天气预报60年：从经验分析到模式定量运算的飞跃

【字体：大 中 小】 2009-09-22 08:36:17   来源： 《气象知识》杂志  

“夫运筹帷幄之中，决胜于千里之外。”（《史记•高祖本纪》）茫茫宇宙，天气变化多端，天气预报何尝不是如此！

如今每当人们出门时都会问一下天气如何，可以说人们越来越重视气象了。60年来，天气预报从过去的“猜天气”发展到了今天的实时测天气，可以说是发生了质的飞跃。

走进宽敞的中央气象台会商室，工作人员正在紧张地忙碌着。接收实时的卫星云图——云量的变化为工作人员准确的预报提供了可靠的依据；利用顶级计算机处理着各种天气模式——天气模式是工作人员准确预报的前提；在数字化平台上传输着大信息量数据——数字化平台能保证气象信息第一时间送达。

纸质经验分析天气预报（1949-1989）

在我模糊的记忆当中，小时候看外祖父和母亲每天就是面对着大量的天气图，一张张绘制等值线，反复比较，反复讨论。虽然每天工作时间很长，但最早时候的天气预报时效也就是24小时。简单地分析天气图，根据当时的天气实况进行分析预报。所以人们说以前主要就是靠预报员的经验分析来做预报。

一段有趣的回忆：20世纪80年代甘肃的一个冬天，一次强冷空气过程，气象台专家们对这次冷空气将造成的影响意见不一，主要是当时拥有的预报依据太少，此前也很少遇到如此强烈的天气过程。外祖父当时的分析是天水市将会迎来一场大到暴雪。要知道甘肃此前一直比较缺水，如此量级的降雪，在天水实在不多见，预报员们也不大敢报。好在天水果然降了暴雪，我们家的大门都被大雪封住了，过了整整一天，我才能出门看看。整个天水市已经完全被雪覆盖，我也和其他孩子一样，堆雪人玩去了。外祖父的预报算是准确无误，但外祖父却告诉我，这不过是个偶然，国内技术水平与发达国家相比实在有限，都得靠预报员的经验，想每次都准确预报实在很困难的。

早期天气预报员给飞行员说天气（资料图片）

由于受当时条件所限，天气预报的准确率也只达到了60%，有时还会发生报雨无雨，报晴下雨的情况。好在我国在建国初期已经有了数量不少的地面观测站，预报员们利用放气球、测温压湿等方法，取得必要的气象数据。因此，拥有气象观测站的地区预报还是相对准确的，但还是远远满足不了人们生活的需要。而随着时间的变迁，电子设备开始逐步进入了气象领域。

早期气象站（资料图片）

模式定量运算天气预报（1990-1999）

以前都是人工观测，费时费力，科学误差在所难免。我自己第一次在大学里学看湿度表时，怎么都看不准，要知道，稍微的偏差，就可能会影响预报员最后预报的结论。

到了20世纪90年代以后，随着计算机的发展，好多业务都通过计算机来实现，更快、更高效。全国气象业务平台也顺利搭建了起来，每个省、每个市、每个县都不再是孤军奋战，互相交流，互相学习。

尤其到了1999年前后，随着数值预报的出现并不断改进，天气预报准确性大大提高了。我还记得那个时候，CPU技术开始飞速发展，特别是奔腾2代处理器的出现，直接使计算机的应用技术上升到了新的高度。预报员们开始真正脱离手工绘制的纸质天气图，利用计算机读取资料、分析再打印成为预报员们需要的材料。

20世纪90年代各地气象台已经初具规模

从24小时的天气预报，发展到了可以进行长达5天的天气预测，电脑为气象事业的发展奠定了坚实的基础，伴随着2000年的到来，气象事业再次迎来了发展的转折点。

信息化、可视化远程会商（2000-至今）

变化最大的是2000年以后这段时间，主要也是社会发展的要求，不光要预报明天会不会下雨，还要报出什么时间下雨，或者下在什么地方。当我还在南京信息工程大学读书的时候（2004-2008），老师就告诉我，如今气象部门不再只是预报天气的单位，更肩负着巨大的社会责任感。正如老师所说，在国家不断强大的大前提下，气象部门的发展也是比较快的，现在国家气象中心已经不仅为全国各单位、个人提供天气预报，还为其他社会行业提供服务信息，第一时间保证人民生命财产安全。

