身邊的科學(xué)我國24小時暴雨預(yù)警準(zhǔn)確率可達(dá)89%,但預(yù)報仍是世界級難題
有人說,沒有比夏天更讓人關(guān)注天氣預(yù)報的季節(jié),雷電、暴雨、高溫、臺風(fēng),以及相應(yīng)的城市高溫、內(nèi)澇,山區(qū)泥石流、洪澇等災(zāi)害,都曾無數(shù)次地在這個季節(jié)一一上演。
來自國家預(yù)警信息發(fā)布中心的統(tǒng)計顯示,夏季是一年中自然災(zāi)害較多的季節(jié),過去4年,全國夏季預(yù)警占全年預(yù)警46%,預(yù)警最為頻發(fā),進入6-8月,最常見的就是雷電、暴雨、高溫預(yù)警。這些預(yù)警信息是否準(zhǔn)確,又能否抵達(dá)每位公眾,是人們對于氣象部門的追問和期待。
一個有意思的現(xiàn)象是,每逢暴雨或高溫預(yù)報之后,似乎總有不同的聲音出現(xiàn),有的說“天氣預(yù)報越來越準(zhǔn),說下雨就真的下雨了”,有的卻說,“又被忽悠了,說好的暴雨為何遲遲不來”“說好的暴雨為何變成了淅淅瀝瀝的小雨?”
這些爭議的背后,是否有人們認(rèn)知上的差異以及主觀感受的不同,客觀上的天氣預(yù)報準(zhǔn)確率究竟能達(dá)到何種程度,我國天氣預(yù)報的水平又如何?記者就此采訪了相關(guān)專家。
客觀預(yù)報不準(zhǔn)還是主觀感受差異
8月12日,全北京都在等一場大雨的到來。此前一天,中央氣象臺預(yù)報,京津冀地區(qū)將于次日迎來入汛以來最強降雨。
不過,直到8月12日中午前后,北京部分區(qū)域才出現(xiàn)一陣分散性降雨。網(wǎng)上很快熱議起來,有的調(diào)侃“龍王進京需要核酸檢測,大雨還在路上”,有的則抱怨“被天氣預(yù)報忽悠了,真不該為大雨取消事先定好的約會”。
在氣象專家看來,這場熱議背后存在一個誤讀,即氣象部門在預(yù)報這場暴雨時,就已明確主要降雨時段為中午到夜間,但有些人可能并未注意這一點。
當(dāng)天一早,中國天氣網(wǎng)首席氣象分析師胡嘯也對此進行回應(yīng):大雨正在路上——從雷達(dá)圖上可以看到,大雨正逐漸北上影響北京。
中央氣象臺和北京市氣象局也分別給出進一步的天氣預(yù)報:此輪降雨在18時至22時最為猛烈,有大到暴雨,局地大暴雨,將于明早結(jié)束。
事實上,對于天氣,人們在主觀感受上的確存在一定差異。胡嘯以暴雨為例,一般來說,氣象上所說的大雨、暴雨量級,指的是累計降雨量,即一天24小時的降雨量。24小時降水量大于25毫米的降水稱為大雨;24小時降水量大于等于50毫米的降水稱為暴雨。
“達(dá)到這個量了,都叫暴雨,但大家感受上會有不同,因為短時強降水和累計達(dá)到暴雨量級之間本身存在差別。”胡嘯說,發(fā)生短時強降水時,可能幾分鐘內(nèi)雨很大,但累計降雨量不一定達(dá)到很大量級,甚至都達(dá)不到大雨量級,也就稱不上是暴雨。
相應(yīng)地,有時候大雨或暴雨,雨下得比較平緩,累計雨量大,但公眾感受不深,甚至有人會認(rèn)為自己遇到了“假的暴雨”。
不只是暴雨,對于高溫,有時候人們也存在一定程度上的“誤解”。
每到夏天,有時就會聽到類似的疑問:大熱天,感覺地表溫度都能攤雞蛋了,為啥天氣預(yù)報才報30℃?走在大街上,為啥身上感到的溫度,明顯比氣象部門公布的實況溫度要高?
