今年汛期冰雹多發(fā)，京城曾落下1元硬幣大小的冰雹，刷屏了朋友圈。而早在冰雹落下前的30分鐘，中國(guó)天氣網(wǎng)的強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)產(chǎn)品就已經(jīng)提前追蹤到了冰雹信號(hào)，為防范災(zāi)害爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。這個(gè)令人驚艷的產(chǎn)品背后，是一支由12人組成的冰雹"獵人"團(tuán)隊(duì)。

這究竟是怎樣的一個(gè)團(tuán)隊(duì)？帶著好奇，記者穿過長(zhǎng)長(zhǎng)的走廊，走進(jìn)一個(gè)并不寬敞的開間，映入眼簾的是一個(gè)個(gè)在電腦前噼里啪啦敲代碼的身影，很難想象，正是這一群人，在強(qiáng)對(duì)流天氣來臨前化身"獵人"，將大數(shù)據(jù)和人工智能作為他們的工具，捕捉那些可能帶來嚴(yán)重災(zāi)難的冰雹信號(hào)。

冰雹資料圖片。

作為我國(guó)主要的氣象災(zāi)害之一，冰雹災(zāi)害雖不像干旱、暴雨等影響范圍大，但致災(zāi)力極強(qiáng)。在農(nóng)村，冰雹往往給農(nóng)業(yè)造成重創(chuàng)，棉花、煙草、果樹等經(jīng)濟(jì)作物和水稻等糧食作物，都可能因冰雹災(zāi)害而絕收；而在城市，突降的冰雹常會(huì)砸壞戶外停放的汽車，如果冰雹個(gè)頭很大，還會(huì)造成人員傷亡。據(jù)民政部統(tǒng)計(jì)顯示，2000至2010年，我國(guó)因冰雹造成的經(jīng)濟(jì)損失超過百億，百余人因強(qiáng)對(duì)流天氣遇難。

冰雹形成發(fā)展快、力量大，想要減輕冰雹災(zāi)害造成的損失和傷亡，就必須爭(zhēng)分奪秒，盡早捕捉到冰雹信號(hào)。為了做到這一點(diǎn)，“獵人”們必須深入研究積雨云這片獵場(chǎng)，也就是雨水和冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣出生的地方。當(dāng)云中的水汽遇到猛烈的上升氣流，被帶到0℃以下的高空時(shí)，就會(huì)凝結(jié)成小冰珠。隨著含水汽的上升氣流增大，小冰珠相互碰撞合并，在過程中逐漸變大，就像滾元宵一樣，從小冰晶變成大冰雹。然而，冰雹下落的時(shí)候，如果氣溫越來越高，冰雹很可能慢慢融化，落在地面的時(shí)候就不再是冰雹，而是雨水。因此，積雨云中的激烈碰撞，究竟會(huì)帶來固態(tài)的冰雹，還是液態(tài)的雨水，這是擺在"獵人"們面前的第一道難題。

而民間常說的"雹打一條線"，則道出了"獵人"們的第二道難題。相對(duì)降雨來說，冰雹天氣影響的范圍更小，寬度最窄時(shí)僅有幾米，很可能出現(xiàn)街道這邊冰雹猛烈，那邊卻連冰雹的影子都見不著的景象。

第三道難題來自時(shí)間。通常，冰雹過程的持續(xù)時(shí)間較短，一般僅為2分鐘至10分鐘，少數(shù)情況下可持續(xù)十幾分鐘；高原地區(qū)的冰雹過程有時(shí)持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)一些，少數(shù)可達(dá)30分鐘以上。如果不能盡早地捕捉到冰雹信號(hào)，那么目前最有效的防御冰雹的手段——人工消雹，就無法及早有效地開展。

現(xiàn)階段，我國(guó)的強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)測(cè)方法主要有兩種，一是短期預(yù)報(bào)，二是臨近預(yù)報(bào)。短期預(yù)報(bào)主要通過氣象探測(cè)設(shè)備采集的天氣要素（溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等），導(dǎo)入數(shù)值預(yù)報(bào)模式程序中，計(jì)算出未來天氣形勢(shì)。這種方法雖然能做出近幾天的預(yù)報(bào)，但是很難做到準(zhǔn)確的什么時(shí)候、什么地點(diǎn)有閃電或下冰雹，且對(duì)數(shù)值模式依賴較大，不同的模式結(jié)果可能會(huì)有非常大的差異，對(duì)預(yù)報(bào)員經(jīng)驗(yàn)要求較高，準(zhǔn)確率難以保證；而臨近預(yù)報(bào)則是依靠多普勒雷達(dá)，利用發(fā)射的雷達(dá)回波來對(duì)空氣中云霧、雨、雪等可降水粒子分布進(jìn)行判斷，然而受雷達(dá)探測(cè)原理和現(xiàn)有雷達(dá)數(shù)量的限制，盡管這種方法相對(duì)準(zhǔn)確，卻往往不能及時(shí)捕捉到強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生前的征兆，甚至在冰雹發(fā)生以后才能有所察覺。

