天气预报知多少

周末上午，天气晴朗，阳光明媚，小新早早地起床把家里打扫干净，刚坐下休息就听到一阵急促的敲门声。不用猜，肯定是那做事风风火火的幸运兔！

“小新，今天这么热，我们去溯溪吧！”

“今天不行，天气预报说下午两点左右会有雷阵雨。”

“不可能吧！这么好的天气会下雨？”

“老天爷的脾气你可摸不准，我们去中央氣象台的官网看一下雷达图就知道了。”

……

“你看，绿色雷达回波表示有降雨出现，但雨势不强，黄色雷达回波表示有中等强度降雨出现。过去几个小时内，降水区域正从左往右移动，估计下午就能到达我们这里了。”

“哇，这是我第一次看雷达图，太神奇了！”

“气象雷达只是人类观测气象的其中一种手段，为了让变幻的天气变得可测，从古至今，人们一直在探索。想知道人们是如何观测气象的吗？一起来看看吧。”

从地面到太空，人们这样观测气象

用眼睛看气象

中国是世界上最早进行观云测天的国家之一。早在商代的甲骨文中就有风、云、雨、雪等各种大气现象的文字记载。在长期的生产实践中，人们通过观天象总结出“天上钩钩云，地上雨淋淋”“日晕三更雨，月晕午时风”等气象谚语。

用仪器测气象

16世纪后期到20世纪初，温度计、湿度计、气压计、风速计、探空仪等专门用于气象观测的仪器相继被发明出来。在这期间，气象史上发生了两件大事：1783年，载人氢气球带着气压表、温度计等仪器飞上了天，对高空大气进行了第一次科学探测；1820年，用近代气象观测网资料绘制的第一张天气图诞生了。

飞到天空看气象

从20世纪20年代起，高空观测开始起步，探空气球、气象飞机、探空火箭的发明，使人们观测天气的高度范围从地面扩展至距地面100千米的空间。同时，气象雷达也开始应用于大气探测，一部气象雷达能够对几百千米范围内的雷暴分布进行连续探测。

大气层外观气象

1960年，气象卫星及各种遥感仪器的出现，给气象科学的发展带来新的转机，实现了全球范围和全天时的连续观测。气象卫星可以在距离地面800千米至36 000千米的宇宙空间，对地球大气进行大范围的观测。

我有一个疑问，这些仪器检测到的数据，怎么变成电视和手机里的“天气预报”呢？

气象观测数据从采集到公众手里，会经历一段奇妙的旅程。现在就请天气家族中大家最熟悉的成员——“气温先生”来讲讲它的故事吧。

气温先生的奇妙旅程

始发站：观测站

我国分布了7万多个地面自动气象观测站。在四周空旷、场地平坦的观测场内，观测设备各自坚守岗位，负责“捕捉”多种多样的气象要素和现象，包括温度、气压、湿度、风向、风速、雨量等。

以前，我“诞生”的容器是玻璃棒。与人们常用的水银温度计一样，玻璃棒里有水银，水银热胀冷缩带来数据的变化，再由观测员读取玻璃棒上的数据。但好消息是：自2020年4月1日起，我国地面观测实现了全面自动化。这样一来，我的“出生”就省事儿多了。

第二站：值班室的业务电脑

其他家族成员，如气压、湿度等也有方便、智能的传感器设备，由采集器一并收集。我们聚齐后就迈出了旅行的第一步——从户外观测场到值班室的业务电脑。在这里，我们要过一道重要“关卡”——质量控制。假如天气没什么变化，但10分钟前的气温姐姐和现在的气温妹妹数值相差太大，那她俩就会被贴上“质疑”或“错误”的标签。

第三站：省级气象信息中心

顺利通过“关卡”的成员才能前往下一站——省级气象信息中心。在这里，来自全省各地的成员迎来了新一轮考核。这一次主要考验空间连续性，假如气温哥哥和气温弟弟出生在相距5千米的观测站，数值却相差较大，那他俩都会被标记为“质疑”。

第四站：国家气象信息中心

通过考核的成员才有资格踏上更远的旅程，最终抵达国家气象信息中心。

这一站，我的家族成员就更多样了，不仅有来自各个地面观测站的，还有其他观测设备观测到的数据，比如雷达、农业气象等数据。在这里，我们全部被输入到一台每秒运行上千亿次的超级计算机内，很快，未来的天气情况就会被“算”出来，这就是“数值预报”。

别走，旅程还没结束呢。影响天气的因素很复杂，气象预报员需要将计算机得到的结果结合天气图、气象卫星、雷达探测等资料进行综合分析。各地的气象预报员们还需要进一步讨论，根据当地的具体情况判断未来不同时段的天气，给出最终的预报结论。