要回答這些問題,還要從體感溫度和預(yù)報溫度這對“雙胞胎”說起。預(yù)報溫度是指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,地面與兩米高處,溫度差可超10℃,這就造成了體感溫度和預(yù)報溫度之間的差異。
更為重要的是,體感溫度除了受預(yù)報溫度的影響,還受到濕度、風(fēng)速和輻射等因素的影響。中國氣象局專家以風(fēng)速為例,一定的風(fēng)速會讓人感到空氣流動,身體散發(fā)出的熱量被吹離體表,即使溫度較高,也會感覺比較干爽。
從這個角度來說,“預(yù)報溫度”,只是影響體感溫度4項因素之一。公眾單憑預(yù)報溫度來判斷個人感受,就會因此產(chǎn)生“科學(xué)的誤會”。
為何極端降水預(yù)報是全球科學(xué)難題
在接受記者采訪時,多位氣象專家反復(fù)提到,盡管公眾對天氣預(yù)報有一定的誤讀,但必須承認(rèn)的是,天氣預(yù)報的準(zhǔn)確率仍有一定的上升空間。這其中,暴雨預(yù)報更是世界級難題。
有人說,下一場雨,就好像從天上往地上潑一盆水。預(yù)報員可以預(yù)測大致的水量,也能預(yù)測大概哪些地面會被水打濕,但水不會均勻地落在地面上,有些地方打濕的面積大,有些地方水落下的比較少,要預(yù)知地面上每個點被打濕的程度,難度很大。
中央氣象臺強天氣預(yù)報中心副主任藍(lán)渝說,就暴雨而言,它是不同時間尺度、不同空間尺度影響系統(tǒng)相互作用的結(jié)果,不在一定的空間和時間范圍內(nèi),對與暴雨有關(guān)的各方面條件和資料進行全面和綜合分析,很難得出正確的預(yù)報結(jié)論。
他以常規(guī)高空觀測系統(tǒng)為例,目前該系統(tǒng)所提供的有關(guān)暴雨的觀測資料和信息主要是針對天氣尺度的,而對直接造成暴雨的中小尺度觀測并不充分,甚至十分缺乏。
“這就好比用網(wǎng)捕魚,網(wǎng)眼太大,小尺度的天氣系統(tǒng)難免會成為漏網(wǎng)之魚。”藍(lán)渝說,所以暴雨預(yù)報中,常會出現(xiàn)“局地”這一名詞,正是因為以目前的預(yù)報能力,往往只能提前預(yù)報局地強天氣可能出現(xiàn)的范圍,還不能提前預(yù)知其發(fā)生的準(zhǔn)確位置。
藍(lán)渝說,從整個世界來看,暴雨預(yù)測的準(zhǔn)確率也一直不高,屬于世界性難題。
中央氣象臺首席預(yù)報員陳濤也表示,天有不測風(fēng)云,各類天氣有不同的“可預(yù)報性”。極端降水預(yù)報是全球共同面對的科學(xué)難題,我國的暴雨預(yù)報準(zhǔn)確率目前與世界強國處于同一水平。氣象部門會根據(jù)天氣變化趨勢,持續(xù)滾動更新,及時發(fā)布預(yù)報預(yù)警。
他所提及的滾動預(yù)報,顧名思義,就是不斷更新的天氣預(yù)報。中央氣象臺正研級高工符嬌蘭說,天氣預(yù)報員以數(shù)值預(yù)報為基礎(chǔ),再綜合運用各種信息分析,最后得出預(yù)報結(jié)論。
這并不意味著,預(yù)報員可以在一兩天前“隨便報一下”,然后全憑災(zāi)害天氣來臨前再進行更新。滾動預(yù)報的關(guān)注重點包括那些中小尺度的災(zāi)害天氣,這些天氣系統(tǒng)“船小好調(diào)頭”,“變臉系數(shù)”高,發(fā)展趨勢難以提前準(zhǔn)確把握。
符嬌蘭因此提醒,公眾應(yīng)多關(guān)注滾動預(yù)報,即不斷更新的天氣預(yù)報。因為大氣環(huán)流形勢每天都在調(diào)整,天氣系統(tǒng)時刻發(fā)生著變化,所以,預(yù)報員就需要用最新觀測資料和數(shù)值模式結(jié)論制作出預(yù)報產(chǎn)品,再進行訂正,最終給出“在此刻更新的天氣預(yù)報”。
