鄭芊彤

“今夜陰轉(zhuǎn)陣雨，明天白天陣雨或雷雨……”在收到此類天氣預(yù)報(bào)時(shí)，你是否會(huì)好奇：為何氣象預(yù)報(bào)工作人員能夠知曉未來的天氣狀況？當(dāng)你制訂一個(gè)月后的旅行計(jì)劃時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)未來某一個(gè)時(shí)間段的天氣預(yù)報(bào)結(jié)果一直在變化。這時(shí)你是否會(huì)感到一絲疑惑？帶著這些好奇和疑惑，我們一起來探索天氣預(yù)報(bào)的奧秘吧！

一周以上的天氣預(yù)報(bào)是否準(zhǔn)確

我們現(xiàn)在能獲取到的一周以上的天氣預(yù)報(bào)，基本來自數(shù)值天氣模式的計(jì)算結(jié)果。在數(shù)值模式中，科學(xué)家們輸入當(dāng)前已知的天氣現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，就可以計(jì)算出未來的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和天氣狀況。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。

任何一種預(yù)測(cè)模式都不能完全真實(shí)地模擬大氣演變，只能是近似，因此必然存在誤差。由于數(shù)值模式不斷滾動(dòng)計(jì)算下一時(shí)刻天氣，因此誤差會(huì)產(chǎn)生累加，預(yù)報(bào)時(shí)間越長(zhǎng)，誤差就會(huì)越大。正因?yàn)槿绱?，?shù)值預(yù)報(bào)才需要人工訂正。目前在中國(guó)天氣網(wǎng)上發(fā)布的7天預(yù)報(bào)，是各級(jí)氣象預(yù)報(bào)員根據(jù)模式預(yù)報(bào)的結(jié)果，結(jié)合當(dāng)前觀測(cè)數(shù)據(jù)、當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?、地形、個(gè)人預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行二次訂正后，再對(duì)外發(fā)布的。

既然7天預(yù)報(bào)可以人工訂正，那么7天以外的預(yù)報(bào)也可以這樣操作嗎？答案是沒有那么簡(jiǎn)單。7天內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)訂正，是基于地面人工觀測(cè)、高空探測(cè)、雷達(dá)衛(wèi)星、海洋浮標(biāo)站等多種觀測(cè)手段得到的當(dāng)前天氣狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行的。這個(gè)模式的初始場(chǎng)更加接近實(shí)際情況，模擬的大氣變化特征更為可信和可靠。但時(shí)間更長(zhǎng)的預(yù)報(bào)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)完全依靠模式計(jì)算產(chǎn)生，可信度逐漸降低，人工訂正的意義不大。盡管7天以外的預(yù)報(bào)存在不確定性，但它反映了未來的天氣趨勢(shì)，對(duì)公眾仍然具有參考性。我們可以根據(jù)長(zhǎng)期預(yù)報(bào)了解未來一段時(shí)間的天氣走向和變化，比如在某個(gè)時(shí)間段會(huì)出現(xiàn)一次降溫或降水的過程等，從而更合理地安排生產(chǎn)生活。

為何總覺得天氣預(yù)報(bào)不準(zhǔn)

在日常生活中，我們時(shí)常遇到這種情況：明明早上預(yù)報(bào)的是“今日為晴天”，結(jié)果中午就出現(xiàn)了雷雨；或者明明前一天看天氣預(yù)報(bào)還是晴天，結(jié)果第二天又下雨了。這導(dǎo)致公眾得出“天氣預(yù)報(bào)非常不可信”的結(jié)論。其實(shí)，這種現(xiàn)象并非天氣預(yù)報(bào)越來越不準(zhǔn)確，而恰恰是天氣預(yù)報(bào)越來越精確的表現(xiàn)。