既然追蹤冰雹如此困難重重，為什么還要去做呢？一位成員指著團(tuán)隊(duì)的副總師薛冰打趣地說：“因?yàn)樗掷镉袀€(gè)‘冰’??！”

膚色黝黑的薛冰嘿嘿一笑，帶著理工男特有的靦腆與耿直，介紹起他從事強(qiáng)對(duì)流預(yù)報(bào)的初衷來。2015年6月1日，“東方之星”號(hào)翻沉事件吸引了他的關(guān)注。當(dāng)時(shí)，“東方之星”因突然遭遇罕見強(qiáng)對(duì)流天氣下?lián)舯┝鞫粒斐闪?42人遇難的慘劇。正如前文所說，強(qiáng)對(duì)流天氣，尤其是下?lián)舯┝鬟@樣短時(shí)間內(nèi)極其激烈的天氣，只有發(fā)生在離雷達(dá)非常近的距離才能被發(fā)現(xiàn)，其他的常規(guī)氣象臺(tái)站和儀器也不能直接觀測(cè)到，更不必說提前預(yù)警。

傳統(tǒng)預(yù)報(bào)方法的局限性并沒有打消薛冰研究提前預(yù)警的初心，既然傳統(tǒng)的方法有欠缺，那就去尋找并嘗試新技術(shù)。恰巧此時(shí)，他有機(jī)會(huì)了解到了最新的大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)。在中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心的支持下，強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)測(cè)正式成了薛冰應(yīng)用新技術(shù)的方向，“獵人”團(tuán)隊(duì)也就此逐步組建起來，冰雹預(yù)測(cè)則是他們研究的一個(gè)重要方向。

為了盡快掌握研發(fā)必需的Scala語言，在最初的幾個(gè)月里，團(tuán)隊(duì)成員們都自發(fā)地留在辦公室里一直學(xué)習(xí)到晚上12點(diǎn)，從20多歲的年輕人到50多歲的資深專家，沒有一人掉隊(duì)。

在成員們一起攻克研發(fā)語言時(shí)，張國(guó)平總師的加入又給團(tuán)隊(duì)注入了一劑強(qiáng)心針。張國(guó)平對(duì)新鮮事物極為敏感，他的微信朋友圈里，從環(huán)境保護(hù)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從宇宙探索到宗教哲學(xué)，涉獵非常廣泛。他常常思考，這些領(lǐng)域的新動(dòng)向和新技術(shù)是否能對(duì)冰雹預(yù)測(cè)會(huì)有所幫助，且動(dòng)手能力極強(qiáng)，經(jīng)常三兩天就能上手一個(gè)新技能，多方面進(jìn)行嘗試。成員們開玩笑說，有了張總師，大家常會(huì)“一日三省吾身”：今天有沒有從張總師那里學(xué)到新東西？有沒有拖張總師的后腿？有沒有完成張總師交代的任務(wù)？

“巧婦難為無米之炊”，掌握了開發(fā)技術(shù)語言后，團(tuán)隊(duì)又遇到了新的難題——缺乏大量的冰雹數(shù)據(jù)來反衍實(shí)驗(yàn)。木訥少言的科研團(tuán)隊(duì)開始學(xué)著走出去，動(dòng)用各種關(guān)系找“米”。

在成員們的共同努力下，數(shù)據(jù)日益豐富。借助2010年以來大量冰雹實(shí)況數(shù)據(jù)，成員們開始對(duì)冰雹發(fā)生前、發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，積雨云中的各種跡象進(jìn)行分析比對(duì)，找出共性，分辨出冰雹發(fā)生前的征兆。而人工智能的加入，則使團(tuán)隊(duì)如虎添翼，它可以通過模擬人的思考，擴(kuò)展人的理論和方法，實(shí)現(xiàn)捕捉冰雹信號(hào)的自動(dòng)化和智能化，減少了人為的延遲和干擾。至此，冰雹預(yù)報(bào)產(chǎn)品初具雛形，已經(jīng)具備了對(duì)積雨云中的冰雹信號(hào)進(jìn)行初步識(shí)別的能力。

