人们常常认为,天气预报准确是理所当然的,而在预报不准的时候,往往会因为影响了工作、生活安排而耿耿于怀。我们有必要严肃地说一说,为什么气象预报无法做到绝对准确。
气象预报真的那么不靠谱吗?
根据中国气象局气象宣传与科普中心科普部副主任刘波的介绍,2015年,我国针对未来24小时的晴雨预报准确率达到87.3%。如果用国际上的通用标准衡量,我国对降水、台风、暴雨的预报水平与发达国家接近,并没有本质差距。比如,中央气象台24小时台风路径预报误差为66千米,总体优于美国和日本。所以,预报不确定是绝对的,世界上任何一个国家都不例外。
其实,近年来,我国的天气预报准确率一直在提升,只是受到客观因素的影响,准确率越往上提高,增长幅度就越小。
除此之外,公众理解容易存在偏差,还有气象预报常说的“部分地区”“局地有雨”等用词。比如,气象台预报北京局部地区有雨,雨下在北京南部,南部地区的人大部分会认为准确,但北京北部、东部的老百姓就会因此断言预报不靠谱。针对这一点,气象部门有点“冤”,其实这正是“东边日出西边雨”的写照。
为什么难以做到绝对准确?
如果人们想要知道,气象部门什么时候可以把10%~20%的误报率也消除掉,恐怕需要从了解现代天气预报的本质开始。
天气系统是一个综合系统,是五大圈层还包括水圈、岩石圈、生物圈、冰冻圈共同作用的结果。所有气象研究学者都得承认的是,人类尚且对大气运动中的规律认识还非常有限,对于五大圈层的交互作用,实在是知之甚少。
具体到人类相对熟悉的大气系统,它的复杂程度也远远超出现有科学能理解的范围,大气系统是一个非线性系统。
1963年,美国气象学家洛伦兹提出了一种现象:一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可能两周后在美国得克萨斯引起一场龙卷风。这就是著名的“蝴蝶效应”。
“非线性系统的特点就是这样。”刘波说,初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大的连锁反应。
因此,要将这种千头万绪、错综复杂的大气状况搞清吃透,并在模拟运算中精准详尽地描述几乎不可能,在这个过程中不可避免会出现误差。
而中国天气系统特殊的复杂因素还在于多了一个“第三极”,也就是青藏高原的影响。局地地形可以让气象的风云变幻更加诡秘,青藏高原的影响甚至大到可以改变全球天气气候。
“相较于天气系统自身的复杂程度,天气预报的核心技术发展还不成熟。”根据刘波的解释,数值预报是天气预报的基础,可数值预报的计算量之大、运算之复杂连计算机都会感到“压力山大”,再加上方程组本身就很难做到完美,初值误差、计算误差就会随着时间的推移而放大。
所以,目前的天气预报能做到相对准确的是针对未来三天的情况,超过七天只能作为参考。事实上,现有的天气预报工具提供的多是滚动预报的业务,数据实时变化更新,一定程度上可以增加预报的准确性。
科学网2016.12.1文/胡珉琦