天气预报预警

2023-11-05李忠东

青少年科技博览（中学版） 2023年7期

李忠东

精心绘制天气图

每天晚上《新闻联播》后的天气预报，是很多人关注的固定节目。主持人三言两语就把未来两天的天气娓娓道出，显得轻松自如。其实，这短短几分钟的节目，凝聚了我国数万气象工作者以及全球气象工作者的劳动和心血。

天气预报有很多种类，其中常见的是按时效的长短区分为短期（2～3天）、中期（4～9天）和长期（10～15天以上）天气预报。气象台通过各种渠道及时准确地公开发布天气预报，特别是灾害性天气预报，在保护人民生命财产、保障经济发展等方面发挥着重要作用。

气象站观测的数据是天气预报的基础，气象站越多，预报就越准确。为此，全世界建立了成千上万个气象站，配置各种天气雷达，并在太空布设多颗气象卫星，组成了全球大气监测网。这个监测网每天都在进行观测，从地面到高空，从陆地到海洋，全方位、多层次地观测大气变化，并将观测数据迅速汇集到各国国家气象中心。

我国拥有世界规模最大的综合气象观测系统。7万余个自动气象站、236部雷达和 120余个探空站、8颗在轨运行的风云气象卫星，共同组成天地空一体化综合观测网。 2022年6月1日，风云三号E星、风云四号B星及其地面应用系统转入业务试运行，开始为全球用户提供观测数据和应用服务。

综合气象观测系统第一时间捕获天气动态，同时精准测得风移云动背后分钟级至秒级的精密数据，再源源不断地汇聚到中国气象局的超级计算机。观测系统将收集到的数据通过天气演变的方程组进行求解，得到天气图和数值预报图等产品。天气图是天气预报的重要工具，目前，绘制和分析都由计算机来完成。

天气图上密密麻麻地填满了各种天气符号，每一种符号代表一定的天气。表示云状的符号有卷云、卷积云、卷层云、高

间变化的变量值，据此得到大气的未来状况。这说起来容易，其实求解方程的过程极其复杂。

数值预报新成果

中央气象台也叫国家气象中心，它负责制作0～14天全国和全球所需范围天气监测、预报预警和影响评估产品，承担气象灾害预警及衍生灾害风险预警和影响预报等。气象灾害预警与生产、生活密切相关，每一份预警背后都有复杂有序的流程。

依靠卫星云图，能够直观了解天气系统的大势，但精准的预报工作要建立在精密观测数据的基础上。将具象的台风抽象成气压、气温、风向，以及风速等数据，对现代天气预报非常重要。气象学家通过一个世纪的努力，将大气运动规律总结成一组方程式。用超级计算机求取这些方程组的近似数值解，即数值预报。目前，数值预报能够有效预报未来7天左右的天气变化，被誉为20世纪最伟大的科技成就之一。

事实上，数值预报最擅长的是提前多日预报天气系统的发展走势，例如台风的大致动向，大范围降雨将要发生，但台风具体路径如何，降雨落在某地时究竟会下多少，是不可能完全预报准确的，需要预报员将预报结论订正得尽可能贴近现实。预警也一样，只是一种展望式的预测，比如在预报一个雷暴的时候，是通过算法进

积云、雨层云，以及积雨云等；表示天气现象的符号有雷暴、龙卷、大雾、连续性大雨、小雪，以及小阵雨等；此外还有表示风向、风速、云量及气压变化的符号。

所有这些符号都按统一规定的格式填写在各自的地理位置上，从而构成一张张代表不同时刻的天气图。预报员根据天气图上各种气象情况的发生、发展、减弱、消失等变化进行分析，再结合各地区当时的天气情况，运用天气变化的规律和实践经验，就可以预测到各地区将出现什么天气。

天气图主要分地面和高空两种，其中地面天气图的分析内容包括圈画出各地重要的天气现象（如降水、大风、雪暴等）的区域范围，画出冷锋、暖锋、准静止锋的所在位置，绘制全图等压线，标出低压、高压中心及强度。经过分析，就能够看出当时的气压形势，哪里是高压、哪里是低压、冷暖空气的交锋地带在哪里都清晰可辨。高空天气图是填写气象记录的等压面图，分析绘制的是相隔一定数值的等高线。等高线画好后，就能看出当时高空的气压形势：哪里是低压槽，哪里是高压脊，然后再画出等温线，标出冷暖中心。从冷暖中心与低压槽、高压脊的配置情况，预报员就可对未来的气压形势作出大致判断。

天气预报最常用的有两种方法。一种是传统天气学方法，预报员经过对天气图上的各种气象要素进行分析，可以了解当前天气系统的分布和结构，判断出天气系统与具体天气（如雨、风、雾等）的联系及其未来的演变情况，从而作出各地的天气预报。

