從看“天兒”預(yù)報(bào)到衛(wèi)星云圖實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)

　　天氣不再靠眼力 風(fēng)雨欲來看云圖

　　▲北京市氣象臺首席預(yù)報(bào)員郭金蘭正在氣象會商室查看氣象數(shù)據(jù)

　　▲1978年8月北京市氣象局觀象臺成立 負(fù)責(zé)北京地區(qū)地面高空觀測工作

　　▲上世紀(jì)80年代地面氣象觀測場中 百葉箱是一個(gè)重要的觀測工具

　　老式探空儀、百葉箱、編碼機(jī)……上世紀(jì)七八十年代，氣象觀測時(shí)離不開的“老三樣”，如今已經(jīng)被雷達(dá)、衛(wèi)星、自動氣象站所“代替”。

　　四十年風(fēng)霜雪雨中，氣象預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)積累與現(xiàn)代氣象科技手段相輔相成，共同推動北京氣象預(yù)報(bào)從定性到定量轉(zhuǎn)變，準(zhǔn)確率大幅提升。

　　提起現(xiàn)在預(yù)報(bào)的精細(xì)化程度及時(shí)效，北京市氣象臺首席預(yù)報(bào)員郭金蘭連連感嘆：“以前真的不敢想！”

　　上世紀(jì)80年代

　　預(yù)報(bào)天氣靠“老三樣”

　　上世紀(jì)80年代，天氣觀測和預(yù)報(bào)主要靠人。拿著小本，站在百葉箱前詳細(xì)記錄溫度、濕度，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析未來的天氣情況……1985年，大學(xué)畢業(yè)的郭金蘭成為北京市昌平氣象站的一名預(yù)報(bào)員。每小時(shí)巡視一次天氣及觀測儀器是她每天的基本工作節(jié)奏。

　　對她而言，高強(qiáng)度的記錄、分析并不困難，最難的是要“觀云識天”。“那時(shí)候?qū)τ^測員的要求很高，要記錄天空的狀況。萬里晴空最簡單，直接記錄晴天。如果有云，就要識別出是什么云，形狀是怎樣的，大概多高，在空中占了多大的比例……”郭金蘭說，自己雖然是一名預(yù)報(bào)員，但為了快速上手，成為一名好的預(yù)報(bào)員，這些觀測員的工作她都做過。

　　郭金蘭說，現(xiàn)在早已不再要求觀測員描繪云的形狀，識別工具也變成了儀器，但那時(shí)候練就的“肉眼識云”到現(xiàn)在仍沒有忘記。

　　“當(dāng)時(shí)區(qū)縣預(yù)報(bào)員每天還要填繪17時(shí)地面天氣圖，要一邊聽電臺一邊把北京周邊主要區(qū)域站點(diǎn)的云、溫度、風(fēng)、氣壓等觀測實(shí)況記錄填圖并分析。”電臺、傳真機(jī)、收音機(jī)是郭金蘭當(dāng)時(shí)的“得力助手”。此外，觀測員還有一個(gè)離不開的工具——編碼機(jī)。就像電影里的電報(bào)員一樣，觀測員每天通過袖珍計(jì)算機(jī)編碼發(fā)報(bào)，參加全球氣象電報(bào)交換。這些長串電碼其實(shí)是各地天氣情況的“密碼”，包括溫度、云、風(fēng)、氣壓等要素，供預(yù)報(bào)員分析預(yù)測天氣。這種工作模式一直持續(xù)到了上世紀(jì)90年代。

　　上世紀(jì)90年代

　　局地預(yù)報(bào)不準(zhǔn)，老農(nóng)麥子被雨淋

　　如今，天氣預(yù)報(bào)已精確到了12小時(shí)內(nèi)逐小時(shí)、72小時(shí)內(nèi)逐3小時(shí)的格點(diǎn)預(yù)報(bào)。而上世紀(jì)80年代，每天主要在6時(shí)、17時(shí)發(fā)布兩次預(yù)報(bào)，24小時(shí)之內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)按12小時(shí)預(yù)報(bào)。

