#【气象科普知识】# “说好的暴雨为何迟迟不来?”天气预报背后的误读

我国24小时暴雨预警准确率可达89%,但预报仍是世界级难题

天气预报背后的误读

有人说,没有比夏天更让人关注天气预报的季节,雷电、暴雨、高温、台风,以及相应的城市高温、内涝,山区泥石流、洪涝等灾害,都曾无数次地在这个季节一一上演。

来自国家预警信息发布中心的统计显示,夏季是一年中自然灾害较多的季节,过去4年,全国夏季预警占全年预警46%,预警最为频发,进入6-8月,最常见的就是雷电、暴雨、高温预警。这些预警信息是否准确,又能否抵达每位公众,是人们对于气象部门的追问和期待。

一个有意思的现象是,每逢暴雨或高温预报之后,似乎总有不同的声音出现,有的说“天气预报越来越准,说下雨就真的下雨了”,有的却说,“又被忽悠了,说好的暴雨为何迟迟不来”“说好的暴雨为何变成了淅淅沥沥的小雨?”

这些争议的背后,是否有人们认知上的差异以及主观感受的不同,客观上的天气预报准确率究竟能达到何种程度,我国天气预报的水平又如何?记者就此采访了相关专家。

客观预报不准还是主观感受差异

8月12日,全北京都在等一场大雨的到来。此前一天,中央气象台预报,京津冀地区将于次日迎来入汛以来最强降雨。

不过,直到8月12日中午前后,北京部分区域才出现一阵分散性降雨。网上很快热议起来,有的调侃“龙王进京需要核酸检测,大雨还在路上”,有的则抱怨“被天气预报忽悠了,真不该为大雨取消事先定好的约会”。

在气象专家看来,这场热议背后存在一个误读,即气象部门在预报这场暴雨时,就已明确主要降雨时段为中午到夜间,但有些人可能并未注意这一点。

当天一早,中国天气网首席气象分析师胡啸也对此进行回应:大雨正在路上——从雷达图上可以看到,大雨正逐渐北上影响北京。

中央气象台和北京市气象局也分别给出进一步的天气预报:此轮降雨在18时至22时最为猛烈,有大到暴雨,局地大暴雨,将于明早结束。

事实上,对于天气,人们在主观感受上的确存在一定差异。胡啸以暴雨为例,一般来说,气象上所说的大雨、暴雨量级,指的是累计降雨量,即一天24小时的降雨量。24小时降水量大于25毫米的降水称为大雨;24小时降水量大于等于50毫米的降水称为暴雨。

“达到这个量了,都叫暴雨,但大家感受上会有不同,因为短时强降水和累计达到暴雨量级之间本身存在差别。”胡啸说,发生短时强降水时,可能几分钟内雨很大,但累计降雨量不一定达到很大量级,甚至都达不到大雨量级,也就称不上是暴雨。

相应地,有时候大雨或暴雨,雨下得比较平缓,累计雨量大,但公众感受不深,甚至有人会认为自己遇到了“假的暴雨”。

不只是暴雨,对于高温,有时候人们也存在一定程度上的“误解”。

每到夏天,有时就会听到类似的疑问:大热天,感觉地表温度都能摊鸡蛋了,为啥天气预报才报30℃?走在大街上,为啥身上感到的温度,明显比气象部门公布的实况温度要高?

要回答这些问题,还要从体感温度和预报温度这对“双胞胎”说起。预报温度是指1.5米高处百叶箱中空气的温度,而研究表明,夏季中午至午后,地面与两米高处,温度差可超10℃,这就造成了体感温度和预报温度之间的差异。

更为重要的是,体感温度除了受预报温度的影响,还受到湿度、风速和辐射等因素的影响。中国气象局专家以风速为例,一定的风速会让人感到空气流动,身体散发出的热量被吹离体表,即使温度较高,也会感觉比较干爽。

从这个角度来说,“预报温度”,只是影响体感温度4项因素之一。公众单凭预报温度来判断个人感受,就会因此产生“科学的误会”。

为何极端降水预报是全球科学难题

在接受记者采访时,多位气象专家反复提到,尽管公众对天气预报有一定的误读,但必须承认的是,天气预报的准确率仍有一定的上升空间。这其中,暴雨预报更是世界级难题。

有人说,下一场雨,就好像从天上往地上泼一盆水。预报员可以预测大致的水量,也能预测大概哪些地面会被水打湿,但水不会均匀地落在地面上,有些地方打湿的面积大,有些地方水落下的比较少,要预知地面上每个点被打湿的程度,难度很大。

中央气象台强天气预报中心副主任蓝渝说,就暴雨而言,它是不同时间尺度、不同空间尺度影响系统相互作用的结果,不在一定的空间和时间范围内,对与暴雨有关的各方面条件和资料进行全面和综合分析,很难得出正确的预报结论。

他以常规高空观测系统为例,目前该系统所提供的有关暴雨的观测资料和信息主要是针对天气尺度的,而对直接造成暴雨的中小尺度观测并不充分,甚至十分缺乏。

“这就好比用网捕鱼,网眼太大,小尺度的天气系统难免会成为漏网之鱼。”蓝渝说,所以暴雨预报中,常会出现“局地”这一名词,正是因为以目前的预报能力,往往只能提前预报局地强天气可能出现的范围,还不能提前预知其发生的准确位置。

