告訴你明天帶傘添衣的，到底是一群怎樣的人？

凌晨4點(diǎn)，中央氣象臺(tái)預(yù)報(bào)大廳。
此時(shí)北京的天空依舊暗沉，離破曉還有一段時(shí)間。
電腦前，孫軍正在查看雷達(dá)回波圖，畫(huà)著降水量預(yù)報(bào)圖，來(lái)回對(duì)比分析各種天氣資料。
作為中央氣象臺(tái)首席預(yù)報(bào)員，他需要指導(dǎo)早間天氣公報(bào)，審核簽發(fā)暴雨預(yù)警。
電話不停地響，不斷有同事拿材料向他詢問(wèn)……
而這僅僅是一天工作的開(kāi)始。接下來(lái)，孫軍要準(zhǔn)備每天8點(diǎn)“雷打不動(dòng)”的全國(guó)天氣會(huì)商，與重點(diǎn)地區(qū)的預(yù)報(bào)員會(huì)商天氣趨勢(shì)，并審核各種預(yù)報(bào)產(chǎn)品，向決策服務(wù)部門(mén)提供預(yù)報(bào)材料，應(yīng)對(duì)媒體記者采訪……同時(shí)，他還要時(shí)刻關(guān)注并調(diào)閱各類天氣圖，組織天氣會(huì)商，與同事一起分析和判斷天氣形勢(shì)。
“每一次天氣過(guò)程下來(lái)，都感覺(jué)像打了一場(chǎng)仗?！睂O軍說(shuō)。
這是一份特殊的職業(yè)。因?yàn)樘鞖庾兓址置朊胱兓媚獪y(cè)、從不停歇。
7月21日，鄭州特大暴雨之后，中央氣象臺(tái)二樓會(huì)商室全國(guó)早間天氣會(huì)商現(xiàn)場(chǎng)。中國(guó)氣象局供圖

偏不得，錯(cuò)不得

“我們的每一句預(yù)報(bào)結(jié)論、每一次預(yù)報(bào)調(diào)整都可能影響防災(zāi)減災(zāi)部署。偏不得、錯(cuò)不得?！?/span>
與其他預(yù)報(bào)不同，臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)還有一項(xiàng)特殊任務(wù)——與國(guó)際接軌。“我們需要在每天的8個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)次，定時(shí)向國(guó)際發(fā)報(bào)。”
向純怡告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，在觀測(cè)平臺(tái)上，預(yù)報(bào)員需要緊盯地面觀測(cè)數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)和衛(wèi)星云圖資料的實(shí)時(shí)更新。
在仔細(xì)分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，當(dāng)值預(yù)報(bào)員需要每3個(gè)小時(shí)滾動(dòng)做一次臺(tái)風(fēng)路徑、強(qiáng)度預(yù)報(bào)，并在整時(shí)整點(diǎn)對(duì)外發(fā)報(bào)，不得有任何拖沓滯后。
“我的心情就像運(yùn)動(dòng)員參加奧運(yùn)會(huì)為國(guó)爭(zhēng)光一樣。因?yàn)橄驀?guó)際發(fā)布臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)，代表著我們國(guó)家的官方預(yù)報(bào)水平?！毕蚣冣f(shuō)。

沒(méi)有完美的預(yù)報(bào)

