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梅雨季節，你看得最多的是什麼？天氣預報肯定有一席之地，作為每天出門前的天氣預警工具，它決定著你是否可能被淋成落湯雞。
製作天氣預報是個非常繁瑣的過程，需要依次搜集過去一段時間從地面到高空的氣象數據。這些氣象數據從何而來？又到哪裡去？江蘇省氣象臺首席預報員告訴你，天氣預報數據採集於「天地空」，經過分析和會商，一份天氣預報產品就誕生了。
天氣預報的誕生：
雨水與人類的邂逅
6月以來，我國南方地區出現7次大範圍強降雨過程，64%的縣（市）出現了暴雨天氣。那麼，這麼多雨究竟下在哪兒了呢？大數據顯示，長江流域降雨量410.4毫米，較常年同期偏多48.3%，為1961年以來歷史同期最多。而這一切的「始作俑者」是今年的「梅姑娘」來得偏早雨鋒偏強，造成長江中下遊梅汛期降雨異常偏多。
「梅姑娘」原地轉圈，小夥伴們的內衣都不夠用了，出門更是養成必看天氣預報的習慣。如今的天氣預報幾乎可以做到實時更新，時間可精確到半小時內所在區域是否下雨颳風，那天氣預報是如何製作出來的呢？
「天氣預報的結果很簡單，但是製作過程非常複雜繁瑣。」江蘇省氣象臺預報技術研發科劉安寧說，天氣預報簡單分為五個步驟：氣象觀測、數據收集、綜合分析、預報會商、預報產品發布。
氣象觀測為天氣預報提供最基礎的數據，目前我國已初步建成天基、地基、空基相結合的氣象立體觀測系統。劉安寧介紹，地基主要有地面人工觀測站、自動氣象站、L波段二次測風雷達等。在江蘇，每日同一時間，各地氣象站將地基設備觀測的溫、壓、溼、風等氣象信息傳到省氣象信息中心。在高空，氣象飛機和測風雷達組成的探測網也將對流層的變化信息傳遞過來，再加上氣象衛星和天氣雷達收集到的資料，它們被電傳到各級氣象信息中心，作為天氣預報員製作預報的「原材料」。
氣象觀測完畢，分析與預報趕著來「報到」。各級氣象臺的計算機將國家下發的數據進行處理，得到反映天氣實況的天氣圖等各類圖表，供預報員進行分析使用。天氣預報員通過分析天氣圖，對天氣形勢進行分析作出天氣形勢預報。「天氣圖就好像醫生給病人拍的X光片，它反映出各地天氣情況。預報員結合一些衛星雲圖資料、雷達回波資料等，可以初步了解天氣系統的演變過程。」劉安寧解釋，觀測數據通過高速計算機通信網絡傳遞匯集，輸入到高性能的計算機，通過求解描寫天氣演變的方程組，未來天氣預報數值很快就被算出來。
綜合分析的結果出來後進入預報會商階段。每天上午，江蘇省氣象臺的會商大廳都會坐滿工作人員。開會時，值班、首席預報員等各抒己見，最後由首席預報員綜合分析、總結，提出正式預報結論。劉安寧介紹，天氣預報結論作出後，製作成不同形式的預報產品，通過微信、微博、廣播、電視、報紙、網際網路站以及手機簡訊、信息顯示屏等媒體向公眾發布，這就是大家收看收聽到的天氣預報。
一碗「西紅柿雞蛋湯」，
蘊藏降水強度的秘密
在電視、微博、微信上公布的天氣預報通常會配備都卜勒天氣雷達回波圖，這幅圖從外到內大多由藍黃色向紅紫色轉變，也被網友們戲稱為「西紅柿雞蛋湯」，看到它就能分辨出未來的降水情況。
「天氣雷達俗稱『千裡眼』。」劉安寧說，都卜勒雷達每隔六分鐘發出的電磁波會對近地的水氣濃度、底層雲的水滴、冰晶進行掃描，計算水滴的大小及位置，並在雷達顯示器上呈現回波圖像，雷達回波的顏色一般從藍色到紫色，顏色越深強度越強。