首先，我們應(yīng)認(rèn)識(shí)到，天氣預(yù)報(bào)是對(duì)未來天氣現(xiàn)象的一種預(yù)測(cè)。既然是預(yù)測(cè)，就不可能達(dá)到100%的準(zhǔn)確率。這是因?yàn)槲锢韺W(xué)上有測(cè)不準(zhǔn)原理，數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)有各種各樣的近似值。因此，隨著預(yù)報(bào)時(shí)間的延長(zhǎng)，通過數(shù)學(xué)模型運(yùn)算出來的預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性也在快速下降。但是，隨著時(shí)間的向前推進(jìn)，我們距離預(yù)報(bào)時(shí)刻越來越近，運(yùn)算結(jié)果也就越來越精準(zhǔn)。此時(shí)，氣象部門就要及時(shí)地對(duì)天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行修訂。在過去，由于觀測(cè)和計(jì)算條件等技術(shù)水平的限制，每天只有特定的幾個(gè)時(shí)刻收集氣象要素進(jìn)行運(yùn)算和預(yù)報(bào)。而如今，氣象數(shù)據(jù)信息幾乎是實(shí)時(shí)在收集，實(shí)時(shí)在進(jìn)行運(yùn)算和訂正，所以預(yù)報(bào)結(jié)果也更高頻次地在變化。同時(shí)，過去我們接收天氣預(yù)報(bào)的方式就是電視、廣播等傳統(tǒng)媒介，而如今經(jīng)修訂后的天氣預(yù)報(bào)馬上就能通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)用戶端，使得人們覺得天氣預(yù)報(bào)變化特別頻繁。

其次，除了確實(shí)沒有預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的情況，人們主觀感受的差異也造成了“沒有報(bào)準(zhǔn)”的印象。以暴雨為例，一般來說，氣象學(xué)上所指的大雨、暴雨量級(jí)，指的是累計(jì)降雨量，即一天24小時(shí)的降雨量。然而，短時(shí)強(qiáng)降水和累計(jì)達(dá)到暴雨量級(jí)之間本身存在差異。發(fā)生短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)，可能幾分鐘內(nèi)雨量很大，但累計(jì)降雨量不一定達(dá)到很大量級(jí)，甚至都達(dá)不到大雨量級(jí)，更稱不上是暴雨。相應(yīng)地，有時(shí)大雨或暴雨下得比較平緩，累計(jì)降雨量大，但人們感受不深，甚至有人會(huì)誤以為自己遇到了“假的暴雨”。

不止是暴雨，對(duì)于高溫，有時(shí)候人們也存在一定程度上的“誤解”。每到夏季，不時(shí)會(huì)聽聞?lì)愃频囊蓡枺骸按鬅崽?，感覺地表溫度都能攤雞蛋了，為啥天氣預(yù)報(bào)才報(bào)30℃？”“走在大街上，為啥體感溫度明顯比氣象部門公布的實(shí)況溫度要高？”要回答這些問題，還要從體感溫度和預(yù)報(bào)溫度這對(duì)“雙胞胎”說起。預(yù)報(bào)溫度是指1.5米高處百葉箱中空氣的溫度。而研究表明，夏季中午至午后，地面與2米高處的溫差可超10℃，這就造成了體感溫度和預(yù)報(bào)溫度之間的差異。更為重要的是，體感溫度除了受預(yù)報(bào)溫度的影響，還受到濕度、風(fēng)速和輻射等因素的影響。以風(fēng)速為例，一定的風(fēng)速會(huì)讓人體感受到空氣流動(dòng)，身體散發(fā)出的熱量被吹離體表，即使溫度較高，也會(huì)覺得比較干爽。從這個(gè)角度來說，“預(yù)報(bào)溫度”只是影響體感溫度的4個(gè)因素之一。人們僅憑預(yù)報(bào)溫度來判斷個(gè)人感受，就會(huì)因此產(chǎn)生“科學(xué)的誤會(huì)”。

（摘自2023年第12期《科學(xué)24小時(shí)》）