天气预报为何会有偏差

全国24小时晴雨预报“八九不离十”,暴雨预报准确率仅约20%

天气预报为何会有偏差(绿色焦点·走近天气预报员②)

本报记者 刘 毅

《 人民日报 》( 2014年03月29日 09 版)

“老百姓最关心的是每天的预报更准些”“希望天气预报的精度越来越高”“降雨欠准”“雾霾的预报相当重要”……

3月23日是第五十四个世界气象日,中国气象局向公众开放,数千人前来参观。在留言本上,很多人肯定气象工作取得的进步,同时表达了对天气预报更精准的期待。

人们每天看到、听到的天气预报是怎样制作出来的?为什么有时候很准,有时候又会有些偏差?应该如何利用好天气预报?让我们听听天气预报员们的解答。

高性能计算机难以精确模拟大气运动

我国数值天气预报和世界最先进水平有10年差距

天气预报看似简单,实际上是一个复杂的系统工程,它是以大气科学理论为依托,以各种气象探测手段为基础,以数值天气预报为核心,依靠预报员的综合判断分析,最终形成的。 中国气象局数值预报中心副主任沈学顺介绍,现代天气预报的关键是数值天气预报,也就是根据大气运动变化规律编写一系列数学方程,再利用高性能计算机进行高速运算,推演未来天气发展变化。20世纪50年代,欧美开始在天气预报业务中采用数值预报。

“数值天气预报是预报员的好帮手,它使得预报准确率大大提高了。”湖南省气象台首席预报员姚蓉说。

姚蓉从1993年开始做预报,那时湖南省气象台预报员还没有用上数值天气预报产品,甚至连计算机都没有。预报员只做湖南14个地市48小时的预报,完全根据天气学的原理和经验,利用天气图来推算冷空气的移动速度、降雨什么时候开始等,有时误差非常大。后来,随着计算机的普及和数值预报产品的丰富,预报的准确率和时效性不断提升。

“老一代预报员最初接受数值预报也是有一个过程的。数值预报刚出现的时候并不像现在这样成熟,有些预报员抱着怀疑和观望的态度。”中央气象台首席预报员马学款说,“但他们在使用过程中发现,数值预报是有优势的,短时效的预报不见得比预报员的主观判断有明显优势,但较长时效的预报,尤其是对天气形势的预报,准确率远远好于预报员主观推理。” 在现代天气预报中,数值预报水平不断提升,越来越重要。但是数值天气预报并不能完全模拟极其复杂的大气变化,做出来的预报必然会有偏差。而且,我国自己的数值预报模式和世界先进水平比起来,差距还比较大。

沈学顺对记者说,我国自主研发的GRAPS中尺度数值天气预报模式,2006年开始投入业务应用。目前我国自己的数值预报模式,预报水平和世界上最先进的欧洲中期天气预报中心有10年左右的差距。在基础研究力量和开发力量方面,差距更大。

实际上,天气预报的某些偏差,甚至可以追溯到最初的气象观测环节。姚蓉举例说,做天气预报需要高空的探测资料,目前全国探空站平均两百多公里一个,湖南全省目前只有3个探空站,分辨率达不到要求。很多对流性天气,就发生在几公里的范围内,很可能出现“大网捞不到小鱼”的现象。

经常会出现预报意见不一致的情况

每天都要“会诊”,综合大家的意见得出结论

如今,预报员打开电脑,就能看到欧洲、美国、日本以及我国自己的大量数值预报产品,这些产品显示了对某个地区未来阴晴雨雪、温度湿度等天气变化情况的预估。预报员通常不能将这些内容直接作为预报结论,而是要在数值预报的基础上,根据自己的经验作“订正”,比如调整降水的中心、量级、落区等。

“做预报离不开预报员的主观判断,有时大家的意见会有差异。”姚蓉说,预报员每天都要多次会商,每天上午8点,省气象台会参加中央气象台组织的全国天气视频会商,随后进行内部会商,内部会商后还要与各市气象台进行视频会商。遇到重要天气过程,还可能随时加密会商。因此,很多预报是综合大家的意见得出结论,不是个人的行为,而是集体的智慧。 对2006年7月一次预报中的意见分歧,姚蓉至今记忆犹新。当时台风“碧利斯”带来强降雨,造成严重伤亡。湖南省气象台对暴雨的开始时间报得很好,但对于结束时间,却有两派意见:姚蓉等预报员认为还会持续较长时间,有的预报员则认为降雨会很快减弱。会商的结果,后一种意见占了上风,在预报结论中被采纳。结果这一预报结论是正确的,由于来自南海的水汽减少,“碧利斯”带来的强降雨迅速减弱了。

