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“夫運(yùn)籌帷幄之中,決勝于千里之外。”(《史記?高祖本紀(jì)》)茫茫宇宙,天氣變化多端,天氣預(yù)報(bào)何嘗不是如此!
如今每當(dāng)人們出門時(shí)都會(huì)問一下天氣如何,可以說人們?cè)絹碓街匾暁庀罅恕?0年來,天氣預(yù)報(bào)從過去的“猜天氣”發(fā)展到了今天的實(shí)時(shí)測(cè)天氣,可以說是發(fā)生了質(zhì)的飛躍。
走進(jìn)寬敞的中央氣象臺(tái)會(huì)商室,工作人員正在緊張地忙碌著。接收實(shí)時(shí)的衛(wèi)星云圖——云量的變化為工作人員準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)提供了可靠的依據(jù);利用頂級(jí)計(jì)算機(jī)處理著各種天氣模式——天氣模式是工作人員準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的前提;在數(shù)字化平臺(tái)上傳輸著大信息量數(shù)據(jù)——數(shù)字化平臺(tái)能保證氣象信息第一時(shí)間送達(dá)。
紙質(zhì)經(jīng)驗(yàn)分析天氣預(yù)報(bào)(1949-1989)
在我模糊的記憶當(dāng)中,小時(shí)候看外祖父和母親每天就是面對(duì)著大量的天氣圖,一張張繪制等值線,反復(fù)比較,反復(fù)討論。雖然每天工作時(shí)間很長(zhǎng),但最早時(shí)候的天氣預(yù)報(bào)時(shí)效也就是24小時(shí)。簡(jiǎn)單地分析天氣圖,根據(jù)當(dāng)時(shí)的天氣實(shí)況進(jìn)行分析預(yù)報(bào)。所以人們說以前主要就是靠預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)分析來做預(yù)報(bào)。
一段有趣的回憶:20世紀(jì)80年代甘肅的一個(gè)冬天,一次強(qiáng)冷空氣過程,氣象臺(tái)專家們對(duì)這次冷空氣將造成的影響意見不一,主要是當(dāng)時(shí)擁有的預(yù)報(bào)依據(jù)太少,此前也很少遇到如此強(qiáng)烈的天氣過程。外祖父當(dāng)時(shí)的分析是天水市將會(huì)迎來一場(chǎng)大到暴雪。要知道甘肅此前一直比較缺水,如此量級(jí)的降雪,在天水實(shí)在不多見,預(yù)報(bào)員們也不大敢報(bào)。好在天水果然降了暴雪,我們家的大門都被大雪封住了,過了整整一天,我才能出門看看。整個(gè)天水市已經(jīng)完全被雪覆蓋,我也和其他孩子一樣,堆雪人玩去了。外祖父的預(yù)報(bào)算是準(zhǔn)確無誤,但外祖父卻告訴我,這不過是個(gè)偶然,國(guó)內(nèi)技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比實(shí)在有限,都得靠預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn),想每次都準(zhǔn)確預(yù)報(bào)實(shí)在很困難的。
早期天氣預(yù)報(bào)員給飛行員說天氣(資料圖片)
由于受當(dāng)時(shí)條件所限,天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率也只達(dá)到了60%,有時(shí)還會(huì)發(fā)生報(bào)雨無雨,報(bào)晴下雨的情況。好在我國(guó)在建國(guó)初期已經(jīng)有了數(shù)量不少的地面觀測(cè)站,預(yù)報(bào)員們利用放氣球、測(cè)溫壓濕等方法,取得必要的氣象數(shù)據(jù)。因此,擁有氣象觀測(cè)站的地區(qū)預(yù)報(bào)還是相對(duì)準(zhǔn)確的,但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人們生活的需要。而隨著時(shí)間的變遷,電子設(shè)備開始逐步進(jìn)入了氣象領(lǐng)域。
早期氣象站(資料圖片)
模式定量運(yùn)算天氣預(yù)報(bào)(1990-1999)
以前都是人工觀測(cè),費(fèi)時(shí)費(fèi)力,科學(xué)誤差在所難免。我自己第一次在大學(xué)里學(xué)看濕度表時(shí),怎么都看不準(zhǔn),要知道,稍微的偏差,就可能會(huì)影響預(yù)報(bào)員最后預(yù)報(bào)的結(jié)論。
到了20世紀(jì)90年代以后,隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展,好多業(yè)務(wù)都通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn),更快、更高效。全國(guó)氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)也順利搭建了起來,每個(gè)省、每個(gè)市、每個(gè)縣都不再是孤軍奮戰(zhàn),互相交流,互相學(xué)習(xí)。
尤其到了1999年前后,隨著數(shù)值預(yù)報(bào)的出現(xiàn)并不斷改進(jìn),天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性大大提高了。我還記得那個(gè)時(shí)候,CPU技術(shù)開始飛速發(fā)展,特別是奔騰2代處理器的出現(xiàn),直接使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用技術(shù)上升到了新的高度。預(yù)報(bào)員們開始真正脫離手工繪制的紙質(zhì)天氣圖,利用計(jì)算機(jī)讀取資料、分析再打印成為預(yù)報(bào)員們需要的材料。
20世紀(jì)90年代各地氣象臺(tái)已經(jīng)初具規(guī)模
從24小時(shí)的天氣預(yù)報(bào),發(fā)展到了可以進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)5天的天氣預(yù)測(cè),電腦為氣象事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),伴隨著2000年的到來,氣象事業(yè)再次迎來了發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
信息化、可視化遠(yuǎn)程會(huì)商(2000-至今)
變化最大的是2000年以后這段時(shí)間,主要也是社會(huì)發(fā)展的要求,不光要預(yù)報(bào)明天會(huì)不會(huì)下雨,還要報(bào)出什么時(shí)間下雨,或者下在什么地方。當(dāng)我還在南京信息工程大學(xué)讀書的時(shí)候(2004-2008),老師就告訴我,如今氣象部門不再只是預(yù)報(bào)天氣的單位,更肩負(fù)著巨大的社會(huì)責(zé)任感。正如老師所說,在國(guó)家不斷強(qiáng)大的大前提下,氣象部門的發(fā)展也是比較快的,現(xiàn)在國(guó)家氣象中心已經(jīng)不僅為全國(guó)各單位、個(gè)人提供天氣預(yù)報(bào),還為其他社會(huì)行業(yè)提供服務(wù)信息,第一時(shí)間保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(資料圖片)
