借"智慧"洞悉風(fēng)云變幻 無錫預(yù)報準確率達90%
由過去“觀云識天”的古老手段到天地空一體化的自動觀測;從傳統(tǒng)的站點預(yù)報到現(xiàn)代精細化智能預(yù)報;從單純依靠報紙、廣播、電視等媒體發(fā)布天氣預(yù)報到如今運用全媒體及時傳播天氣信息……無錫氣象在發(fā)展過程中不斷彰顯出智慧的力量。今天是第58個世界氣象日，今年的主題是“智慧氣象”，在世界氣象日來臨之際，記者來到無錫市氣象臺，探訪了無錫的天氣預(yù)報的奧秘，感受了智慧氣象的新面貌。
專家釋疑
天氣預(yù)報怎么出爐?
天氣預(yù)報在很多人眼中是一件神秘的事。曾經(jīng)流傳過這么一個段子：氣象局局長問明天天氣怎么樣，10個預(yù)報員中有8個舉手表示要下雨，局長說，好，明天80%的可能性要下雨。天氣預(yù)報真是這么出爐的?當然不是!
市氣象臺臺長牛文勝已經(jīng)在氣象部門工作了20多年，1994年，他成為市氣象臺一名預(yù)報員，市民所獲取的天氣預(yù)報信息，有不少都是出自他手。其實，天氣預(yù)報的基礎(chǔ)是數(shù)值預(yù)報，也就是計算機“算”出來的。簡單來說，就是一批頂尖科學(xué)家設(shè)計好一套龐大的計算天氣預(yù)報的程序，輸入當前已知的天氣現(xiàn)象，它就可以計算出未來的大氣運動狀態(tài)和天氣狀況。
“目前數(shù)值預(yù)報的準確率非常高，比任何有經(jīng)驗的預(yù)報員都準?！迸Ｎ膭俳榻B，可惜數(shù)值預(yù)報“瞄準”的是高空層。地面受人類生產(chǎn)活動、建筑情況等因素影響，而且每個城市都有不同的氣候特點，數(shù)值預(yù)報對于地面的掌握相對較弱，而與老百姓密切相關(guān)的正是地面層。這時候，就需要氣象預(yù)報員做大量的訂正工作，利用機器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計分析等數(shù)學(xué)手段模擬地面真實的情況和高空層的對應(yīng)關(guān)系，求解未來3至5天的天氣。當有重大天氣過程出現(xiàn)時，還需要預(yù)報員們會商。不過，目前任何一種預(yù)測模式都不能完全真實地模擬大氣演變，只能是近似，因此存在一定誤差，隨著預(yù)報時間越長，誤差會產(chǎn)生累加，這也是中長期天氣預(yù)報準確率不高的原因。
“前世今生”
人工監(jiān)測：觀云識天氣
在技科學(xué)術(shù)遠不及當今的上世紀，天氣預(yù)報又是如何測報的?說起早期的氣象預(yù)報，牛文勝笑了笑，這其中的變化只有“觀云識天”的氣象人最清楚。他介紹，上世紀八九十年代，全市只有無錫、江陰、宜興3個觀測點，每個觀測點配1名測報員，每天只有5次的定時人工觀測，分別在8點、11點、14點、17點、20點，觀測的要素也很少。“那時我們只能觀測到觀測場所在地的天氣現(xiàn)象，如果太湖邊打雷了，觀測點沒聽到，就記錄不到?！痹跉庀蟾兄?，很多時候依靠測報員的感官，通過耳朵聽是否打雷，肉眼看烏云判斷降雨，一場雷陣雨可能在東邊下了50毫米，西面下了20毫米，這些確切的數(shù)據(jù)以前都難以掌握，很多時候雨下到頭上才知道。
讓牛文勝印象深刻的是，每次預(yù)報天氣要先通過收音機，接收國內(nèi)天氣形勢實況，把每一個站的數(shù)據(jù)記下來，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)用筆繪制地面圖，通常下午2點的地面圖要到3點才能得到。除了滯后，氣象資料稀缺也是一大難題。當時，無錫氣象臺唯一參考的數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品是日本的傳真圖，一旦這張圖出錯，大家就跟著錯，那時夏天經(jīng)常會出現(xiàn)一周天天報錯的“囧事”。更粗糙的是，當時的預(yù)報指標、思路非常簡單，例如無錫預(yù)報暴雨的一項指標是黃山風(fēng)速大于20米/秒，準確率不高。在預(yù)報時間上，主要報的是“今天夜里到明天”。
“上帝視角”：觀測“神器”掌握風(fēng)雨動態(tài)
牛文勝說，以前的天氣預(yù)報就像盲人摸象，只能摸到一個“尾巴”或者一只“腳”，現(xiàn)在看到的是整只“象”，這也得益于越來越細密的氣象觀測網(wǎng)。
盡管上世紀90年代也有衛(wèi)星云圖，但分辨率低，無錫在衛(wèi)星圖上就是一個點，雨具體下到哪里只能判斷個大概?，F(xiàn)在，雷達就像上帝的視角，不僅能看出降水回波，還能洞悉出降雨量、風(fēng)速，并得到相關(guān)災(zāi)害性天氣數(shù)據(jù)。目前，全市建成了80多個區(qū)域自動觀測站，基本覆蓋無錫的每一個角落。從預(yù)報員打開的一體化自動站系統(tǒng)可以看到，氣溫、風(fēng)每10分鐘更新1次，雨量觀測每分鐘1次，多普勒雷達圖6分鐘傳輸一次數(shù)據(jù)。從觀測范圍來看，別說附近，全球范圍風(fēng)雨動態(tài)盡在掌握之中。
