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天气不再靠眼力 风雨欲来看云图

日期:2018-12-04 16:50:11

来源:北京青年报 2018年12月4日

▲北京市氣象台首席預報員郭金蘭正在氣象會商室查看氣象數據

▲1978年8月北京市氣象局观象台成立 负责北京地区地面高空观测工作

▲上世紀80年代地面气象观测场中 百叶箱是一个重要的观测工具

老式探空儀、百葉箱、編碼機……上世紀七八十年代,氣象觀測時離不開的“老三樣”,如今已經被雷達、衛星、自動氣象站所“代替”。

四十年風霜雪雨中,氣象預報員的經驗積累與現代氣象科技手段相輔相成,共同推動北京氣象預報從定性到定量轉變,准確率大幅提升。

提起現在預報的精細化程度及時效,北京市氣象台首席預報員郭金蘭連連感歎:“以前真的不敢想!”

上世紀80年代

預報天氣靠“老三樣”

上世紀80年代,天气观测和预报主要靠人。拿着小本,站在百叶箱前详细记录温度、湿度,再根据这些数据分析未来的天气情况……1985年,大学毕业的郭金兰成为北京市昌平气象站的一名预报员。每小时巡视一次天气及观测仪器是她每天的基本工作节奏。

對她而言,高強度的記錄、分析並不困難,最難的是要“觀雲識天”。“那時候對觀測員的要求很高,要記錄天空的狀況。萬裏晴空最簡單,直接記錄晴天。如果有雲,就要識別出是什麽雲,形狀是怎樣的,大概多高,在空中占了多大的比例……”郭金蘭說,自己雖然是一名預報員,但爲了快速上手,成爲一名好的預報員,這些觀測員的工作她都做過。

郭金蘭說,現在早已不再要求觀測員描繪雲的形狀,識別工具也變成了儀器,但那時候練就的“肉眼識雲”到現在仍沒有忘記。

“當時區縣預報員每天還要填繪17時地面天氣圖,要一邊聽電台一邊把北京周邊主要區域站點的雲、溫度、風、氣壓等觀測實況記錄填圖並分析。”電台、傳真機、收音機是郭金蘭當時的“得力助手”。此外,觀測員還有一個離不開的工具——編碼機。就像電影裏的電報員一樣,觀測員每天通過袖珍計算機編碼發報,參加全球氣象電報交換。這些長串電碼其實是各地天氣情況的“密碼”,包括溫度、雲、風、氣壓等要素,供預報員分析預測天氣。這種工作模式一直持續到了上世紀90年代。

上世紀90年代

局地預報不准,老農麥子被雨淋

如今,天气预报已精确到了12小时内逐小时、72小时内逐3小时的格点预报。而上世紀80年代,每天主要在6时、17时发布两次预报,24小时之内的天气预报按12小时预报。

上世紀90年代北京市气象台开展了短时临近预报业务,2004年6月增加0-72小时灾害性天气及其次生灾害落区预报,并开始发布气象灾害预警信号。

21世紀以後隨著計算機技術和數值預報模式的快速發展,數值預報産品逐漸增多、預報方法越來越豐富。2003年起,氣象部門增加了一周滾動天氣預報,每天更新發布,而且由原來的120小時,增加到168小時。

上世紀90年代,随着计算机的普及和深入开发,卫星云图实时监测系统投入业务,每小时生成一次观测云图资料,并能够接收数字云图资料,为预报员提供了更清晰高效的卫星云图观测资料及多种卫星监测产品,但是局地预报仍存在问题。

有一件事,直到現在想起來,郭金蘭還是會覺得尴尬。一年夏天,她受邀參加一個戶外活動,根據天氣預報當天沒有雨,然而到現場不久後天就開始下雨,“看著看著雨就來了,當時我自己都覺得不可思議,這種條件理論上不會形成降水啊。”郭金蘭臉上發燙,現場一直沒敢跟人提起自己天氣預報員的身份。“這其實是一個局地突發的情況,影響系統的尺度較小,在當時的條件很難預測出來”。

“那時候沒有發布預警信號一說。雖然已經有氣象警報接收機,但都是對重要需求部門,比如農業或建築工地,對公衆的渠道基本沒有。”那時候,郭金蘭和同事們時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,現在我曬的麥子、玉米都被雨淋了!”每當如此,預報員們只能賠不是,但囿于當時的技術條件又無可奈何。

奧運期間

精細化預報細到場館幾點開始下雨

進入新世紀,北京的城市發展和奧運會的申辦成功,把突發性天氣預報這一世界難題擺在了氣象預報員們的面前。爲了做好奧運會期間的天氣預報,氣象台從申奧成功的那一刻就開始著手做各種准備。然而,也得益于在此期間各種先進設備的購置和引進,北京的氣象預報水平有了突飛猛進的發展。

“2008年奧運會開幕是在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、降水量最多的時候。”郭金蘭說,爲了精准預報,氣象部門成立了專門的服務團隊,把曆史同期北京的主要降水過程都做了統計,還進行了專門的典型案例分析。

“這個時間段北京可能出現的各種極端天氣,我們都做了深入了解,提前做好了應對准備。”郭金蘭說,當時每個比賽場館都配備了天氣預報員,哪個場館幾點幾分開始下雨,哪個場地風力超標……這些都能夠在精細化的奧運天氣預報中提前知道。奧運會預報壓力最大的還是鳥巢,因爲那裏承擔了開閉幕式和田徑比賽等諸多重要任務。

“當時最擔心的就是降水,尤其是開閉幕式期間。”郭金蘭回憶說,根據天氣預報,開幕式當天北京有陣雨或雷陣雨,“降雨的中心雖然不在鳥巢,但出現降雨的可能性極大。”回憶當初,郭金蘭不無驕傲:盡管當時還沒有像如今這樣精細化的逐小時格點預報,但“2008年奧運會的天氣預報是非常成功的!”

