□記者 白 雲
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天氣預報這件事兒,可是從古至今都有的。祖先留給我們的穀雨、驚蟄等二十四節氣就是一種「簡版的天氣預報」,從秦漢開始,就有專門的機構負責觀天象。
今天,現代人對天氣預報的依賴越來越大:明兒能不能洗車?出門要加衣服嗎?播種要的雨什麼時候到?雨下多大,風有幾級,從哪兒刮向哪兒?
現如今的天氣預報是怎麼來的?為什麼有時候天氣預報已經準到「說什麼時候颳風就什麼時候刮、說什麼時候下雨就什麼時候下」,可有時候也會遇上說好的雨雪天氣遲遲不來、說好的晴天「說變臉就變臉」?
記者對河北省氣象臺、邢臺氣象局進行了採訪,讓我們了解一下,天氣預報是怎麼出爐的。
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電腦管計算,人腦管拍板
7月27日上午10時45分,省氣象臺3樓,上一分鐘還安靜的預報中心,此時通過網絡系統,大屏幕上不斷出現滄州、石家莊、邢臺等各地氣象中心工作人員圖像。同時,通過呼叫測試通訊是否暢通的語音系統也不斷傳出動靜。這,就是全年365天雷打不動的天氣會商。
李江波,這位入選全國百名國家首席預報員的「氣象大咖」,壓低聲音告訴記者,「這馬上召開的會議,先聽取各地市的情況,由省局進行評估,大家針對即將發布的天氣預報會商,如果數據差距不大,就可以對外發布。」
類似的會商,不只是省內調度各市之間的,每天還有中央氣象臺調度各省召開的,「預報員就好像醫生,我們的會商,類似把天氣當病號來會診。會診的出發點是什麼?提高診斷的準確率嘛,氣象會商也一樣。」李江波1991年畢業於中國海洋大學(原青島海洋大學)海洋氣象專業,在省氣象臺已經工作了26年。
每天一上班,李江波就要對衛星雲圖、雷達和探空氣球等氣象設備採集的數據先過一遍,心裡有個數,這個工作,各市的天氣預報員也會做。同時,巨型計算機會根據海量數據,進行數值預報。
這是否意味著天氣預報已經完全自動化,不再依賴人了呢?答案是否定的。
會商就是對電腦計算的核准過程,但最終結果誰來定奪,公布給大眾的天氣預報誰來修正、拍板?李江波笑笑,默認這是他的工作。
問題又來了,承擔如此重要的決策,李江波的判斷來自哪裡?
李江波點開面前的電腦,調出一幅顯示風向和風力的圖,指著說,「你看上面的箭頭,那是風向,我拉動一下滑鼠,你能看到風向和風力是不是在移動變化。這是過去幾個小時的數據。這些數據來自分布在全省的142個氣象站,收集後自動上傳到省氣象臺,包括風向風力、溫度、溼度、氣壓等。」
除此之外,就是他26年的天氣預報經驗。「根據河北的氣候特點,根據大氣運動規律,根據往年掌握的數據,修正數值預報的誤差。」李江波說,這個過程比較複雜。
往年掌握的數據又是哪裡來的呢?