距離“十報十準(zhǔn)”還有多遠(yuǎn)
那么,我國天氣預(yù)報現(xiàn)有的水平究竟如何?符嬌蘭說,隨著預(yù)報技術(shù)的不斷進步,預(yù)報準(zhǔn)確率和時效上均在不斷提升?;旧?,提前3天左右可以較準(zhǔn)確地預(yù)報出強降水落區(qū)和強度,目前我國24小時暴雨預(yù)警準(zhǔn)確率可達(dá)89%。
據(jù)她介紹,目前我國使用的數(shù)值模式時空分辨率越來越高,對強降雨的時間和空間精細(xì)分布特點預(yù)報越來越準(zhǔn)確。同時,中央臺研發(fā)的精細(xì)化智能網(wǎng)格降水預(yù)報的精度空間分辨率可以達(dá)到5公里分辨率、時間間隔為逐小時,同時還能根據(jù)實況進行滾動更新,不斷提高降水預(yù)報準(zhǔn)確率。
數(shù)值模式,一個讓人既陌生又熟悉的名詞。今年年初,85歲高齡的曾慶存獲得2019年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎,這位大家的一個重要貢獻,就在數(shù)值天氣預(yù)報領(lǐng)域。他首創(chuàng)了“半隱式差分法”,成功實現(xiàn)原始方程數(shù)值天氣預(yù)報,這一工作成為數(shù)值天氣預(yù)報發(fā)展的里程碑。
數(shù)值天氣預(yù)報還被世界氣象組織稱為20世紀(jì)最偉大的科技和社會進步之一,《自然》雜志盛贊數(shù)值天氣預(yù)報的發(fā)展是一場靜悄悄的革命,“全球天氣預(yù)報可與模擬人類大腦和早期宇宙的演變相媲美”。
曾慶存曾在接受中青報·中青網(wǎng)記者采訪時說,如今的氣象監(jiān)測,已從單純的“站點監(jiān)測”變?yōu)榘瑲庀笮l(wèi)星遙感的全球監(jiān)測,氣象預(yù)測,也已從經(jīng)驗預(yù)報發(fā)展到數(shù)值天氣預(yù)報。
據(jù)他透露,國際上天氣預(yù)報的有效性已從早期的1-3天,提高到5-7天。目前的3天預(yù)報,在全球范圍可以達(dá)到70%至80%的準(zhǔn)確度,如果是一定區(qū)域,比如我國華南地區(qū)的3天預(yù)報,準(zhǔn)確度能高于80%。
這其中,臺風(fēng)預(yù)報的改善效果最為明顯。
據(jù)中央氣象臺專家介紹,近年來,多個臺風(fēng)的24小時預(yù)報登陸點和實際登陸點相差50公里左右,臺風(fēng)半徑是1000公里,看相對值的話,50公里已經(jīng)是很小的誤差范圍。
中央氣象臺首席預(yù)報員馬學(xué)款說,數(shù)值天氣預(yù)報是“國之重器”,我國近年來大力研發(fā)的GRAPES全球數(shù)值預(yù)報體系,在同臺競技中表現(xiàn)越來越出色。2017年,中國氣象局被世界氣象組織正式認(rèn)定為世界氣象中心,成為全球9個世界氣象中心之一,擁有自主研發(fā)的GRAPES數(shù)值預(yù)報體系是最重要因素。
據(jù)他介紹,現(xiàn)在和1998年相比,我國綜合氣象觀測、數(shù)值預(yù)報、預(yù)報平臺的科技支撐有了翻天覆地的變化。在數(shù)值天氣預(yù)報的基礎(chǔ)上,預(yù)報員再根據(jù)自己的經(jīng)驗作出判斷,加以訂正,就形成了公眾獲得的預(yù)報預(yù)警信息。
曾慶存面對這些進步依然十分冷靜,他說,天氣預(yù)報達(dá)到“十報九準(zhǔn)”甚至“十報十準(zhǔn)”,目前來說不大可能,“天氣有偶然性,它不在人工實驗室里,也不被人為控制,是預(yù)報總會有偏差。”
這是人類必須要面對的現(xiàn)實:敬畏自然的力量,也要發(fā)揮主觀能動性應(yīng)對“不測風(fēng)云”。(邱晨輝)
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