就拿現(xiàn)在的中央氣象臺(tái)會(huì)商室來說吧,已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。這里再也看不到堆積如山的稿紙,再也看不到預(yù)報(bào)員奔來奔去的身影,取而代之的是高性能計(jì)算機(jī)和無數(shù)個(gè)大屏幕顯示器,以及最先進(jìn)的可視化會(huì)商系統(tǒng)?,F(xiàn)在預(yù)報(bào)員們只需端坐在辦公桌前,就可以將自己的預(yù)報(bào)意見與同事分享討論,并可以通過龐大的氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng),發(fā)送給全國(guó)各個(gè)需求單位。如此方便快捷,為預(yù)報(bào)員們節(jié)省了很多寶貴的時(shí)間,也為21世紀(jì)以來氣象事業(yè)的迅猛發(fā)展提供了保障。
最先進(jìn)的可視化會(huì)商系統(tǒng)
總之,60年來,我國(guó)天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)發(fā)生了巨大的變化:徹底改變了新中國(guó)成立初期的“三缺”(一缺實(shí)時(shí)氣象資料、二缺天氣預(yù)報(bào)人員、三缺分析預(yù)報(bào)技術(shù))狀況,基本形成了國(guó)家、區(qū)域、省級(jí)、地區(qū)級(jí),縣級(jí)五級(jí)有機(jī)結(jié)合的天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系;預(yù)報(bào)技術(shù)正向客觀、定量、自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變;數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)從無到有、使我國(guó)成為世界上能開展中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的少數(shù)幾個(gè)國(guó)家之一;天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)已基本實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的以預(yù)報(bào)員天氣學(xué)經(jīng)驗(yàn)為主要方法和以天氣圖為主要工具的技術(shù)路線向以人機(jī)交互處理系統(tǒng)為平臺(tái),以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品為基礎(chǔ)、綜合應(yīng)用多種技術(shù)方法制作預(yù)報(bào)的技術(shù)路線的過渡;雷達(dá)、衛(wèi)星、計(jì)算機(jī)等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用,大大增強(qiáng)了我國(guó)長(zhǎng)期、中期、短期、短時(shí)天氣預(yù)報(bào)的能力,縮小了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。
20世紀(jì)六七十年代以前,基本上幾十年“一貫制”,以紙質(zhì)天氣圖為主要工具來分析研究天氣發(fā)生發(fā)展規(guī)律,制作短期天氣預(yù)報(bào)。特別是1978年,國(guó)家計(jì)委氣象組決定,把發(fā)展數(shù)值天氣預(yù)報(bào)作為氣象事業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要步驟,確立了以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)的方針,是天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。
我國(guó)的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)同樣經(jīng)歷了一個(gè)從無到有的發(fā)展過程。大致可分為20世紀(jì)50-60年代試驗(yàn)研究,60年代末至70年代的半自動(dòng)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng),70年代末至80年代初的短期數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)、80年代中期至21世紀(jì)初期的中期數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)以及十五期間數(shù)值預(yù)報(bào)創(chuàng)新研究等幾個(gè)階段。我國(guó)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)從無到有,逐步壯大。國(guó)家已經(jīng)建立起由全球中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)(T639L60,水平分辨率約為20千米)、中期集合預(yù)報(bào)(T213L31-GEPS,15個(gè)樣本,水平分辨率約為60千米)、有限區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)(水平分辨率約為27千米)、中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)(水平分辨率約為6千米)、臺(tái)風(fēng)、沙塵暴、核污染擴(kuò)散、森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)、大氣污染數(shù)值預(yù)報(bào)模式系統(tǒng)等組成的比較完整的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)體系,還將拓展海浪數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)。數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品種類繁多,每天通過“9210”網(wǎng)絡(luò)下發(fā)的數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品多達(dá)9000余份,除常規(guī)氣象要素產(chǎn)品外,還能提供環(huán)境緊急響應(yīng)、沙塵暴、空氣質(zhì)量、紫外線、森林火險(xiǎn)等產(chǎn)品服務(wù),使我國(guó)數(shù)值預(yù)報(bào)能力提高到了一個(gè)新的水平,比如,北半球中期數(shù)值預(yù)報(bào)可用時(shí)效達(dá)6天左右,縮短了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。
如今我國(guó)氣象部門已經(jīng)從簡(jiǎn)單的24小時(shí)天氣預(yù)報(bào),發(fā)展到了10天內(nèi)的中短期天氣預(yù)報(bào)、月季年的氣候預(yù)測(cè),各種災(zāi)害性天氣的臨近預(yù)報(bào)和預(yù)警,同時(shí)實(shí)時(shí)發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害等級(jí)、森林草原火險(xiǎn)等級(jí)等與氣象相關(guān)的預(yù)報(bào)信息,以及各種生活資訊信息。目前氣象信息已滲透到公眾生活的方方面面,有效地提高了全社會(huì)防災(zāi)減災(zāi)、趨利避害的能力。
(來源:《氣象知識(shí)》雜志2009年第5期,作者:卞赟 阿蘇)