預(yù)報(bào)總會(huì)存在偏差，偏差小則表示預(yù)報(bào)做得好。尤其是強(qiáng)天氣過(guò)程，預(yù)報(bào)難度非常大，極容易出現(xiàn)偏差。
2005年的臺(tái)風(fēng)“麥莎”就因預(yù)報(bào)失誤一度成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)時(shí)，預(yù)報(bào)“麥莎”將給北京帶來(lái)“十年來(lái)最大暴雨”，使全城上下枕戈待旦，但最后發(fā)現(xiàn)是虛驚一場(chǎng)，甚至成為網(wǎng)上的笑料。
缺乏臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)是預(yù)報(bào)不準(zhǔn)的原因之一。“預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)極其重要。否則在極端天氣事件面前，未經(jīng)‘世故’的預(yù)報(bào)員很容易‘心中無(wú)數(shù)’?！睂O軍說(shuō)。
2012年“7·21”北京特大暴雨的預(yù)報(bào)也出現(xiàn)過(guò)比較明顯的偏差。作為當(dāng)時(shí)的值班首席，孫軍覺(jué)得沒(méi)有做出較準(zhǔn)確的降水量級(jí)預(yù)報(bào)，心里十分沉重。
“當(dāng)時(shí)我們報(bào)的24小時(shí)最大降雨量約為150毫米，但實(shí)況監(jiān)測(cè)顯示，這個(gè)數(shù)值已經(jīng)超過(guò)了400毫米。”談及當(dāng)時(shí)的預(yù)報(bào)偏差，孫軍直言，那時(shí)的他們還“不太敢報(bào)”。
歷史上，北京幾乎沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)這么強(qiáng)的極端降雨，超過(guò)100毫米的降雨都很少。
可想而知，預(yù)報(bào)員缺乏這類強(qiáng)降雨的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)。
此外，預(yù)報(bào)員尚未完全掌握極端暴雨復(fù)雜的機(jī)理和影響因素。不過(guò)，在孫軍看來(lái)，在當(dāng)時(shí)的預(yù)報(bào)技術(shù)水平下，他們的工作已經(jīng)做得很好了。
“畢竟預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)和水平都有限，我們?cè)陬A(yù)報(bào)時(shí)非常慎重。即使看到有強(qiáng)暴雨的可能，也不敢貿(mào)然做判斷，不會(huì)輕易報(bào)這么大的降雨量。”孫軍說(shuō)，有了多次極端降水預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于今年北京的幾場(chǎng)暴雨預(yù)報(bào)，他們做到了“心中有數(shù)”。
即使“心中有數(shù)”，每當(dāng)遇到較大天氣過(guò)程時(shí)，當(dāng)值的預(yù)報(bào)員仍舊吃不好、睡不好?！皥?bào)了一場(chǎng)大雨，我們預(yù)報(bào)員其實(shí)是希望它能下來(lái)的。沒(méi)下來(lái)，我們心里很焦慮?！?/span>
半夜睡不著，預(yù)報(bào)員經(jīng)常會(huì)找把椅子坐在陽(yáng)臺(tái)上，仰頭望著天，等雨來(lái)。
報(bào)得準(zhǔn)太難了，這讓預(yù)報(bào)員又焦慮又糾結(jié)。
2017年7月，吉林永吉縣出現(xiàn)極端強(qiáng)降水過(guò)程，暴雨引發(fā)洪水。緊張的時(shí)刻出現(xiàn)了，水庫(kù)眼看就要滿了，需要作出緊急判斷，是否進(jìn)行炸壩分洪。如果炸壩，要提前部署水庫(kù)下游防御措施及人員疏散轉(zhuǎn)移。
“當(dāng)時(shí)，我們估計(jì)如果未來(lái)的24小時(shí)降雨量超過(guò)40毫米，就得炸壩。”面前的路非常清晰，只需要判斷降雨量會(huì)不會(huì)超過(guò)40毫米，而他們必須在短時(shí)間內(nèi)迅速拍板。
“事情變得簡(jiǎn)單又困難?！边@是孫軍遇到最難的預(yù)報(bào)之一，事關(guān)重大，他反復(fù)分析著各種資料圖，“結(jié)論必須盡量做到準(zhǔn)確”。
經(jīng)過(guò)中央氣象臺(tái)、吉林省氣象臺(tái)、吉林市氣象臺(tái)所有預(yù)報(bào)員的不斷會(huì)商，最后，他們作出降雨量不會(huì)超過(guò)40毫米的預(yù)報(bào)判斷，這也避免了炸壩帶來(lái)的影響。