虽然最终发布的预报结论没有错,但姚蓉对自己的“失误”一直耿耿于怀,后来还专门写了论文,进行技术总结。

马学款告诉记者,中央气象台每天和全国各省(区、市)气象台举行视频天气会商。在会商时,经常会出现预报意见不一致的情况,有时可能是中央气象台的意见更准确一些,有时可能地方台的预报更接近实况。“天气会商类似于医生的„会诊‟,目的就是为了集思广益、取长补短,争取依靠大家的智慧来准确把握未来的天气。”

2009年国庆60周年大阅兵前夕,北京市气象局组织十来家单位举行联合天气会商,大家对10月1日的天气预报意见比较一致。但对阅兵准备期间9月29日的天气,多数预报单位给出的预报意见是“晴天”,只有一位预报员关注到近地面湿度明显增大,提出“低空云量较多,可能是阴天”。他的预报意见是“少数派”,没有被采纳,预报结论最终确定为“晴间多云”。结果9月29日确实是阴天,而且伴有阵性毛毛雨。好在29日主要是一些阅兵准备活动,除了对飞行训练有些影响外,对其它方面影响不大。

“现在数值预报模式水平有了很大提高,各种观测资料比较丰富,大家的预报技术手段相差不多,预报员对重大天气的主观判断仍会存在一些分歧,但多数情况下主要内容是基本一致的。像这种分歧特别大的时候,还是很少的。”马学款说。

不同类型的天气预报准确率不同

冰雹、暴雨等强对流天气预报准确率非常低

3月19日,浙江省出现今年首场大范围强对流天气,雷雨区几乎覆盖全省。台州和温州北部遭遇了冰雹,冰雹直径大的超过3厘米,冰雹数量之多、雹体之密集均为近十几年来少见。仅仅几分钟,地面就积起厚厚一层冰雹,不少车辆玻璃受损。

在这次强对流天气过程中,浙江10个县(市、区)陆续发布了雷电黄色预警。但有人埋怨:为什么没有收到冰雹的预报预警?

浙江省气象台副台长楼茂园接受记者采访时说,对这次强对流天气过程,省气象台17日就作出了较为准确的预报。但冰雹产生的云体内部条件非常苛刻,在对流性的雷雨云团中,出现冰雹的概率是非常小的,要提前准确预报冰雹出现的时间、地点非常困难。

“„雹打一条线‟,冰雹这样的天气,做不到提前较长时间预报预警,目前科技水平还达不到。”楼茂园说,“只能在它即将发生时,利用雷达观测到,预报预警的时效很短,难度很大。”

中央气象台专家介绍,不同类型的天气,预报准确率是不同的。像高温、寒潮这些空间范围较大、时间尺度较长的天气,预报准确率就比较高。全国24小时晴雨预报和最高温度、最低温度预报,能够做到“八九不离十”。但有些天气发生得突然,具有很强的局地性特征,这种天气预报起来就比较难,准确率低。例如强对流天气,也就是短时间内发生的冰雹、强降雨、强雷电、大风、龙卷等,它的预报准确率就非常低。

“目前全国24小时暴雨预报,准确率在20%左右。”马学款说,强对流的预报在世界各国都是一个预报难题,它的发展机制和影响因素非常复杂,既受大尺度天气系统的影响,也受局地地形、热力条件等较小尺度系统的影响,目前的技术手段和预报水平还做不到提前对强对流进行定时、定点、定量的预报。因此对强天气的预报落区,总会在一定程度上存在偏差,有的地方会空报,有的地方会漏报。目前应对强对流天气,主要还是依靠雷达等观测设备进行短时临近的预报预警,预报时效往往只有一两个小时甚至十几分钟,公众很难在这么短的时间内普遍接收到预警信息。

楼茂园有20多年预报经验。他提醒人们,天气预报是滚动式不断更新的,时间越近精度越高,因此大家应该做个有心人,养成关注最新预报的习惯,利用天气预报安排好自己的生活、出行等。尤其在接收到灾害性天气预报预警信息后,就相当于开车进入了“事故多发地段”,这时一定要提高警惕,注意防范,千万不要有侥幸心理。

链 接

预报准确率在提升

中国气象局局长郑国光介绍,2013年,全国24小时晴雨预报和最高温度、最低温度预报准确率,分别提高到87.6%和77.1%、82.3%,比2012年都有所提高。

强天气预报准确率评分较2012年提高15%。中央气象台台风路径24小时预报误差82公里,误差为历史最小,比2012年减少12公里。全国公众气象服务满意度为86.3分,较2012年提高0.1分。