　　上世紀(jì)90年代北京市氣象臺開展了短時(shí)臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)，2004年6月增加0-72小時(shí)災(zāi)害性天氣及其次生災(zāi)害落區(qū)預(yù)報(bào)，并開始發(fā)布?xì)庀鬄?zāi)害預(yù)警信號。

　　21世紀(jì)以后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值預(yù)報(bào)模式的快速發(fā)展，數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品逐漸增多、預(yù)報(bào)方法越來越豐富。2003年起，氣象部門增加了一周滾動天氣預(yù)報(bào)，每天更新發(fā)布，而且由原來的120小時(shí)，增加到168小時(shí)。

　　上世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)的普及和深入開發(fā)，衛(wèi)星云圖實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)投入業(yè)務(wù)，每小時(shí)生成一次觀測云圖資料，并能夠接收數(shù)字云圖資料，為預(yù)報(bào)員提供了更清晰高效的衛(wèi)星云圖觀測資料及多種衛(wèi)星監(jiān)測產(chǎn)品，但是局地預(yù)報(bào)仍存在問題。

　　有一件事，直到現(xiàn)在想起來，郭金蘭還是會覺得尷尬。一年夏天，她受邀參加一個(gè)戶外活動，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)當(dāng)天沒有雨，然而到現(xiàn)場不久后天就開始下雨，“看著看著雨就來了，當(dāng)時(shí)我自己都覺得不可思議，這種條件理論上不會形成降水啊。”郭金蘭臉上發(fā)燙，現(xiàn)場一直沒敢跟人提起自己天氣預(yù)報(bào)員的身份。“這其實(shí)是一個(gè)局地突發(fā)的情況，影響系統(tǒng)的尺度較小，在當(dāng)時(shí)的條件很難預(yù)測出來”。

　　“那時(shí)候沒有發(fā)布預(yù)警信號一說。雖然已經(jīng)有氣象警報(bào)接收機(jī)，但都是對重要需求部門，比如農(nóng)業(yè)或建筑工地，對公眾的渠道基本沒有。”那時(shí)候，郭金蘭和同事們時(shí)常接到老百姓的抱怨電話。有一次，一位老伯很生氣地打來電話：“你們說今天不下雨，現(xiàn)在我曬的麥子、玉米都被雨淋了！”每當(dāng)如此，預(yù)報(bào)員們只能賠不是，但囿于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件又無可奈何。

　　奧運(yùn)期間

　　精細(xì)化預(yù)報(bào)細(xì)到場館幾點(diǎn)開始下雨

　　進(jìn)入新世紀(jì)，北京的城市發(fā)展和奧運(yùn)會的申辦成功，把突發(fā)性天氣預(yù)報(bào)這一世界難題擺在了氣象預(yù)報(bào)員們的面前。為了做好奧運(yùn)會期間的天氣預(yù)報(bào)，氣象臺從申奧成功的那一刻就開始著手做各種準(zhǔn)備。然而，也得益于在此期間各種先進(jìn)設(shè)備的購置和引進(jìn)，北京的氣象預(yù)報(bào)水平有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

　　“2008年奧運(yùn)會開幕是在8月8日，北京的汛期是每年的6月到9月，而主汛期恰好是‘七下八上’，也就是說開幕式和比賽期間，恰好是北京降水概率最大、降水量最多的時(shí)候。”郭金蘭說，為了精準(zhǔn)預(yù)報(bào)，氣象部門成立了專門的服務(wù)團(tuán)隊(duì)，把歷史同期北京的主要降水過程都做了統(tǒng)計(jì)，還進(jìn)行了專門的典型案例分析。

　　“這個(gè)時(shí)間段北京可能出現(xiàn)的各種極端天氣，我們都做了深入了解，提前做好了應(yīng)對準(zhǔn)備。”郭金蘭說，當(dāng)時(shí)每個(gè)比賽場館都配備了天氣預(yù)報(bào)員，哪個(gè)場館幾點(diǎn)幾分開始下雨，哪個(gè)場地風(fēng)力超標(biāo)……這些都能夠在精細(xì)化的奧運(yùn)天氣預(yù)報(bào)中提前知道。奧運(yùn)會預(yù)報(bào)壓力最大的還是鳥巢，因?yàn)槟抢锍袚?dān)了開閉幕式和田徑比賽等諸多重要任務(wù)。