不過，產(chǎn)品剛剛誕生，還需要通過不斷的實(shí)踐檢驗(yàn)來逐步完善。不到2年的時(shí)間里，產(chǎn)品經(jīng)歷了12次迭代更新，每一次迭代背后，都是成員們不分白天黑夜的付出。薛冰透露了一個(gè)大家在加入團(tuán)隊(duì)后才逐漸養(yǎng)成的小習(xí)慣：刷微博。

他們稍有閑暇便掏出手機(jī)刷一刷微博，看看有沒有冰雹相關(guān)的網(wǎng)友爆料，如果有，就立即再與產(chǎn)品的監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)結(jié)果相比對(duì)。

薛冰笑著說，大家現(xiàn)在總刷微博，家人戲稱他們變成了“網(wǎng)癮少年”。但對(duì)他們來說，只要是能了解到強(qiáng)對(duì)流天氣的一手資料，就應(yīng)該去努力溝通。說到這里，薛冰搖了搖手機(jī)，對(duì)記者說道：“今年6月，在產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)階段，有一個(gè)山西的微博網(wǎng)友說村里發(fā)生了冰雹，我馬上給他留言詢問具體位置，他立刻就給我回復(fù)了！我再去我們的產(chǎn)品上反查，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品也捕捉到了這個(gè)信號(hào)，特別欣慰！”

在2017年8月11日的北京冰雹過程中，團(tuán)隊(duì)的“全國(guó)強(qiáng)對(duì)流服務(wù)產(chǎn)品加工系統(tǒng)”提前30分鐘識(shí)別出冰雹信號(hào)，提取出即將發(fā)生冰雹的區(qū)域，并全自動(dòng)制作出了冰雹預(yù)警產(chǎn)品。要知道，提前30分鐘左右的強(qiáng)對(duì)流預(yù)警是世界性的難題，此次準(zhǔn)確預(yù)警，標(biāo)志著在攻克這一世界性難題上取得了突破性進(jìn)展。

但由于降雹位置和時(shí)間的不確定性，時(shí)間和地點(diǎn)完全準(zhǔn)確的冰雹預(yù)報(bào)目前還無法做到。作為國(guó)內(nèi)第一家專業(yè)預(yù)報(bào)冰雹的團(tuán)隊(duì)，他們也承受著巨大的壓力。

張國(guó)平表示，借助大數(shù)據(jù)和人工智能的力量，他們希望可以對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)及早進(jìn)行“望聞問切”，不僅能捕捉到冰雹發(fā)生前的微弱征兆，還能更加精確地定位落區(qū)，不必等到“病入骨髓”才報(bào)告，而是“病在腠理”時(shí)就可以“早發(fā)現(xiàn)早治療”，越早越好。

目前產(chǎn)品還是1.0版，對(duì)華北的預(yù)測(cè)精度較高，但在東北及西南一帶，由于數(shù)據(jù)量不豐富，更多的實(shí)驗(yàn)還沒能開展，預(yù)測(cè)的精度和提前量都有待提升，他們正在發(fā)掘更多的冰雹實(shí)況資料，包括來自媒體報(bào)道及公眾反饋的社會(huì)化觀測(cè)資料用于分析。此外，產(chǎn)品目前只能對(duì)未來2小時(shí)內(nèi)的冰雹信號(hào)進(jìn)行捕捉，未來，他們想把產(chǎn)品與具有長(zhǎng)時(shí)間預(yù)報(bào)優(yōu)勢(shì)的數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)更早捕捉到冰雹信號(hào)的目標(biāo)。

“一年打基礎(chǔ)，兩年上臺(tái)階，三年謀發(fā)展”，張國(guó)平滿懷憧憬地說，“很快就要進(jìn)入產(chǎn)品研發(fā)的第三年了，我們團(tuán)隊(duì)一旦成功，對(duì)農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、航空等行業(yè)都是大有裨益，尤其是辛苦耕耘的農(nóng)民朋友們，再也不用擔(dān)心一年的勞作被冰雹徹底摧毀了。”

中國(guó)天氣網(wǎng)強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)產(chǎn)品圖。

冰雹“獵人”團(tuán)隊(duì)的作品在哪里可以看到？作為普通人，怎么才能第一時(shí)間知道哪里會(huì)有冰雹，和獵人們一起捕捉冰雹的信號(hào)呢？

張國(guó)平提醒，如果在天氣預(yù)報(bào)中聽到有強(qiáng)對(duì)流天氣的消息，就可以立刻登陸中國(guó)天氣網(wǎng)，上面有冰雹“獵人”團(tuán)隊(duì)每10分鐘發(fā)布一次的未來2小時(shí)逐30分鐘強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)，如果發(fā)現(xiàn)所在地即將迎來冰雹、閃電等災(zāi)害性天氣，就可以通知親友，提前做好防范。