世界气象日“揭秘”:你每天看的天气预报,是这样做出来的

原创 南通发布
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作者:文、图、视频丨记者 俞慧娟
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“明天有雨吗?出门要不要带伞?”“最近气温怎么样,应该怎样调整穿着?”每天查看天气预报,早已成为不少人的固定习惯。看似简单易懂的天气提示,背后却藏着一套环环相扣、严谨细致的科学流程。

3月23日是第66个世界气象日,主题为“测今日气象,护明日家园”。当天,记者实地走访了市气象部门,一步步揭开天气预报的神秘面纱,看看这份与日常生活息息相关的“天气指南”,到底是如何从海量数据中“诞生”的。

数据采集:织就“天地空”立体观测网

走进南通国家基本气象站,一排排白色的气象观测设备整齐排列。这里是天气预报的“数据源头”,每一个细微的天气变化,都能被这里的“气象哨兵”精准捕捉。

“想要做出精准的天气预报,第一步就是要把当前的天气‘看’清楚、‘测’准确。”南通市气象局高级工程师缪明榕介绍,如今南通已建成“天地空”三位一体的立体观测格局,而南通国家基本气象站,正是这套体系中承担地面观测任务的关键一环。

观测场内,各类设备各司其职。白色百叶箱里,温、湿度传感器避开阳光直射与风雨干扰,精准记录空气的温度与湿度;双翻斗雨量计负责采集当前区域的降雨量,翻斗每翻转一次就代表下了0.1毫米的雨量;高高的风杆上,风杯风速传感器随风转动,捕捉风向与风速的细微变化……缪明榕说,地面观测之外,还有S波段天气雷达、毫米波云雷达、微波辐射计、激光测风测雾雷达等“大家伙”提供支撑,再加上无人机空基观测与风云气象卫星的天基大范围监测,三者协同发力,织就了一张全方位的气象观测网。

一次完整的地面气象观测,不仅要采集温度、湿度、气压、风向、风速、降水量等核心要素,还要监测能见度、地温、日照、天气现象等,这些数据便是天气预报制作最基础的“原材料”。目前,南通已建成8个国家级标准化地面气象观测站和220多个区域气象自动站,遍布各个乡镇、街道及沿江沿海地区,全天候不间断运转,为天气预报提供稳定可靠的数据支撑。

采集到的海量气象数据,会通过中心站自动收集,经有线网络、4G/5G、卫星通信等多种方式,实时传输到国家气象信息中心并在预报平台显示。为了保证数据“准、全、快”,工作人员会定期检定校准仪器,及时排查故障,在传输和接收过程中严格进行质量控制,剔除错误数据、修正异常数值,并采用专用网络与多条通信线路备份,即便在暴雨、台风等复杂天气下,也能确保数据稳定传输,不耽误预报研判。

预报制作:从“毛坯”到“成品”的严谨打磨

有了精准、全面的观测数据,接下来便进入最关键的预报环节,如何从海量数据中“算出”未来的天气变化?简单来说就是两步:先让超级机器“打草稿”,再由预报员人工修正,少了哪一步都不行。

南通市气象台副台长王坤给记者打了个比方,整个大气就像一个巨大的“流体海洋”,它的运动遵循固定的物理定律,这些定律可以用一组复杂数学方程描述。数值预报模式,说白了就是让超级计算机来“解”这组方程,破解大气的“运动密码”。计算机先把大气切成数百万个“立体小格子”,再把全球观测到的真实气象数据填进去,还原出一个最接近真实的大气初始状态。然后,超级计算机开始高速运算,逐秒、逐分、逐小时地往后推演,最终输出未来不同时刻、每个小格子里的温度、风力、降水等原始数据。这些未经加工的海量数字,就是模式预报产品,相当于天气预报的“毛坯”。

机器算出来的“初稿”,并不能直接使用。接下来,就需要预报员登场,开启“天气会诊”,对“毛坯”进行“精装修”。会商室里,预报员们会将不同数值模式的结果放在一起对比,就像医院里的专家会诊,大家各抒己见、反复讨论,力求让预报结论更精准。会商时,不光看模式报了什么,更会追问“为什么这么报”。几个模式的结果一致吗?如果不一致,哪个更可靠?今天的预报跟昨天比,有没有不合理的剧烈跳跃?这些都是讨论的重点。预报员们结合工作经验、南通滨江临海独特地形,对模式结果进行本地化修正,有时还会借助历史上相似天气过程的数据,校准模式预报误差。经过反复论证,最终才形成一份严谨的天气预报。

王坤坦言,无论是靠模式算法的客观预报,还是靠预报员主观经验的判断,目前都没法做到百分之百准确。一个普遍规律是,天气预报越临近,准确率和精细度就越高,这也是临近预报有时会出现小幅调整的原因。

服务输出:让天气预报真正“落地”

经过会商敲定的预报结论,还需制作成不同类型的服务产品,精准适配市民、企业、农业等不同群体的需求,让天气预报真正服务于生产生活,筑牢气象防灾减灾的第一道防线。

王坤介绍,气象部门每天发布的7天天气预报,是在高分辨率区域模式的基础上,经过预报员对温度、风力、降水等要素进行逐日甚至逐小时的精细订正后生成的,方便大家提前规划出行。而针对雷雨、大风、冰雹等来得快、变化急的突发天气,气象部门会通过雷达、卫星和自动气象站,用上分辨率更高、更新更快的预报技术,提前1至2小时精准追踪,判断天气会不会影响本地,为大家避险、部门应急处置争取宝贵时间。

对于这些可能造成灾害的天气,气象部门会严格按照蓝、黄、橙、红四种风险等级,由低到高发布预警信号,每一种预警等级都附带明确的防御指南。气象预警信息发布后,气象部门还会第一时间“叫应”相关涉灾部门应急责任人,形成部门响应联动的气象防灾减灾体系,全方位守护市民的生命财产安全。

在日常生活中,不少市民曾遇到过这样的困惑:手机APP上的天气预报,和气象台官方发布的信息有时存在偏差。对此,王坤给出了明确解答。许多手机APP为追求效率和美观,直接购买国外气象机构或商业公司的原始数值数据,通过算法简单处理后直接呈现。“这种方式虽然更新快,但跳过了最核心的‘人工智慧’订正环节。一旦数值模式调整或数据源发生变化,手机上的预报就可能在一天内出现剧烈波动。”

王坤特别提醒,手机APP天气预报可以作为日常出行的便捷参考,但想要获取最权威、可靠的预报信息,尤其是遇到暴雨、台风、雷电等灾害性天气时,一定要关注各地气象台官方发布的预报和预警信息。“这是我们所有预报员一起‘会诊’后严格把关的结果。虽然不敢保证预报百分百准确,但可以保证是100%负责的产品。”