「如果你所在的區域被綠色回波包圍，你就要準備好雨具了。」劉安寧介紹，亮黃色區域一般對應每小時10毫米左右的降雨強度，紅色覆蓋下的地區極易出現雷雨大風短時強降水等強對流天氣，如果看到有紅到發紫的地方，很有可能會有冰雹等極端天氣。所以一旦雷達回波圖怎麼看都像是一碗「西紅柿雞蛋湯」時，就代表比較激烈的天文現象正在進行。
目前，江蘇已建成9部新一代天氣雷達，並投入業務運行中。「從雷達回波的多次動態圖可以看到暗紅色回波區域的移動方向和移動速度，從而判斷自己所在位置是否將受到強對流天氣的影響，適時安排好生產生活和出行。」劉安寧說，隨著觀測和預報手段的不斷更新，江蘇除了9部S波段都卜勒雷達外，還布設了X波段雷達和雙偏振雷達，X波段雷達用於更加精確地探測中小尺度的天氣系統，而雙偏振雷達的優勢則有很多，它能夠更好地描述降水類型和天氣，能夠區分氣象和非氣象回波，還能探測和預警冰雹區域。
相比雷達，氣象衛星會時刻監測大氣層頂端的氣象狀態，通過雲層放出的紅外光來測量雲頂高度、雲層厚度等信息。在江蘇，還有風雲四號等先進氣象衛星資料應用，風廓線雷達、微波輻射計、閃電定位儀等各類新型探測設備緊盯氣象要素變化，為天氣預警提供「科學決策」。
雲團說「變臉」就「變臉」，
高科技助力精準預報
經常出門的你是否會發現，暴雨和狂風有時不按套路出牌。天氣系統像個說「變臉」就「變臉」的姑娘，雲團隨時在頭頂爆發，帶來一場區域級暴雨後悄然離去。關注天氣預報，並不能保證你在雨季不成「落湯雞」。
前文提到，江蘇有9部每隔6分鐘就更新一次的新一代天氣雷達，天氣預報已經達到分鐘級更新，為何還會遭遇「滑鐵盧」？劉安寧表示，天氣雷達更新數據很快，但其中存在大量幹擾性信息，比如塵埃和折射率分布不均勻的空氣，都可能被誤判為降雨。如果沒有天氣圖、衛星雲圖和人力的輔助判斷，很難排除這些幹擾信息。因此首席預報員的作用在此時就非常重要，他們通過人力和經驗將大量歷史圖像中的雜波標記出來，從而獲得相對準確的雷達圖歷史數據。
當然，人力和歷史經驗畢竟有限。助力天氣精準預報，還需強天氣綜合報警追蹤平臺與梅雨期西風帶龍捲風概念模型「加持」。今年6月12日14時左右，一場龍捲風襲擊江蘇省高郵市，幸運的是，無人死亡。這與一條提前46分鐘發布的氣象預報密不可分。當日12時40分，都卜勒天氣雷達探測到：有對流風暴正向「龍捲風走廊」方向移動，「對流風暴有發展成龍捲風的可能！」省氣象臺迅速與高郵市氣象局聯繫，密切監視其發展趨勢，加強聯動會商，促成了這「來之不易的46分鐘」。
46分鐘的提前量，從何而來？「長期以來，我們與龍捲風的追逐戰『一刻不停』。」江蘇省氣象臺臺長康志明說。探索中，江蘇氣象部門打造的強天氣綜合報警追蹤平臺（又稱「SWATCH平臺」），能夠集中且直觀地展現多部都卜勒天氣雷達探測到的風暴屬性。該平臺增加了基於機器學習的風暴客觀外推、光流法等預報算法，進一步為預報員定量、綜合掌握風暴特徵和臨近預警提供重要依據。尤其是在2016年以來，根據中國氣象局部署，江蘇省氣象局試點開展分類強對流天氣預警及龍捲風預警試驗業務，「追風」腳步不斷加速。如今的江蘇，已經建立「梅雨期西風帶龍捲風概念模型」。江蘇氣象工作者用日益積累的科技力量加上須臾不松的風險意識，為過去、現在及未來的平安護航。
本報記者 張 宣