郭佳

變幻莫測的天氣現(xiàn)象對古人來說是神秘的“天機”，然而，對現(xiàn)代人而言，每天接收天氣預(yù)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(yù)報的嗎？

天氣預(yù)報是利用氣象觀測資料，應(yīng)用天氣學、動力氣象學、統(tǒng)計學的原理和方法，根據(jù)當前及近期的天氣形勢，對某區(qū)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(yù)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(chǎn)有著重要意義。天氣預(yù)報是一個極其復(fù)雜而又精密的過程，需要經(jīng)過氣象觀測、數(shù)據(jù)收集、綜合分析、預(yù)報會商、預(yù)報產(chǎn)品發(fā)布這五個環(huán)節(jié)。

氣象觀測，依靠全球立體氣象觀測網(wǎng)

提到氣象觀測，大家可能覺得陌生。其實，可以隨風旋轉(zhuǎn)的風速風向標就是一種氣象觀測。但這只是一項基礎(chǔ)、常規(guī)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(guān)特征進行系統(tǒng)地、連續(xù)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(tǒng)和方法也不同。根據(jù)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(gòu)成的全球立體氣象觀測網(wǎng)，無時無刻地監(jiān)視著地球大氣的變化?，F(xiàn)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(wèi)星。

數(shù)據(jù)收集，從經(jīng)驗走向數(shù)值

觀測數(shù)據(jù)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(guī)氣象要素，閃電、霧、酸雨等非常規(guī)氣象要素，以及天氣實況的結(jié)果，按統(tǒng)一規(guī)定的時間和格式編成氣象電碼，以電報、電話、網(wǎng)絡(luò)等形式拍發(fā)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(shù)據(jù)進行處理，按照確定的程序，用規(guī)定的數(shù)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(yù)報員對天氣圖進行分析研究，再結(jié)合衛(wèi)星云圖資料、雷達回波資料等，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(shù)學為基礎(chǔ)的“數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)”，求取各氣象變數(shù)的數(shù)值來做天氣預(yù)報，這就是“數(shù)值天氣預(yù)報”。與傳統(tǒng)的經(jīng)驗預(yù)報不同，數(shù)值天氣預(yù)報是定量和客觀的預(yù)報，是現(xiàn)代天氣預(yù)報的重要技術(shù)。借此，我們可以獲得更準確、及時的預(yù)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(shù)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(shù)值預(yù)報方法，都存在一定的局限性，這就需要預(yù)報員們對各種預(yù)報結(jié)果進行綜合分析判斷。

國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)報產(chǎn)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(wèi)星以廣播的形式轉(zhuǎn)發(fā)到我國的區(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間內(nèi)完成：常規(guī)觀測資料（每天地面高空定時觀測資料）一般在半小時內(nèi)處理完成轉(zhuǎn)發(fā)回各級氣象臺站，而氣象衛(wèi)星資料，數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品資料，雷達資料等也是在資料收集后的半小時內(nèi)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(chǎn)品后，迅速把各種觀測數(shù)據(jù)填寫到天氣圖上。預(yù)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(huán)流形勢，分析數(shù)值天氣預(yù)報結(jié)果，分析對當?shù)靥鞖饪赡茉斐捎绊懙奶鞖庀到y(tǒng)，運用各種天氣預(yù)報理論、方法與工具，綜合計算機處理結(jié)果和多年的預(yù)報經(jīng)驗，再結(jié)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(jù)此做出本地區(qū)未來不同時間段的具體天氣預(yù)報。

預(yù)報會商，對天氣情況進行“會診”

天氣會商，就像醫(yī)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(fù)雜或者災(zāi)害性天氣來臨前，預(yù)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(chǔ)上，得出比較可靠的預(yù)報意見。

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

預(yù)報發(fā)布，從專業(yè)數(shù)據(jù)到通俗表達

天氣預(yù)報結(jié)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(yù)報節(jié)目。此外，預(yù)報信息還會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、報紙、短信、微博、微信等不同的平臺傳播出去。

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