　　“當(dāng)時(shí)最擔(dān)心的就是降水，尤其是開閉幕式期間。”郭金蘭回憶說，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，開幕式當(dāng)天北京有陣雨或雷陣雨，“降雨的中心雖然不在鳥巢，但出現(xiàn)降雨的可能性極大。”回憶當(dāng)初，郭金蘭不無驕傲：盡管當(dāng)時(shí)還沒有像如今這樣精細(xì)化的逐小時(shí)格點(diǎn)預(yù)報(bào)，但“2008年奧運(yùn)會的天氣預(yù)報(bào)是非常成功的！”

　　24小時(shí)不斷更新的衛(wèi)星云圖、密布全國的氣象雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)……以籌辦2008年奧運(yùn)會為契機(jī)，北京增加了很多高分辨率的探測設(shè)備，200多個(gè)自動氣象站分布在奧運(yùn)場館及城市周邊，大幅提高了氣象預(yù)報(bào)能力。這幾年，北京市氣象局進(jìn)一步加大了郊區(qū)自動氣象站的布控。今年北京新增61個(gè)自動氣象站，截至6月底，全市自動氣象站總數(shù)達(dá)到了438個(gè)。

　　彈指一揮間，2008年奧運(yùn)會已經(jīng)過去了十年。如今，北京2022年冬奧會日益臨近，相應(yīng)的天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)備也已經(jīng)啟動。冬奧氣象預(yù)報(bào)團(tuán)隊(duì)去年冬季已在延慶小海坨山做了提前試報(bào)，“當(dāng)?shù)睾０胃撸瑴囟取L(fēng)速等的影響比較大，所以需要更加精細(xì)的預(yù)報(bào)。”郭金蘭說，“隨著預(yù)報(bào)技術(shù)的不斷發(fā)展、創(chuàng)新，我們預(yù)報(bào)員的自信心也更強(qiáng)了。”

　　今夏暴雨

　　預(yù)報(bào)和實(shí)際情況幾乎一致

　　郭金蘭說，為了滿足老百姓的多種需求，如今氣象部門特別開發(fā)了一系列生活氣象指數(shù)。

　　目前，北京市氣象服務(wù)中心每天發(fā)布的生活氣象指數(shù)多達(dá)40余種，分為環(huán)境類、健身類、休閑類、醫(yī)療健康類、生活服務(wù)類和行業(yè)服務(wù)類6大類。對普通市民來說，跟吃穿住行相關(guān)的常用生活氣象指數(shù)也達(dá)到了20多種。春秋季，氣象部門還會推出花粉指數(shù)，為敏感人群出行保駕護(hù)航。在天氣突變、溫度較低、季節(jié)交換及溫差大等情況下，甚至還會發(fā)布感冒指數(shù)。

　　服務(wù)更加人性化的同時(shí)，預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率也有了大幅提升。今年夏天，“7·16”、“7·24”等幾次暴雨，氣象部門預(yù)報(bào)的降雨時(shí)間、雨量、程度，和實(shí)際情況幾乎完全一致。“目前，北京地區(qū)24小時(shí)有無降雨的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。”郭金蘭說，暴雨、雷電等突發(fā)氣象災(zāi)害預(yù)警平均提前量超過了30分鐘，重大天氣過程的預(yù)報(bào)時(shí)效延長至30天。

　　與以往的氣象預(yù)報(bào)相比，如今的預(yù)報(bào)實(shí)現(xiàn)了從定性到定量的轉(zhuǎn)變。“以前只是預(yù)報(bào)今天白天有小雨，現(xiàn)在的預(yù)報(bào)會精確到幾點(diǎn)下、下多少。除了平均降雨量幾毫米外，還要報(bào)出最大小時(shí)雨強(qiáng)，降水過程中是否有強(qiáng)對流天氣，比如雷電、冰雹、短時(shí)大風(fēng)等。”郭金蘭說，這些定量的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)在每次預(yù)報(bào)過程中都會給出，為政府決策和百姓出行提供了很好的依據(jù)。