24小时不断更新的卫星云图、密布全国的气象雷达网络……以筹办2008年奥运会为契机,北京增加了很多高分辨率的探测设备,200多个自动气象站分布在奥运场馆及城市周边,大幅提高了气象预报能力。这几年,北京市氣象局进一步加大了郊区自动气象站的布控。今年北京新增61个自动气象站,截至6月底,全市自动气象站总数达到了438个。

彈指一揮間,2008年奧運會已經過去了十年。如今,北京2022年冬奧會日益臨近,相應的天氣預報准備也已經啓動。冬奧氣象預報團隊去年冬季已在延慶小海坨山做了提前試報,“當地海拔高,溫度、風速等的影響比較大,所以需要更加精細的預報。”郭金蘭說,“隨著預報技術的不斷發展、創新,我們預報員的自信心也更強了。”

今夏暴雨

預報和實際情況幾乎一致

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

目前,北京市氣象服務中心每天发布的生活气象指数多达40余种,分为环境类、健身类、休闲类、医疗健康类、生活服务类和行业服务类6大类。对普通市民来说,跟吃穿住行相关的常用生活气象指数也达到了20多种。春秋季,气象部门还会推出花粉指数,为敏感人群出行保驾护航。在天气突变、温度较低、季节交换及温差大等情况下,甚至还会发布感冒指数。

服務更加人性化的同時,預報的准確率也有了大幅提升。今年夏天,“7·16”、“7·24”等幾次暴雨,氣象部門預報的降雨時間、雨量、程度,和實際情況幾乎完全一致。“目前,北京地區24小時有無降雨的預報准確率達90%以上。”郭金蘭說,暴雨、雷電等突發氣象災害預警平均提前量超過了30分鍾,重大天氣過程的預報時效延長至30天。

與以往的氣象預報相比,如今的預報實現了從定性到定量的轉變。“以前只是預報今天白天有小雨,現在的預報會精確到幾點下、下多少。除了平均降雨量幾毫米外,還要報出最大小時雨強,降水過程中是否有強對流天氣,比如雷電、冰雹、短時大風等。”郭金蘭說,這些定量的預報數據在每次預報過程中都會給出,爲政府決策和百姓出行提供了很好的依據。

今年汛期,台風“安比”22日12時30分在上海崇明島登陸後,保持熱帶風暴級別,持續北上,直至內蒙古境內才變性爲溫帶氣旋。依靠先進科技手段的支撐以及預報員的豐富經驗,預報效果非常好。

“進入通州了!”淩晨3時,通州區率先有降水回波進入,和預計的開始時間完全吻合。降雨逐漸向西北推進,並按預報逐漸展開。“真的要感謝40年來的科技進步,先進技術設備的不斷引入和現代化預報技術的研發是提高預報准確率的關鍵,僅靠古老的天氣圖來分析,是很難做到的。”

對話

局地突發天氣預報仍是難點

對話人:北京市气象台首席预报员郭金兰

北青報:現在預報准確率已經很高了,爲什麽老百姓還是會感覺天氣預報不太准呢?

郭金蘭:由于預報內容和評判標准都發生了變化,以前的預報准確率與現在無法相提並論。隨著生活水平的提高,大家的要求也越來越高。以降雨預報爲例,目前北京地區24小時有無降雨預報准確率達90%以上。但是公衆的要求已經不是簡單的是否要下雨,而是希望得到具體地點、具體時間的精細化降雨量預報。從前北京的降水預報主要以觀象台爲代表,選取城區5站的平均雨量爲依據,現在無縫隙智能網格分析預報系統的建立,開始制作空間分辨率1公裏的格點預報,對氣象預報員來說,要求和壓力越來越大,考核標准也越來越嚴格。

北青報:“清早寶塔雲,下午雨傾盆”這樣的古代諺語曾經是主要的預報手段。這種經驗是否靠譜?准確率有多高?

郭金蘭:在最早沒有技術手段支撐的時候,這些古老的諺語也是判斷天氣的一個依據。不過那都是很早以前的事情了。那時候別說沒有先進手段,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驗積累,裏面有一定的道理,但對于長時效、精細化預報來說就不管用了。

北青報:現在技術手段那麽先進,天氣預報的難點在哪裏?

郭金蘭:如今公衆已經習慣了根據氣象部門的預報來決定出行計劃、穿衣等。我們提供給公衆的預報産品形式也在變化,以前就是電視、報紙,現在短信、APP、公衆號等種類很多。由于北京的特殊地形、城市熱島效應等,使局地性、突發性天氣的預報提前量很小,常常給城市運行及市民生活帶來被動,因而它的影響很大。如何提高局地突發天氣的預報准確率仍然是我們未來的重點研究方向。

本版文/本报记者  赵婷婷

摄影/本报记者  袁艺