7月28日,中雨,位於邢臺縣皇寺鎮的邢臺市氣象站,觀測員姬宋鵬冒雨跑到觀測臺把設備檢查了一遍。在這塊高臺上,既有器量雨,也有蒸發器,還能收集日照時間、溫溼度、風力、氣壓、輻射等數據。
姬宋鵬的班一盯就是24小時,數據會3小時自動上傳一次,所以為了確保數據正常收集上傳,即使在惡劣天氣,他也要時不時去查看下設備。
河北省境內,同時具備雷達、高空觀測和地面數據收集的氣象觀測站一共有3處,邢臺站是其中之一。
姬宋鵬跑向觀測臺的時候,副站長楊振宇正坐在電腦前查看當天早晨放出的探空儀器傳回的數據,認真地對每組數據進行檢查。
每天早晚7時15分,全國120個探空站,都要準時放出探空氣球。這種直徑1.8米的巨大氣球,會攜帶一隻無線電子探空儀,從距地面1.5米的高度起飛,以平均每分鐘400米的速度上升,對自由大氣中各高度狀況進行觀察和測定。觀察項目包括空氣溫溼度、氣壓等。
「你看這些線,就是今天早上的探空儀發回來的。」楊振宇用滑鼠指著屏幕上紅藍綠三色曲線,這分別代表著氣壓、溫度和溼度。
由於數據收集會出現漂移,楊振宇要通過人工整理,把數據中出現的飛點逐一剔除,以保證數據的準確性。
這裡的工作365天,24小時運轉。因為天氣預報從來不會中斷。
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一早一晚,就像打仗
不會中斷的天氣預報工作,從上世紀50年代河北省氣象局成立起,就像一架盡職的老鍾一樣,持續運轉著。
目前,河北省每天的天氣預報發布一天有三個時段,5時、11時、17時,還會發布短時、短期、中期三種預報數據,其中短時的預報時段約為6小時以內,短期的預報時段為1-3天,中期的預報時段為1-10天。
鑑於如此多的預報數據,涉及區域、時間、有無天氣情況,河北氣象臺的5名首席預報員和20多名預報員每天都會在電腦前對著紅綠交替的圖表和普通人看不懂的曲線忙忙碌碌。
「趕上惡劣天氣,我們這裡會24小時值班,你會看到這個大廳人來人往。」李江波介紹,由於專業性強,氣象臺的預報員幾乎都畢業於國內知名大學的氣象專業,「有南京信息工程大學(前身為南京氣象學院)、蘭州大學、北京大學、中國海洋大學……相比之下,有的工作,沒學過熟練了也可以幹,但氣象預報不行。」
李江波剛參加工作時,老一代的部分氣象工作人員,還要掌握摩爾斯電碼。「受當時技術限制,傳輸設備不能實現直接讀取,就有一個工作環節叫填圖,填圖員要先把收到的摩爾斯密碼翻譯過來,再發出去,工作量非常大。」
李江波拿出一張半米多寬的氣象圖給記者看,「現在好多了,以前我們還要手繪氣象圖。」但有了計算機的協助,李江波的工作只是便捷了,效率提高了,但壓力依然很大。「天氣預報員幾乎都有失眠症。只要預報了有天氣情況,比如下雨、颳風,我這一晚上就睡不好,報錯了,會有挫敗感。」
姬宋鵬的工作沒有挫敗感,他更多的是責任感。
儘管現在包括縣一級的氣象站已經實現了數據收集自動化,工作人員更多的職責是維護和監管,但仍有少部分項目的數據需要人工備份,以用來和設備收集的數據進行比對,比如日照時長。
除此,姬宋鵬的工作更多的是盯守。「以前24小時值班,3小時人工上報一次,不能睡,一個班下來,眼都是青的。感謝自動化啊。」
然而,自動化不能用於所有觀測工作環節。按照國際氣象規定,全世界的探空氣球都要在相同的時段同時放飛,如果遇到極特殊天氣在早晚8時30分仍不能放飛,就要及時上報國家氣象中心。
值班人員每次5時50分從邢臺氣象局出發,趕到氣象站,向氣球中充入3.5-4立方米的氫氣。充氣時為了防止靜電打火,工作人員會事先洗手來釋放皮膚帶來的靜電。「偶爾還是會看見火苗。」楊振宇說。
有時趕上風大,放氣球的過程就成了一場氣象員和氣球的拔河比賽。「圓球體被吹成了長茄子,像我這體型,被氣球拽著來回晃悠很正常。」說話的楊振宇,身高188釐米,體重85公斤。