精準的預(yù)報離不開先進的觀測工具。目前，市氣象局正在新建一批身價不菲的觀測設(shè)備，包括城市生態(tài)環(huán)境氣象綜合觀測站、激光雨滴譜、風(fēng)廓線雷達等?！叭绻f既有的觀測設(shè)備是尺子，新晉的設(shè)備就是顯微鏡，突破原有的視角?！本湍蔑L(fēng)廓線雷達來說，它的作用就很大。平時自動觀測站主要觀測近地面10米以內(nèi)的范圍，對高空的觀測不足。風(fēng)廓線雷達則可以觀測到空中的實時風(fēng)向、風(fēng)力變化，這樣就可以得到污染層等信息，幫助研究空氣質(zhì)量。
預(yù)報“短板”
暴雨準確率20% 龍卷風(fēng)只能提前15分鐘預(yù)知
氣象部門有個公開的“秘密”，冬天的天氣預(yù)報比夏天準，大尺度天氣系統(tǒng)比小尺度報得準。細心的市民會發(fā)現(xiàn)，近年來，冬天的寒潮一報一個準，夏季臺風(fēng)路徑可能會有誤差，別看只有幾百公里的誤差，可能就是“擦肩而過”和“正面襲擊”的差別。
“目前，我國氣象預(yù)報還存在‘短板’，短時臨近強對流天氣預(yù)報還存在困難?！迸Ｎ膭俳忉?，現(xiàn)代天氣預(yù)報是基于數(shù)值模式計算出來的，這類模式在演算整個大氣變化時有著上佳的表現(xiàn)，但“軟肋”就在中小尺度上，它的計算難以達到這么精細，冰雹、雷陣雨、龍卷風(fēng)可預(yù)報性差，“雹打一條街”“雨隔一條街”都形象地說明了這一難點。
無錫各類天氣預(yù)報的準確率如何?24小時晴雨預(yù)報準確率可以達到90%，而暴雨預(yù)報的準確率僅20%左右。光看這個數(shù)據(jù)顯得有點寒酸，但這個成績真的不算差，要知道，科技水平如此發(fā)達的美國，暴雨準確率也不過27%。在各類天氣現(xiàn)象里，暴雨屬于“短命”的小不點，它的個頭不算大，占地面積小，短的暴雨天氣過程也就幾個小時，難以監(jiān)控。相比較冷空氣這類能持續(xù)好幾天、體格又大的家伙，暴雨就屬于“人小鬼精”，可預(yù)報性差。牛文勝說，大范圍的系統(tǒng)性雷陣雨可以提前一天預(yù)報，而夏天午后雷陣雨通常提前1個小時預(yù)報，冰雹最多提前1小時、龍卷風(fēng)只能提早15分鐘。
應(yīng)用前景
預(yù)報花期 分析感冒風(fēng)險
如今天氣信息的發(fā)布渠道越來越廣，人們隨時獲取氣溫、濕度、降雨量、未來天氣預(yù)報、極端天氣預(yù)警等已不是神話。說到智慧氣象發(fā)展趨勢，牛文勝認為，未來還會更加“聰明”，而精準服務(wù)是繞不開的，可應(yīng)用的領(lǐng)域越來越多，如交通、能源、旅游、公共衛(wèi)生等，他透露了市氣象局正在打造的多套服務(wù)系統(tǒng)。
在交通方面，智慧氣象已經(jīng)奏效。在廣南立交，這里已經(jīng)建立了道面自動監(jiān)測系統(tǒng)，實時、實景監(jiān)測高架橋面情況。由于高架橋面不接地氣，氣溫變化與地面有較大的不同，比如冬季夜間下了小雨后地面不一定結(jié)冰，但高架橋降溫快橋面容易結(jié)冰。夏季高溫天，地面氣溫過高可能導(dǎo)致爆胎，道面自動監(jiān)測的使命就是實時把關(guān)，今后位于附近的市民或通行高架的車主將自動收到道橋信息和預(yù)警，保障城市交通安全。
氣象與農(nóng)業(yè)的“搭檔”也將打開一片新天地。氣象部門計劃建立茶葉生長發(fā)育監(jiān)測平臺，對茶葉生產(chǎn)相關(guān)的空氣溫濕度、風(fēng)、土壤墑情、光照度、二氧化碳、熱量等農(nóng)業(yè)氣象要素進行監(jiān)控，一旦達到警戒閾值時將通過短信、電話、led 屏等方式向農(nóng)戶自動報警。同時，還將建立水蜜桃生長發(fā)育監(jiān)測平臺，綜合桃園溫度、光照和降水等氣象因素，結(jié)合水蜜桃的各個生長發(fā)育期進行產(chǎn)品評估，自動給出水蜜桃的農(nóng)事建議。
氣象還將和旅游深度融合，開發(fā)花期預(yù)報系統(tǒng)，對無錫景區(qū)的桃花、櫻花、梅花等花期進行預(yù)報。此外，還將打造健康氣象服務(wù)系統(tǒng)，建立感冒發(fā)病模型，進行分區(qū)域的感冒風(fēng)險預(yù)報服務(wù)?！ ?記者 蔡佳)
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