高性能计算机系统（资料图片）

就拿现在的中央气象台会商室来说吧，已经发生了翻天覆地的变化。这里再也看不到堆积如山的稿纸，再也看不到预报员奔来奔去的身影，取而代之的是高性能计算机和无数个大屏幕显示器，以及最先进的可视化会商系统。现在预报员们只需端坐在办公桌前，就可以将自己的预报意见与同事分享讨论，并可以通过庞大的气象业务系统，发送给全国各个需求单位。如此方便快捷，为预报员们节省了很多宝贵的时间，也为21世纪以来气象事业的迅猛发展提供了保障。

最先进的可视化会商系统

总之，60年来，我国天气预报业务发生了巨大的变化：彻底改变了新中国成立初期的“三缺”（一缺实时气象资料、二缺天气预报人员、三缺分析预报技术）状况，基本形成了国家、区域、省级、地区级，县级五级有机结合的天气预报业务体系；预报技术正向客观、定量、自动化方向转变；数值预报业务从无到有、使我国成为世界上能开展中期数值天气预报的少数几个国家之一；天气预报业务已基本实现了由传统的以预报员天气学经验为主要方法和以天气图为主要工具的技术路线向以人机交互处理系统为平台，以数值天气预报产品为基础、综合应用多种技术方法制作预报的技术路线的过渡；雷达、卫星、计算机等新技术的广泛应用，大大增强了我国长期、中期、短期、短时天气预报的能力，缩小了与发达国家的差距。

20世纪六七十年代以前，基本上几十年“一贯制”，以纸质天气图为主要工具来分析研究天气发生发展规律，制作短期天气预报。特别是1978年，国家计委气象组决定，把发展数值天气预报作为气象事业现代化建设的重要步骤，确立了以数值天气预报为基础的方针，是天气预报业务发展的一个重要里程碑。

我国的数值天气预报同样经历了一个从无到有的发展过程。大致可分为20世纪50-60年代试验研究，60年代末至70年代的半自动数值预报系统，70年代末至80年代初的短期数值预报系统、80年代中期至21世纪初期的中期数值预报系统以及十五期间数值预报创新研究等几个阶段。我国数值天气预报从无到有，逐步壮大。国家已经建立起由全球中期数值天气预报（T639L60，水平分辨率约为20千米）、中期集合预报（T213L31-GEPS，15个样本，水平分辨率约为60千米）、有限区域数值天气预报（水平分辨率约为27千米）、中尺度数值天气预报（水平分辨率约为6千米）、台风、沙尘暴、核污染扩散、森林火险气象等级、大气污染数值预报模式系统等组成的比较完整的数值天气预报业务体系，还将拓展海浪数值预报系统。数值预报产品种类繁多，每天通过“9210”网络下发的数值预报产品多达9000余份，除常规气象要素产品外，还能提供环境紧急响应、沙尘暴、空气质量、紫外线、森林火险等产品服务，使我国数值预报能力提高到了一个新的水平，比如，北半球中期数值预报可用时效达6天左右，缩短了与发达国家的差距。

如今我国气象部门已经从简单的24小时天气预报，发展到了10天内的中短期天气预报、月季年的气候预测，各种灾害性天气的临近预报和预警，同时实时发布地质灾害等级、森林草原火险等级等与气象相关的预报信息，以及各种生活资讯信息。目前气象信息已渗透到公众生活的方方面面，有效地提高了全社会防灾减灾、趋利避害的能力。

（来源：《气象知识》杂志2009年第5期，作者：卞赟 阿苏）