　　今年汛期，臺風(fēng)“安比”22日12時(shí)30分在上海崇明島登陸后，保持熱帶風(fēng)暴級別，持續(xù)北上，直至內(nèi)蒙古境內(nèi)才變性為溫帶氣旋。依靠先進(jìn)科技手段的支撐以及預(yù)報(bào)員的豐富經(jīng)驗(yàn)，預(yù)報(bào)效果非常好。

　　“進(jìn)入通州了！”凌晨3時(shí)，通州區(qū)率先有降水回波進(jìn)入，和預(yù)計(jì)的開始時(shí)間完全吻合。降雨逐漸向西北推進(jìn)，并按預(yù)報(bào)逐漸展開。“真的要感謝40年來的科技進(jìn)步，先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的不斷引入和現(xiàn)代化預(yù)報(bào)技術(shù)的研發(fā)是提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的關(guān)鍵，僅靠古老的天氣圖來分析，是很難做到的。”

　　對話

　　局地突發(fā)天氣預(yù)報(bào)仍是難點(diǎn)

　　對話人：北京市氣象臺首席預(yù)報(bào)員郭金蘭

　　北青報(bào)：現(xiàn)在預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率已經(jīng)很高了，為什么老百姓還是會感覺天氣預(yù)報(bào)不太準(zhǔn)呢？

　　郭金蘭：由于預(yù)報(bào)內(nèi)容和評判標(biāo)準(zhǔn)都發(fā)生了變化，以前的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率與現(xiàn)在無法相提并論。隨著生活水平的提高，大家的要求也越來越高。以降雨預(yù)報(bào)為例，目前北京地區(qū)24小時(shí)有無降雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。但是公眾的要求已經(jīng)不是簡單的是否要下雨，而是希望得到具體地點(diǎn)、具體時(shí)間的精細(xì)化降雨量預(yù)報(bào)。從前北京的降水預(yù)報(bào)主要以觀象臺為代表，選取城區(qū)5站的平均雨量為依據(jù)，現(xiàn)在無縫隙智能網(wǎng)格分析預(yù)報(bào)系統(tǒng)的建立，開始制作空間分辨率1公里的格點(diǎn)預(yù)報(bào)，對氣象預(yù)報(bào)員來說，要求和壓力越來越大，考核標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格。

　　北青報(bào)：“清早寶塔云，下午雨傾盆”這樣的古代諺語曾經(jīng)是主要的預(yù)報(bào)手段。這種經(jīng)驗(yàn)是否靠譜？準(zhǔn)確率有多高？

　　郭金蘭：在最早沒有技術(shù)手段支撐的時(shí)候，這些古老的諺語也是判斷天氣的一個(gè)依據(jù)。不過那都是很早以前的事情了。那時(shí)候別說沒有先進(jìn)手段，天氣圖也基本沒有，所以只能靠這些。這些諺語來源于老百姓長期以來的經(jīng)驗(yàn)積累，里面有一定的道理，但對于長時(shí)效、精細(xì)化預(yù)報(bào)來說就不管用了。

　　北青報(bào)：現(xiàn)在技術(shù)手段那么先進(jìn)，天氣預(yù)報(bào)的難點(diǎn)在哪里？

　　郭金蘭：如今公眾已經(jīng)習(xí)慣了根據(jù)氣象部門的預(yù)報(bào)來決定出行計(jì)劃、穿衣等。我們提供給公眾的預(yù)報(bào)產(chǎn)品形式也在變化，以前就是電視、報(bào)紙，現(xiàn)在短信、APP、公眾號等種類很多。由于北京的特殊地形、城市熱島效應(yīng)等，使局地性、突發(fā)性天氣的預(yù)報(bào)提前量很小，常常給城市運(yùn)行及市民生活帶來被動，因而它的影響很大。如何提高局地突發(fā)天氣的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率仍然是我們未來的重點(diǎn)研究方向。（文/記者 趙婷婷 攝影/記者 袁藝）