全国24小时晴雨预报“八九不离十”,暴雨预报准确率仅约20%

天气预报为何会有偏差(绿色焦点·走近天气预报员②)

本报记者 刘 毅

《 人民日报 》( 2014年03月29日 09 版)

“老百姓最关心的是每天的预报更准些”“希望天气预报的精度越来越高”“降雨欠准”“雾霾的预报相当重要”……

3月23日是第五十四个世界气象日,中国气象局向公众开放,数千人前来参观。在留言本上,很多人肯定气象工作取得的进步,同时表达了对天气预报更精准的期待。

人们每天看到、听到的天气预报是怎样制作出来的?为什么有时候很准,有时候又会有些偏差?应该如何利用好天气预报?让我们听听天气预报员们的解答。

高性能计算机难以精确模拟大气运动

我国数值天气预报和世界最先进水平有10年差距

天气预报看似简单,实际上是一个复杂的系统工程,它是以大气科学理论为依托,以各种气象探测手段为基础,以数值天气预报为核心,依靠预报员的综合判断分析,最终形成的。 中国气象局数值预报中心副主任沈学顺介绍,现代天气预报的关键是数值天气预报,也就是根据大气运动变化规律编写一系列数学方程,再利用高性能计算机进行高速运算,推演未来天气发展变化。20世纪50年代,欧美开始在天气预报业务中采用数值预报。

“数值天气预报是预报员的好帮手,它使得预报准确率大大提高了。”湖南省气象台首席预报员姚蓉说。

姚蓉从1993年开始做预报,那时湖南省气象台预报员还没有用上数值天气预报产品,甚至连计算机都没有。预报员只做湖南14个地市48小时的预报,完全根据天气学的原理和经验,利用天气图来推算冷空气的移动速度、降雨什么时候开始等,有时误差非常大。后来,随着计算机的普及和数值预报产品的丰富,预报的准确率和时效性不断提升。

“老一代预报员最初接受数值预报也是有一个过程的。数值预报刚出现的时候并不像现在这样成熟,有些预报员抱着怀疑和观望的态度。”中央气象台首席预报员马学款说,“但他们在使用过程中发现,数值预报是有优势的,短时效的预报不见得比预报员的主观判断有明显优势,但较长时效的预报,尤其是对天气形势的预报,准确率远远好于预报员主观推理。” 在现代天气预报中,数值预报水平不断提升,越来越重要。但是数值天气预报并不能完全模拟极其复杂的大气变化,做出来的预报必然会有偏差。而且,我国自己的数值预报模式和世界先进水平比起来,差距还比较大。

沈学顺对记者说,我国自主研发的GRAPS中尺度数值天气预报模式,2006年开始投入业务应用。目前我国自己的数值预报模式,预报水平和世界上最先进的欧洲中期天气预报中心有10年左右的差距。在基础研究力量和开发力量方面,差距更大。

实际上,天气预报的某些偏差,甚至可以追溯到最初的气象观测环节。姚蓉举例说,做天气预报需要高空的探测资料,目前全国探空站平均两百多公里一个,湖南全省目前只有3个探空站,分辨率达不到要求。很多对流性天气,就发生在几公里的范围内,很可能出现“大网捞不到小鱼”的现象。

经常会出现预报意见不一致的情况

每天都要“会诊”,综合大家的意见得出结论

如今,预报员打开电脑,就能看到欧洲、美国、日本以及我国自己的大量数值预报产品,这些产品显示了对某个地区未来阴晴雨雪、温度湿度等天气变化情况的预估。预报员通常不能将这些内容直接作为预报结论,而是要在数值预报的基础上,根据自己的经验作“订正”,比如调整降水的中心、量级、落区等。

“做预报离不开预报员的主观判断,有时大家的意见会有差异。”姚蓉说,预报员每天都要多次会商,每天上午8点,省气象台会参加中央气象台组织的全国天气视频会商,随后进行内部会商,内部会商后还要与各市气象台进行视频会商。遇到重要天气过程,还可能随时加密会商。因此,很多预报是综合大家的意见得出结论,不是个人的行为,而是集体的智慧。 对2006年7月一次预报中的意见分歧,姚蓉至今记忆犹新。当时台风“碧利斯”带来强降雨,造成严重伤亡。湖南省气象台对暴雨的开始时间报得很好,但对于结束时间,却有两派意见:姚蓉等预报员认为还会持续较长时间,有的预报员则认为降雨会很快减弱。会商的结果,后一种意见占了上风,在预报结论中被采纳。结果这一预报结论是正确的,由于来自南海的水汽减少,“碧利斯”带来的强降雨迅速减弱了。