另一种是数值预报方法，它是随着计算机技术的进步而逐步发展起来的，它作出的天气预报是靠计算机“算”出来的。由于大气的运动遵循一些已知的物理定律，根据这些定律可以将大气运动状态写成一组偏微分方程，只要给出初值（大气的当前状况），就可以求解出方程组随时间变化的变量值，据此得到大气的未來状况。这说起来容易，其实求解方程的过程极其复杂。

数值预报新成果

事实上，数值预报最擅长的是提前多日预报天气系统的发展走势，例如台风的大致动向，大范围降雨将要发生，但台风具体路径如何，降雨落在某地时究竟会下多少，是不可能完全预报准确的，需要预报员将预报结论订正得尽可能贴近现实。预警也一样，只是一种展望式的预测，比如在预报一个雷暴的时候，是通过算法进行模拟，是一种对未来的模拟。无论怎么样，它终究只是一种近似，不可能精确，存在一定的局限性，因此有误差是不可避免的事情。

预报结论建立在科学的基础上，从预报转化成预警，同样要经过严谨的流程，而数据仍然是这个流程的核心标准。预警预报从发出到传递至受影响人群，留给采取防灾避灾措施的时间只能以几小时甚至几十分钟计算。气象预警信息“最后一千米”是否走得顺畅，直接关乎防灾减灾实效。

科学预警防灾害

近年来，短时强降水、龙卷风等极端灾害性天气在全球呈多发、频发态势，给百姓生命财产安全造成严重损害。基于雷达、卫星的数据分析，是我国预报业务的重要技术支持。那么“救命”的气象预警，是如何传递给我们的呢？

2022年6月26日下午，一个热带扰动（指南半球洋面上中心附近风力小于7级的热带气旋）开始初具雏形。从卫星云图上显得破碎而且不对称的螺旋形状上看，它未来的走势一时难以判断，不过有丰富经验的预报员们早已密切关注，因为它位于菲律宾群岛以东洋面，是影响我国台风的重要源地之一。关于这个台风的各项观测数据源源不断地从各种观测仪器汇聚到气象大数据云平台上，在经历传输、质控、汇总和分析之后传给数值模式，以便计算出尽可能贴近现实的结果。虽然数值模式可给出预报，但是预报员不敢有半点松懈。

6月30日10时，中央气象台发布台风蓝色预警：南海热带低压已于今天（30日）上午发展为第3号台风“暹芭”，预计“暹芭”将以每小时10～15千米的速度向北偏西方向移动，强度缓慢增强，最强可达强热带风暴级（10-11级，25～30米/秒），逐渐向海南岛东部到广东西部一带沿海靠近。

在“暹芭”预报过程中，来自中央气象台、广东、广西、海南、中国香港，以及中国澳门等地的预报员们分析各路资料，研究各种数据，对照过去各种主客观预报的对错，还常常聚在一起讨论研究，最终得出预报结论。他们制作实况分析、形势预报、沿岸海区预报、近海海区预报、远海海区预报、海事公报、海洋天气公报，以及海洋天气预警等产品，并通过网站、电视、广播等媒介发布。随着天气系统的不断变化，这个预报结论持续及时滚动更新。

“暹芭”不但是影响范围上千千米的台风，而且还隐藏着破坏力十足的的龙卷风。它们的活动区域仅仅数千米，分散在广州、佛山、潮州，以及汕头等多地，从出现到消亡几十分钟到数小时不等。准确及时地预报预警龙卷风，在世界范圍内都是一个难题。佛山市气象台进行了尝试， 7月1日11时召开新闻发布会，预报7月2日至4日有发生龙卷风的风险，并于7月2日6次发布台风和暴雨预警信号，均指出局部地区可能发生龙卷风。果然，当天傍晚，佛山市南海区西樵镇出现龙卷风，持续时间2到3分钟，没有收到人员伤亡报告。

7月4日14时30分，佛山市气象台发布精细到镇街的龙卷专门警报，为应对龙卷风赢得了宝贵的时间。

从观察副热带高压这样大尺度天气系统的移动，到捕捉龙卷风这样极小尺度天气系统的出没，离不开科技积淀、经验积累、综合观测系统密切联动和数值预报，与此同时更需要面对不可能百分之百准确预报的现实、仍以百分之百的勇气与热情投入的决心，把服务触达每个细微角落。

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常用术语

今天白天：上午8：00到晚上8：00（共12个小时）。

今天夜间：晚上8：00到次日早上8：00（共12个小时）。

晴：云量占10%～30%。

多云：云量占40%～70%。

阴：云量占80%～100%。

雾：近地面空中浮游大量微小的水滴或冰晶，水平能见度下降到1千米以内，影响交通运输。

冰雹：小雹核随着积雨云中激烈的垂直运动，反复上升凝结下降融化，成长为透明层相间的小冰块降落，对农作物有影响。

冻雨：雨滴冻结在低于0C的物体表面或地面上形成冰层，又称雨凇（由雾滴冻结的称雾凇），常坠断电线，使路面结冰，影响通信、供电、交通等。