项目来了 | 天气预报又调皮了？这个“智囊团”助力天气预报更精准

天气预报和人们的日常生活密切相关，其准确度也成为了关注的焦点。有时候天气预报告诉你：

当你收了衣服带了伞，做好“全副武装”后，第二天，说好的暴雨却没有来……

为什么天气预报有时候不准？天气预报到底难在哪里？中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）高性能计算研究中心的环境气象团队来为你解答这个疑问。

△ 深圳先进院高性能计算研究中心的环境气象团队

深圳先进院高性能计算研究中心与深圳市气象局的科研合作始于2009年，通过与市气象局预报员长期深层的交流，紧扣气象局的实际业务需求，目前深圳先进院环境气象团队在台风强度、风雨定量、“回南天”预报等方面展开了卓有成效的科学研究。李晴岚博士和她的团队介绍了天气预报背后的科学原理，以及与气象局合作研发的多项科学技术手段。

第一是蝴蝶效应，“天气演变过程具有随机性，一些微小的扰动没有捕捉到，都会导致预测结果的差异。即便是目前最先进的计算机模式，也无法囊括所有自然物理过程，因此想做出完全准确的天气预报是不太可能的。”

第二是区域差异，所谓“东边日出西边雨”，即便在同一城市范围内，不同区域的天气状况有时也会截然不同，在这种情况下，无论预报下雨还是不下雨，都会给部分人“不准”的感觉。

总而言之，大气运动是个相当复杂的过程，不免存在一定误差，而如何减小误差，帮助天气预报变得更加精准，便是深圳先进院环境气象团队研究的重点。

气象局是如何预测天气的？

据了解，数值天气预报是目前短期预报的最主要方法。所谓数值天气预报，是指在一定初值条件下，通过大型计算机作数值计算，以得出描写天气演变过程的预报模型。

目前我国天气预报主要参考的模式包括欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、日本气象厅（JMA）和中国气象局自主研发（GRAPES）模式。

△ ECMWF的数值天气预报处于世界一流水平，预报模式被许多国家所采用。（图源：ECMWF）

“气象局预报天气时通常会根据历史经验和预报员的分析，选择其中一种模式进行参考，但每种模式之间有时差异较大，对不同的天气形势会有不同的表现。”李晴岚介绍，针对这一特点，深圳先进院正在研发多模式集成预报系统，以弥补单一模式预报的不足。

△ 多模式集成预报强降水过程，可清晰反应不同时间点各地区的降水情况。（图源：深圳先进院）

“目前集成了EC模式、JMA模式，将来还会加入GRAPES模式，根据每个模式过去的预测与实际观测情况进行比较、评估和订正，并分配不同的权重，综合各个模式的性能，帮助气象局得出更加准确的预报。”

据李晴岚介绍，现阶段做到了逐三小时预报，空间上精确到12公里，后续将进一步提高多模式集成预报系统空间和时间精度。

李晴岚表示，台风的风雨定量是一个世界性难题，为了能更准确地预估台风带来的影响，她搜集了多年的台风历史数据，包括深圳盐田港、蛇口码头、妈湾港建站以来的小时气象观测数据，香港天文台、长洲岛、横澜岛1958年到2014年的小时观测数据，针对历史台风的不同强度、方位、距离、尺寸建立数据库后，未来再有台风登陆时，就可以参照数据库的样本，通过分析比对，预报出台风对该地区的风雨影响。

△ 台风降雨影响预估模块对台风“卡努”的降雨影响进行预估。（图源：深圳市气象局）

该项研究成果已于2012年被开发成模块，纳入了深圳市气象局热带气旋综合业务平台，在台风季被预报员频繁使用参考。

此外，由于深圳港口码头群密集，台风对其业务运行影响巨大，多年来，团队针对盐田港、妈湾港、蛇口码头等地区做了精细化的台风预报研究，以降低台风造成的经济损失。

△ 针对盐田港的研究成果已开发成台风强风预估模块。（图源：深圳市气象局）

“回南天”是另一个南方地区独有的天气现象。每年冬去春来，乍暖还寒时，墙面地板开始冒水珠，晾不干的衣服可绕地球三圈……

但是，不用担心，“回南天”也能预测了！李晴岚博士道出了其中的奥秘。

“‘回南天’其实和叶子上露水的形成原理相同，当3-4月天气温度骤然回暖时，建筑物表面的温度还很低，而空气湿度和温度都升高了，当露点温度高于建筑温度时，暖湿气流就会在建筑表面凝结，起水珠。”

2012年初市气象局就提出预报“回南天”的研究课题。在想明白“回南天”出现的原理后，李晴岚用了不到一年时间做出了“回南天”的预报模型和算法，相关文章发表在了《热带气象学报》，这也是“回南天”预报领域的首篇研究文章，其算法被深圳市气象局作为参考，为广大市民进行“回南天”的预报。

李晴岚博士还传达了一个好消息，那就是根据深圳市气象局的预报和自己的分析，今年深圳或许不会出现“回南天”，“春节后气温逐渐回升，建筑温度也随之缓慢升高，没有出现长时间低温，突然转热的情况，因此从数据测算的角度，今年出现明显‘回南天’的可能性非常小。”

最后，环境气象团队还透露了一些未来的规划，包括飑线天气、城市热岛和大气环境等方面的研究，并希望和地方气象、水务部门一起，加强东南沿海地区、粤港澳大湾区区域间的合作，将成熟的科研成果应用到更广的范围，并呼吁与香港地区的高校合作，建立一个粤港澳大湾区水文气象大数据联合实验室，为大湾区社会经济发展保驾护航。

李晴岚博士预告，4月初将在深圳举行“智慧城市智慧水（Smart Water for Smart City）”的合作论坛，届时也将与香港方面的科研机构共同交流水文气象研究、预报方面的经验心得。

论坛网址：http://hpcc.siat.ac.cn/swsc/index.html