“东边日出西边雨”背后的真相——天气预报为什么不能做到100%准确

文｜雷君慧

“局部地区有暴雨”“午后局地有阵雨或雷阵雨”，这些话在天气预报中经常会被提及，有人就会问，局部、局地到底在哪里，为什么预报员不能准确地告知某时某地有暴雨，为什么天气预报不能做到100%准确。让我们一起来了解一下。

天气预报如何制作

天气预报简单来说就是搜集大量的气象数据，通过物理方程利用数学的方法去计算未来一段时间天气是怎样的一件事情。从宏观上来说，天气预报的制作需要经过数据收集、天气图制作、天气图分析、数值天气预报等几个方面。

第一是收集各种气象数据。目前在中国每个县都有一个国家气象站，这些站点的仪器有的能够提供降水量、气温、气压、温度等基础气象信息，有的能够提供天气现象、能见度、闪电定位等复杂天气信息，探空气球则可提供一直到平流层的温度、风、气压等变化信息，再加上气象卫星和天气雷达等采集到的数据，所有的这些数据通过网络传输到固定地方。它们是天气预报制作的基本素材。

第二是制作天气图。计算机按照有关规定把传输回来的气象观测记录填在一张图上，这种图就叫天气图，它可以反映出各地实时天气情况。

第三是分析天气图。预报员运用所学的天气学原理、动力气象等理论知识加上自己在预报实践中总结出的经验，结合当地天气、气候特征以及地形等因素对天气形势进行简要分析，初步得出一个未来天气概况。

第四是用计算机进行数值天气预报。把所有观测到的气象资料输入计算机系统，通过计算机中描写天气演变过程的动力学和热力学方程组，计算求解出未来的天气现象，这就是数值天气预报。数值天气预报可以精确到定时、定点、定量，它已逐渐成为天气预报的主流。

看似简单，但是真正计算出一个天气预报的结果是非常难的。每分钟采集到的气温、气压、温度等数据都是海量数据，此前处理这么多数据需要花很长时间，“大国重器”的出现将时间缩短到只要几秒。这个“大国重器”就是中国气象局2018年投入使用的新一代超级计算机“派-曙光”，其峰值运算速度达到每秒8 189.5万亿次，约为此前中国气象局使用的进口高性能计算机系统的8倍。

大气观测

专业人员根据不同的需求，将原本枯燥的专业术语“翻译”成人们容易接受的语言、图画等，在不同媒体平台发布，就成为了我们每天接触到的各种天气预报的最终形式。

天气预报为什么不准

理由一：它还很年轻

近代天气预报形成于19世纪的挪威学派，距今只有100多年的历史，而以现代探测技术和高速计算机支持的数值天气预报为标志的现代天气预报大致开始于20世纪50年代，只有不到100年的历史，对于一些天气的发生、发展、演变的机理，还有待于进一步掌握。

理由二：蝴蝶效应

“蝴蝶效应”是指在一个系统中，初始条件下极小的变化能带动整个系统极大的连锁反应。在我们的眼前，有“无数只蝴蝶的翅膀”在煽动着，城市化、工业排放、汽车尾气，错综复杂的地形地貌等无时无刻不在发生着微妙的变化，而这一切在运算中都无法进行准确的描述。

理由三：观测有盲区

目前，中国已经建成陆海空天一体化的精密气象监测系统，有了气象卫星、雷达、区域自动站等，观测视野更加开阔，但离我们的要求还有不少差距。气象卫星中静止卫星距离地面36 000千米，极轨卫星距离地面800千米，分辨能力比较有限。雷达也存在观测不到自身上空以及受地面建筑影响的缺点。

气象观测场

理由四：天气的局地性

强对流天气，水平范围较小，生命期较短，天气现象激烈，往往在几个小时之内就从发生、发展到消亡，带来的雷暴、冰雹、短时强降水天气可影响几千米的范围。在强对流天气盛行的季节，相差数千米的两地，天气常常会迥然不同。对于分处两地的人来说，可能就是东边日出西边雨。

理由五：公众的认知

公众对于气象这一门自然科学的认知还需进一步提高。预报的不准确跟人们的选择性记忆以及心理预期值过高有关。此外，高度的城市化进程使得各行各业对气象敏感度增加，这就导致公众对气象预报的准确与否提出更高的要求，希望通过精准的预报来减少生产生活的损失，过高的心理预期叠加天气预报的可预报性，致使公众对天气预报的准确性有不少怀疑。

希望技术、预报员、公众共同努力，将天气预报做得越来越准，使其充分发挥气象防灾减灾第一道防线作用，充当好“消息树”“发令枪”，减少人民生命财产损失。