今非昔比，“方程”亦難解

“預(yù)報(bào)明天有大暴雨，到底幾點(diǎn)下？”
“水庫(kù)那邊雨會(huì)有多大？”
“果園這里會(huì)下冰雹嗎？”
……
大到國(guó)家工程的生產(chǎn)建設(shè)，小到百姓的工作生活，人們對(duì)天氣預(yù)警預(yù)報(bào)水平的提高寄予更多期待。不管是臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)，還是極端降水預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)員身上都扛著壓力。這種壓力從他們步入這個(gè)崗位起就開(kāi)始了。
“就目前預(yù)報(bào)技術(shù)而言，很難滿足需求?！睂O軍向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》坦言，跟過(guò)去相比，現(xiàn)在的預(yù)報(bào)比以前進(jìn)步了很多。
“天氣預(yù)報(bào)怎么做？就是搜集大量的氣象數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)方法求解未來(lái)天氣的‘方程式’?！?/span>
1989年，孫軍參加工作時(shí)，全國(guó)的氣象觀測(cè)站也就有2000個(gè)左右，能獲得的觀測(cè)資料非常有限。就拿衛(wèi)星資料來(lái)說(shuō)，預(yù)報(bào)員也僅依靠日本和美國(guó)的氣象衛(wèi)星云圖分析天氣系統(tǒng)，能看的只不過(guò)是幾張打印的云圖照片。數(shù)值預(yù)報(bào)資料更加有限，可參考的數(shù)值預(yù)報(bào)模式很少，而且基本不提供降水預(yù)報(bào)。
“沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)資料，我們就‘巧婦難為無(wú)米之炊’。”孫軍的話語(yǔ)中透出了些許無(wú)奈。
現(xiàn)在，我國(guó)已擁有世界上在軌數(shù)量最多、種類最全的氣象衛(wèi)星，自動(dòng)氣象站達(dá)6萬(wàn)多個(gè)，數(shù)量、密度位居世界首位，氣象資料的密集程度非?？捎^。但這些都無(wú)法保證天氣預(yù)報(bào)完全準(zhǔn)確。利用數(shù)值模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品，結(jié)合預(yù)報(bào)員自身的主觀經(jīng)驗(yàn)，這是當(dāng)前預(yù)報(bào)員開(kāi)展預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的主要手段。
“天氣預(yù)報(bào)不是純確定性的工程技術(shù)，不能做到精準(zhǔn)預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)員需要依靠自身經(jīng)驗(yàn)修正數(shù)值預(yù)報(bào)的結(jié)果，這里存在很強(qiáng)的個(gè)體主觀性?！背啥夹畔⒐こ檀髮W(xué)大氣科學(xué)學(xué)院教授肖天貴表示。

天氣預(yù)報(bào)員需有“科味”

“要鼓勵(lì)培養(yǎng)科研型天氣預(yù)報(bào)人才！”
這是中國(guó)工程院院士、天氣動(dòng)力和數(shù)值預(yù)報(bào)專家李澤椿日前接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》專訪時(shí)特別提出的建議。
在李澤椿看來(lái)，“預(yù)報(bào)員是戰(zhàn)斗在第一線的人，如果他們?cè)诿鎸?duì)一手?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，能針對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題即時(shí)研究、即時(shí)判斷，那將是一支非常重要的生力軍”。
當(dāng)前，氣象預(yù)報(bào)體系以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式為核心。肖天貴表示，數(shù)值模式不可替代，但其也呈現(xiàn)出難以克服的不完整性和不確定性，因此，更加需要?dú)庀箢A(yù)報(bào)員注重研究性思維。
“尤其在面對(duì)一些極端天氣的新特征、新形勢(shì)、新要素時(shí)，對(duì)預(yù)報(bào)人員的準(zhǔn)確判斷和及時(shí)決策提出了更高的要求，也對(duì)數(shù)值模式的性能提出了更高的要求?！蹦暇┬畔⒐こ檀髮W(xué)大氣科學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)陳耀登說(shuō)。只有對(duì)特殊個(gè)例進(jìn)行研究總結(jié)，深入理解其中原理機(jī)制，才能尋找相應(yīng)的預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，不斷改進(jìn)模式預(yù)報(bào)系統(tǒng)，進(jìn)而提高預(yù)報(bào)能力。
從實(shí)踐中獲得的研究成果往往是數(shù)值模式無(wú)法反映的，卻為預(yù)報(bào)提供了很好的理論依據(jù)。
比如，孫軍等人通過(guò)對(duì)北京2012年“7·21”特大暴雨的實(shí)況診斷和極端性成因分析，提出了通過(guò)氣象要素的異常表現(xiàn)來(lái)診斷和預(yù)報(bào)極端降雨的方法，并給出了華北暖區(qū)暴雨發(fā)生發(fā)展條件和極端強(qiáng)降水預(yù)報(bào)思路，為預(yù)報(bào)員建立極端強(qiáng)降水預(yù)報(bào)思路提供了重要參考，并在一定程度上對(duì)數(shù)值模式作出了訂正。