「皇寺氣象站所處地勢低,是個風口處,每天一早一晚,就像打仗一樣。」楊振宇說。但很少有人知道,天氣預報的出爐,和他們的工作唇齒相依。
3
人類對天氣仍談不上知己知彼
李江波們的工作,早在商代就有人從事,從存世的龜甲上,能看到當時的帝王會詢問「內雨」,也就是這個月下不下雨。古人還記錄雨、水、風,並形成卜辭寫在龜甲和獸骨上。後來各王朝大多成立專門的氣象機構,比如司天監等。
1856年,法國最先開展了天氣預報工作。此後,各國紛紛開展相似工作。
從古至今,人類都非常重視天氣預報。小到個人關注天氣預報制定出行計劃、穿衣指數,大到農業耕種、商業操作、防災減災的具體對策。
如果說李江波和同事們做出來的相關數據是天氣預報的產品,那麼郭迎春所在的省氣象臺決策服務科則是「銷售中心」。
這個部門的工作負責將天氣預報發布出去,裝在口袋裡的天氣預報是沒有價值的。「一方面提供給政府相關部門,比如地質災害的預防,一方面通過傳播媒介發布給大眾,提高大眾防災減災的意識。」
郭迎春是省氣象臺首席氣象服務專家,他介紹,一旦預測要出現災害性天氣,會及時將預報結果向省委辦公廳以及農業、水利、交通、林業、衛生、教育、礦山、海洋、國土資源等部門通報,有關單位可以根據信息及時採取組織群眾撤離、漁船回港、衛生防疫等措施。
「比如大街邊的廣告牌子,如果我們及時發出大風預警,停車或者行人遠離這一區域,就可以提高安全係數。」郭迎春說。
而姬宋鵬統計的日照時長,單天看沒有太大的意義,但就邢臺地區的全年統計,對來年的農作物種植是極大的參照數據。
但天氣預報面對的是充斥著「蝴蝶效應」的「混沌」系統,任何微小的擾動,可能帶來天氣的千變萬化。「所以,儘管各種設備和計算機技術都在飛速發展,人類對天氣仍談不上知己知彼,預報員對天氣的理解在某種程度上類似盲人摸象,也就很難做到百戰百勝。」李江波感嘆。
「總被人調侃,說天氣預報就不靠譜,說好的雨不下了。」李江波坦言,要想做到預報百分百準確,目前還很難實現。「從國際平均水平看,暴雨預報的準確率在20%上下,夏季強對流天氣(如龍捲、冰雹、雷暴大風等)的準確率更低。」
或許因此,和天氣相關的各種數據,是目前全世界為數不多的共享數據之一。李江波操縱著滑鼠把氣象圖譜變小,「現在我們可以看到任何國家任何位置的天氣數據,這也正是天氣的特點,具有不可控性,人類很難駕馭,所以世界各國的科學家一起來研究。」
人類運用現代科技手段預測天氣的歷史,僅僅一百多年。以數值預報為代表的對天氣變化的求解和運算,也只有幾十年,所積累的數據在變幻莫測的天氣面前,依然少得可憐。
今年夏天,全省多地一度「熱得簡直冒煙」,天氣預報中的最高氣溫卻往往只有38℃。很多人由此責詰天氣預報「沒準兒」。
李江波解釋,「溫溼度的數據是由安裝在百葉箱裡的設備監測到的,距離地面1.5米高,不受陽光直射。人體感覺到的溫度卻是地表溫度,這是造成二者之間差異的主要原因。」事實上,李江波和同事的預報,在今年進入夏季以來,已經發布了多個高溫橙色預警(37℃及以上)和紅色預警(40℃及以上),預警發布次數累計已達37次。
另外,還有公眾接受度、認知度的影響。「就拿石家莊來說,今年夏天已經不止一次出現橋東下雨橋西出太陽、橋西暴雨橋東小雨的情況,這說明,天氣的局部差異非常大。我們預報了石家莊有雨,那對於無雨片區的市民來說,就是不準確的。」李江波介紹,「再比如未來24小時有雨的預報,按照預報業務的標準,只要在24小時內下了,都是預報準確的,但是公眾可能會認為24小時內持續下雨才叫預報準確。」
目前來看,越是距離發布時間近的預報越相對準確,越長的預報則準確度彈性較大。「我們看到的是天氣預報領域的進步,公眾對我們提出了更高的要求,這也是進步的動力。」李江波說,未來天氣預報可能會提供更小範圍、更精準時間的格點化預報,而且這一天並不會太遙遠。