進行匯總分析，從而實現對雨雪天氣的預報。

圖1. 左：地上氣象站，右：地面氣象雷達站

高層大氣氣象觀測主要通過釋放無線電探空儀和布置風廓線雷達實現。前者可以認為是地面氣象站的高空版，可以實現收集約三十千米高空處氣象數據的功能。後者可以認為是地面雨雪氣象雷達的孿生兄弟，主要測量高空中的風速和風向等信息。

圖2. 左：風廓線雷達陣列，右：無線電探空儀

圖3. 雨雪氣象雷達和風廓線雷達的工作原理

氣象衛星位於這個由低到高層次分明的觀測網路的最上方，主要負責監測大範圍區域內的氣象變化，特別是颱風一類的災害性氣象事件。

此外，雲層在數天內的變化趨勢，大範圍的海水溫度分布，森林火災的預警和監測，對於氣象衛星來說都不過是略施身手，農業害蟲的遷徙，火山活動的監測，海水潮位的異常變化也都難逃氣象衛星法眼。

以超級計算機作為核心的信息處理中心堪稱整個氣象監控與預報網路的大腦。各級觀測設施，裝置中收集到的無數瑣碎信息，經過超級計算機的運算，多重因素複合作用下的複雜動態過程亦可輕鬆模擬。小到當天某時某地的天氣精準預報，大到全國範圍內整個季節中降水量與往年平均值的相對大小，超級計算機可謂是無所不知。

圖4. 颶風的衛星雲圖

天氣預報會「報不準」嗎？

即使有了這麼強大的預報系統，我們還是不得不承認，天氣預報確實有時會「報不準」。為什麼呢？

這個問題一般來說受到兩個因素制約。

首先，現代天氣預報早已不是曾經的全市統一，一天播報一次，而是定位精準並且實時更新。正如上面所述，天氣變化是一個多因素作用下的極端複雜體系，現今的技術很難實現數小時後的精確預報，但是大城市局地的短時預報精準度還是相當高的。很多人的習慣還停留在當年的頭天晚上收聽第二天的天氣預報，最後發生偏差也是情理之中了。

其次，夏天的鋒面雨等短時強對流天氣，由於其演化規律突然性大，即便是超級計算機也時常有心無力，無法精準預知。但是，做到在強對流天氣發生一兩個小時前實現應急預警，目前的技術還是把握頗大的。

在氣象預報方面，人類從無知懵懂到小有所成，技術進步的腳步仍然堅定向前，天氣預報的精準度和有效預測時間還會逐漸增加。

如何提高氣象預報特別是降雨預報的精確性？

為了減少「報不準」的情況，提高預報精度，可以加強對各大氣象預報系統的硬體建設投入，只有擁有了遍布城鄉的觀測和雷達系統，覆蓋區域上空的氣象衛星網路，才能實現氣象預報數據的有效採集，預報精度自然隨之上升。比如，國土狹小人口密集，技術、資金實力雄厚的日本擁有密度遠超一般國家的氣象信息採集系統，其氣象預報的精準程度超過中國乃至其它發達國家也就不足為奇了。

看來，與其盼天氣預報不準，可能還不如盼「雨神」來一下，突然來場雨的希望更大。