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晴雨预报准九成,暴雨预报仍是挑战 解码天气预报的准与难

大众报业·齐鲁壹点 08-16 2881

齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 于民星

天空被阴云笼罩,密集的雨滴迅速砸了下来。济南市天桥区的山东省气象台八楼值班室内,预报员指尖在鼠标上迅速滑动,不断调取雷达、云图、自动站、数值预报产品等各种气象资料进行分析研判,紧接着一个个暴雨、强对流、大风等预警信息从这里发出,层层传递,为防汛指挥决策和公众安全出行提供参考。

今年入汛以来(截至8月15日),山东已发布2776次预警,从暴雨到雷电,从台风到冰雹,每一次预警的背后,都是预报员24小时连轴转的坚守。记者走进山东省气象台,了解气象一线的防汛日常,深入探索气象预报背后的奥秘。

连轴转是常态

汛期以来已发布预警信息2776次

一个狭长的办公桌,3个电脑显示屏左右依次排列,屏幕里天气综合分析平台的数值,随着雷达监测不断变动……这是省气象台首席预报员杨成芳每天坚守的“阵地”,也是各种预报预警信息发出的“源头”。

“监测天气不仅要实时关注雷达、云图、自动站、风、降雨量等实况信息,还要综合数值预报模式分析未来天气变化趋势,及时调整更新预报信息。”杨成芳表示,汛期更要随时关注天气变化,紧盯12小时以内可能出现的强天气。重要天气过程则需要提前一周开始关注,逐步发布中期预报、短期预报、重要天气预报、预警等,开展递进式天气预报服务,直至整个过程结束。

梳理预报员一天的工作,节点明确,紧张有序。早上6点发布第一次短期预报,8点全国天气会商,10点全省天气会商,11点发布第二次短期预报,16点第三次短期预报。遭遇台风、强降雨等重要天气过程时,不仅要加密内部会商,还会联动防汛、应急、电力等部门会商,快速频繁发出山洪、地质灾害等各种预报预警,以及来应对自各方的预报服务需求。

今年7月下旬以来,山东接连遭遇多次强降雨天气。彼时的省气象台值班室灯火通明,预报员们24小时轮班值守,值班首席、领导更是连续在岗,紧盯雷达回波和各种气象资料,一旦发现某地降水量超预期值,立即组织会商,必要时启动“叫应机制”,向上级汇报,协调各部门联动应对。

“天气预报是一年365天不间断的,连轴转是预报员工作的常态。”杨成芳表示,省气象台承担着全省天气监测、预报预警和气象服务等职责,为政府防灾救灾决策和公众防灾避险筑起第一道安全防线。

数据显示,今年汛期以来,全省(省、市、县)共发布了预警信息2776次,其中暴雨758次,冰雹23次,台风36次,大风56次,雷电1058次,海上大风16次,雷雨大风824次,强对流5次。

晴雨预报准确率达90%

构建起地空天一体化综合监测网络

8月14日,山东省气象台发布了新一轮的大范围降雨天气预报,对整个降雨过程的范围、雨量、强度等进行了预测。与此前发布的数千条预警一样,这些看似简单的天气预警信息背后,都蕴含着复杂的气象科学原理。

“现代天气预报依据的一个重要科技就是数值预报模式。”杨成芳表示,可以理解成一组数学方程式。气象学家们把大气运动规律总结成一组复杂的、相互耦合的方程式,如流体力学、热力学方程等,通过超级计算机求近似数值解,即数值预报。根据数值预报模型,对未来天气进行推演、预测。

不过,数值预报给出的结论只是天气系统的大致发展趋势,比如大范围降雨即将发生、台风的大致动向等。由于数值预报有初始场误差、模式误差和混沌性等,并且各家数值模式会有不同,杨成芳表示,预报员还需利用专业理论知识对数值预报和天气实况监测,并结合自己的预报经验等进行综合研判,最终得出预报结论,也就是大家看到的天气预报。

作为从业32年的资深预报专家,杨成芳亲历了气象预报技术的时代变迁——从最初依靠纸质天气图手工分析,到如今实时调取数字气象资料的革命性跨越。

“从未来三天预报到十天预报,天气预报技术有了质的飞跃。”杨成芳表示,十四五期间,山东建立了从灾害天气实况监测、短临预报、短期预报到月季年天气预测的无缝隙数字预报业务体系,1-10天数字预报空间分辨率达5公里,降水、温度等主要天气要素预报质量稳居全国前列。2024年山东晴雨预报的准确率提升到90%,意味着每10次预报中,有9次能够精准命中晴雨变化。

这些精准预报成果的取得,离不开山东日益完善的气象观测网络支撑。目前,山东拥有1个国家大气本底站、1个国家气候观象台、421个国家地面气象观测站、1870个省级地面气象观测站、3个高空观测站、11部新一代天气雷达、19部X波段天气雷达、3套地基遥感垂直观测系统、18部风廓线雷达、4个卫星地面接收站、1个空间天气站,共同构建起地空天一体化的综合监测网络,实时捕捉天气动态,精准获取气象数据。

暴雨预报准确率20%

局地强天气仍是预报难点

天气预报是一门与“天”较量的科学,但很多时候“天意难测”,常让人遭遇“暴雨变毛毛雨”的尴尬与无奈。

“短时暴雨、强对流等中小尺度天气系统的预报难度远超高温、寒潮等大尺度系统,准确率也远低于晴雨预报。”杨成芳表示,2024年山东暴雨预报的准确率为20%。可以说,天气越强,预报准确率越低,尤其是分散性的暴雨是很难精准预报的。

在天气预报中,相信大家都常见到一个词“局地”,它不是指一个具体的明确地点,却在一定程度上表达了预报的不确定性和可能达到的极端性,常与小范围暴雨和雷暴大风、冰雹、短时强降水、龙卷等强对流天气联系在一起。

“以目前的天气预报技术水平,往往只能提前1到3天预报局地强天气可能出现的大致范围,还不能大提前量预知其发生的准确位置和强度,只能临近监测预警。”在她看来,原因是多方面的。

首先,当前人类对于大气运动规律的认识依然不够,仍需继续提高。其次,现有观测资料有限,观测设备在部分地区布设,尚未实现全域精密覆盖。再者,中小尺度天气范围小、生消速度快,客观存在预报难度,就好像是大网捞小鱼,很难实现定时定点定量的精准预报。

“历史上任何一次天气过程没有完全一样的,天气预报就是基于过去的规律认知,对未来进行预测,本身就是概率科学,不可能做到100%准确。”杨成芳表示,天气预报是一门科学,我们能做的就是利用现有观测资料和数值模式,不断逼近天气变化的真实轨迹,在不确定性中寻找最大可能的确定性。

她表示,气象工作者一直在努力提升预报准确率。未来仍需持续完善气象观测网络、深化灾害性天气机理研究,并积极引入人工智能等前沿技术,通过多维度创新不断提升预报精准度,才能让天气预报更好地服务于社会发展和民生需求。

责任编辑:于民星

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