“兩張皮”掣肘  改革進(jìn)行時(shí)

專家們坦承，在預(yù)報(bào)領(lǐng)域，科研與業(yè)務(wù)“兩張皮”的現(xiàn)象還十分嚴(yán)重。
以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)為例，相關(guān)研究顯示，中國(guó)論文產(chǎn)出量排名全球第五?？蒲性核透咝Ｊ菙?shù)值天氣預(yù)報(bào)領(lǐng)域的主力軍，但論文的影響力普遍偏低，且與國(guó)際上主要數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中心相比，中國(guó)的全球預(yù)報(bào)能力和技術(shù)尚有差距。
事實(shí)上，我國(guó)大專院校、科研院所不乏具有應(yīng)用價(jià)值的科技成果，但多數(shù)研究尚未得到應(yīng)用。談及原因，陳耀登認(rèn)為，這和高校和科研院所“重論文”的科研評(píng)價(jià)機(jī)制有直接關(guān)系。在李澤椿看來(lái)，更重要的是缺乏應(yīng)用平臺(tái)，導(dǎo)致這些成果停留在論文層面，未能引領(lǐng)并驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展。
此外，肖天貴介紹，高校氣象專業(yè)教師多為從學(xué)校到學(xué)校，博士畢業(yè)便就職教師崗位。沒(méi)有業(yè)務(wù)實(shí)踐經(jīng)歷，便很難把握研究的應(yīng)用性。
另一方面，中央氣象臺(tái)天氣預(yù)報(bào)室主任張恒德指出，雖然現(xiàn)在大多數(shù)預(yù)報(bào)員都在業(yè)務(wù)和科研兩手抓，但實(shí)際上預(yù)報(bào)員提出和解決科學(xué)問(wèn)題的動(dòng)力和能力仍然不足。預(yù)報(bào)員面臨著繁重的預(yù)報(bào)服務(wù)例行任務(wù)，預(yù)報(bào)難度大，他們自覺(jué)提煉科學(xué)問(wèn)題的能動(dòng)性還沒(méi)有充分調(diào)動(dòng)起來(lái)。
“預(yù)報(bào)員崗位特別辛苦，相對(duì)不易出成果，職稱晉升壓力大，很多學(xué)生畢業(yè)后可能會(huì)選擇其它相對(duì)輕松且易出成果的崗位。”陳耀登表示，這對(duì)高校人才培養(yǎng)提出了新的要求。
2011年，中國(guó)氣象局成立了首批國(guó)家級(jí)專家型預(yù)報(bào)員創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，圍繞臺(tái)風(fēng)、暴雨、強(qiáng)對(duì)流3個(gè)專業(yè)領(lǐng)域分別組建了3支專家創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。
2019年，中國(guó)氣象局提出“研究型業(yè)務(wù)”發(fā)展思路，計(jì)劃逐步破除體制機(jī)制障礙，以科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展，以業(yè)務(wù)需求牽引科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。
同時(shí)，氣象事業(yè)的能力和水平取決于集體的技術(shù)累積研究，而不是個(gè)人能力。
據(jù)中國(guó)氣象局消息，有關(guān)國(guó)家級(jí)專家型預(yù)報(bào)員創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的相關(guān)研究?jī)?nèi)容正在改革計(jì)劃中，將增加氣候變化等研究方向。
除了解決以上預(yù)報(bào)難題，團(tuán)隊(duì)還將加強(qiáng)預(yù)報(bào)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究，根據(jù)模式偏差和數(shù)據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用，開(kāi)發(fā)新算法，做出新型預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2021-09-30 第4版 綜合 原標(biāo)題為《預(yù)報(bào)天氣的人》)

編輯 | 趙路
排版 | 郭剛

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