终点站：人们眼前

最后，气象预报员制作出不同形式的天气预报，通过电视、广播、网络等媒介推送到人们眼前。至此，我的旅程就完美结束啦。

可是，在我的印象中，天气预报经常不准。有几次说要下雨，结果却艳阳高照。天气预报到底靠谱吗？

2021年，我国未来24小时的晴雨预报准确率为85.9%。2022年，我国未来24小时晴雨预报准确率为87%，暴雨预警准确率达到91%，强对流预警时间提前至42分钟。可以说是相当靠谱！

不过，即使预报员准确捕捉到了一轮大范围的降水过程，但局部地区还是可能出现漏报或者空报的情况。这是因为大气系统里的降水是不均匀的，降水过程就好像一盆往外泼的水，泼出去的水不均匀地落到地面，会有被淋湿的地方，也会有没被淋到的地方，实际的落区也可能与预计的落区有所差异。

明白了，“东边日出西边雨”说的就是这种情况吧！仔细回想一下，天气预报大部分时候还是准的，只是准的时候我从来没注意过，不准的时候那叫一个刻骨铭心。

哈哈！是的。和你一样，人们会“选择性记忆”，对不好的事情往往印象深刻。不过，我们也要认识到，天气预报是有局限性的，它可以无限接近完美，但永远不可能做到100%准确。

那为什么会出现“天有不测风云”的情况呢？一起去看看气象专家们是怎么解释的。

天气预报为什么不能100%准确

大气运动复杂多变

大气是一直在流动、变化的，大气运动非常复杂，除了大气、海洋、陆面相互作用以外，还受到错综复杂的地形地貌、城市热岛效应、人类活动等因素的影响。而建立在现代科学基础上的天气预报只有百余年的历史，特别是以数值预报为代表的现代天气预测方法的建立只有几十年时间。在短暂的时间里，人们并未完全掌握大气运动的内在规律。

观测数据受到限制

准确掌握现在的天气状况，才能更好地预测未来的天气发展。但目前观测网的空间、时间分辨率不够高，观测数据满足不了精细化预报的需求。例如，我国的探空站间距为200～300千米，很容易漏掉一些中小尺度的天气系统，观测网存在“大网捞不着小鱼”的尴尬。

数值预报放大误差

计算机数值预报模式在模拟并计算大气变化时，为了快速求解，做了很多简化和近似计算。作为初值的资料本身可能有一定误差，这些误差在计算过程中还会不断被放大。

人工“订正”不一致

预报员会对数值预报的结果进行“订正”，进行“产品检测包装”，但预报员的人工分析不能做到完全客观，有时不同预报员得出的结论也不一致。

天气预报没有想象中的简单，即便它不可能100%准确，但每一个气象人一定会付出100%的努力。

谢谢您，风雨中坚守的气象人

高继才刚到泰山气象站时，山上不通公路，工作器材和生活用品都靠自己挑上去，一趟至少得五六個小时。高继才和同事们不仅是观测员，还是“挑山工”。每次负重上山后便是二十多天与世隔绝的日子，站里那台只能收到两个频道的小电视，已经是当时很像样的娱乐设施了。

值班期间，观测员24小时不敢合眼，生怕一迷瞪就错过发报。大家靠怀表掌握时间，脑子里时刻绷着一根弦。每天7次绘图报、24次航空报，还有不定时的危险报、重要报，每份都不能迟发。时间久了，多梦成了观测员的“职业病”。在梦里，冬日的大风和夏天的雷电常常是主角。

2016年7月18日到21日，受超强厄尔尼诺事件影响，我国华北、黄淮等地遭遇强降雨，中央气象台连续发布暴雨橙色预警。

那几天，马学款每天守到晚上10点，第二天凌晨4点半到会商室，5点之前发预警，然后准备上午8点的全国天气视频会商。随后，马学款继续密切监测天气变化，有时还要和相关省份举行多轮次的加密专题会商。

马学款在单位连续值守了4天，甚至没回过家换身衣服。他说：“省去往返的奔波，可以多些休息时间，也怕暴雨阻碍交通，误了工作。住在值班宿舍还可以随叫随到。”

在南海的永兴岛上，一年365天，每天早上7点和晚上7点，不管风吹雨打，气象人都要按这个时间施放探空气球，探测地面到3万米高空的气象数据，如气温、气压、风向、风速等。遇到特殊天气时，还要增加2次探空观测。

唐海荣记得2016年，受台风“莎莉嘉”的影响，放球难度非常大。她和同事提前10分钟充灌好气球，一切准备就绪，就等阵风稍微平息的那一刻冲出去。大家紧紧盯着不远处的树叶，待叶子停止摆动，他们立刻跑出去。下雨路滑且气球体积大，有人滑倒了数次，但是顾不上身体的疼痛，大家只关心能否准时放出气球。

“那次天气极端恶劣，我们连续放了2个气球都不成功，准备施放第3个气球时，所有人都异常紧张，屏息以待。站在风雨中看到气球顺利升空的那一刻，大家都欢呼起来。”唐海荣说。

本文由《发明与创新》“科普专家团”专家、湖南省气候中心天气气候高级工程师谢益军进行知识性审核把关。