虽然最终发布的预报结论没有错,但姚蓉对自己的“失误”一直耿耿于怀,后来还专门写了论文,进行技术总结。

马学款告诉记者,中央气象台每天和全国各省(区、市)气象台举行视频天气会商。在会商时,经常会出现预报意见不一致的情况,有时可能是中央气象台的意见更准确一些,有时可能地方台的预报更接近实况。“天气会商类似于医生的„会诊‟,目的就是为了集思广益、取长补短,争取依靠大家的智慧来准确把握未来的天气。”

2009年国庆60周年大阅兵前夕,北京市气象局组织十来家单位举行联合天气会商,大家对10月1日的天气预报意见比较一致。但对阅兵准备期间9月29日的天气,多数预报单位给出的预报意见是“晴天”,只有一位预报员关注到近地面湿度明显增大,提出“低空云量较多,可能是阴天”。他的预报意见是“少数派”,没有被采纳,预报结论最终确定为“晴间多云”。结果9月29日确实是阴天,而且伴有阵性毛毛雨。好在29日主要是一些阅兵准备活动,除了对飞行训练有些影响外,对其它方面影响不大。

“现在数值预报模式水平有了很大提高,各种观测资料比较丰富,大家的预报技术手段相差不多,预报员对重大天气的主观判断仍会存在一些分歧,但多数情况下主要内容是基本一致的。像这种分歧特别大的时候,还是很少的。”马学款说。

不同类型的天气预报准确率不同

冰雹、暴雨等强对流天气预报准确率非常低

3月19日,浙江省出现今年首场大范围强对流天气,雷雨区几乎覆盖全省。台州和温州北部遭遇了冰雹,冰雹直径大的超过3厘米,冰雹数量之多、雹体之密集均为近十几年来少见。仅仅几分钟,地面就积起厚厚一层冰雹,不少车辆玻璃受损。

在这次强对流天气过程中,浙江10个县(市、区)陆续发布了雷电黄色预警。但有人埋怨:为什么没有收到冰雹的预报预警?

浙江省气象台副台长楼茂园接受记者采访时说,对这次强对流天气过程,省气象台17日就作出了较为准确的预报。但冰雹产生的云体内部条件非常苛刻,在对流性的雷雨云团中,出现冰雹的概率是非常小的,要提前准确预报冰雹出现的时间、地点非常困难。

“„雹打一条线‟,冰雹这样的天气,做不到提前较长时间预报预警,目前科技水平还达不到。”楼茂园说,“只能在它即将发生时,利用雷达观测到,预报预警的时效很短,难度很大。”

中央气象台专家介绍,不同类型的天气,预报准确率是不同的。像高温、寒潮这些空间范围较大、时间尺度较长的天气,预报准确率就比较高。全国24小时晴雨预报和最高温度、最低温度预报,能够做到“八九不离十”。但有些天气发生得突然,具有很强的局地性特征,这种天气预报起来就比较难,准确率低。例如强对流天气,也就是短时间内发生的冰雹、强降雨、强雷电、大风、龙卷等,它的预报准确率就非常低。

“目前全国24小时暴雨预报,准确率在20%左右。”马学款说,强对流的预报在世界各国都是一个预报难题,它的发展机制和影响因素非常复杂,既受大尺度天气系统的影响,也受局地地形、热力条件等较小尺度系统的影响,目前的技术手段和预报水平还做不到提前对强对流进行定时、定点、定量的预报。因此对强天气的预报落区,总会在一定程度上存在偏差,有的地方会空报,有的地方会漏报。目前应对强对流天气,主要还是依靠雷达等观测设备进行短时临近的预报预警,预报时效往往只有一两个小时甚至十几分钟,公众很难在这么短的时间内普遍接收到预警信息。

楼茂园有20多年预报经验。他提醒人们,天气预报是滚动式不断更新的,时间越近精度越高,因此大家应该做个有心人,养成关注最新预报的习惯,利用天气预报安排好自己的生活、出行等。尤其在接收到灾害性天气预报预警信息后,就相当于开车进入了“事故多发地段”,这时一定要提高警惕,注意防范,千万不要有侥幸心理。

链 接

预报准确率在提升

中国气象局局长郑国光介绍,2013年,全国24小时晴雨预报和最高温度、最低温度预报准确率,分别提高到87.6%和77.1%、82.3%,比2012年都有所提高。

强天气预报准确率评分较2012年提高15%。中央气象台台风路径24小时预报误差82公里,误差为历史最小,比2012年减少12公里。全国公众气象服务满意度为86.3分,较2012年提高0.1分。


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