蓝渝说,从整个世界来看,暴雨预测的准确率也一直不高,属于世界性难题。

中央气象台首席预报员陈涛也表示,天有不测风云,各类天气有不同的“可预报性”。极端降水预报是全球共同面对的科学难题,我国的暴雨预报准确率目前与世界强国处于同一水平。气象部门会根据天气变化趋势,持续滚动更新,及时发布预报预警。

他所提及的滚动预报,顾名思义,就是不断更新的天气预报。中央气象台正研级高工符娇兰说,天气预报员以数值预报为基础,再综合运用各种信息分析,最后得出预报结论。

这并不意味着,预报员可以在一两天前“随便报一下”,然后全凭灾害天气来临前再进行更新。滚动预报的关注重点包括那些中小尺度的灾害天气,这些天气系统“船小好调头”,“变脸系数”高,发展趋势难以提前准确把握。

符娇兰因此提醒,公众应多关注滚动预报,即不断更新的天气预报。因为大气环流形势每天都在调整,天气系统时刻发生着变化,所以,预报员就需要用最新观测资料和数值模式结论制作出预报产品,再进行订正,最终给出“在此刻更新的天气预报”。

距离“十报十准”还有多远

那么,我国天气预报现有的水平究竟如何?符娇兰说,随着预报技术的不断进步,预报准确率和时效上均在不断提升。基本上,提前3天左右可以较准确地预报出强降水落区和强度,目前我国24小时暴雨预警准确率可达89%。

据她介绍,目前我国使用的数值模式时空分辨率越来越高,对强降雨的时间和空间精细分布特点预报越来越准确。同时,中央台研发的精细化智能网格降水预报的精度空间分辨率可以达到5公里分辨率、时间间隔为逐小时,同时还能根据实况进行滚动更新,不断提高降水预报准确率。

数值模式,一个让人既陌生又熟悉的名词。今年年初,85岁高龄的曾庆存获得2019年度国家最高科学技术奖,这位大家的一个重要贡献,就在数值天气预报领域。他首创了“半隐式差分法”,成功实现原始方程数值天气预报,这一工作成为数值天气预报发展的里程碑。

数值天气预报还被世界气象组织称为20世纪最伟大的科技和社会进步之一,《自然》杂志盛赞数值天气预报的发展是一场静悄悄的革命,“全球天气预报可与模拟人类大脑和早期宇宙的演变相媲美”。

曾庆存曾在接受中青报·中青网记者采访时说,如今的气象监测,已从单纯的“站点监测”变为包含气象卫星遥感的全球监测,气象预测,也已从经验预报发展到数值天气预报。

据他透露,国际上天气预报的有效性已从早期的1-3天,提高到5-7天。目前的3天预报,在全球范围可以达到70%至80%的准确度,如果是一定区域,比如我国华南地区的3天预报,准确度能高于80%。

这其中,台风预报的改善效果最为明显。

据中央气象台专家介绍,近年来,多个台风的24小时预报登陆点和实际登陆点相差50公里左右,台风半径是1000公里,看相对值的话,50公里已经是很小的误差范围。

中央气象台首席预报员马学款说,数值天气预报是“国之重器”,我国近年来大力研发的GRAPES全球数值预报体系,在同台竞技中表现越来越出色。2017年,中国气象局被世界气象组织正式认定为世界气象中心,成为全球9个世界气象中心之一,拥有自主研发的GRAPES数值预报体系是最重要因素。

据他介绍,现在和1998年相比,我国综合气象观测、数值预报、预报平台的科技支撑有了翻天覆地的变化。在数值天气预报的基础上,预报员再根据自己的经验作出判断,加以订正,就形成了公众获得的预报预警信息。

曾庆存面对这些进步依然十分冷静,他说,天气预报达到“十报九准”甚至“十报十准”,目前来说不大可能,“天气有偶然性,它不在人工实验室里,也不被人为控制,是预报总会有偏差。”

这是人类必须要面对的现实:敬畏自然的力量,也要发挥主观能动性应对“不测风云”。

(来源:中国青年报)

【加长版“三伏天”今开启:南方降雨未歇,高温又登场】中新网北京7月16日电 16日起全国将正式“入伏”,今年的“三伏”长达40天。当前,全国天气版图中,降雨依旧是主角,17日开始新一轮强降雨又将来袭,而在华南大部地区,“焖蒸”模式的高温天也已登场。

新一轮强降水明起上线 长江上游致灾风险高

当前,长江中下游地区正值新一轮强降水的最强时段,由于落区和前期降雨覆盖范围重叠度高,防汛压力较大。

“车轮战”的强降雨不给南方地区留下稍作歇息的机会,中央气象台预计,17日至19日,西南地区东部、黄淮南部、江汉、江淮、江南北部等地将有较强降水过程,上述地区有大到暴雨,部分地区大暴雨。

中央气象台台长王建捷在15日的中国气象局发布会上表示,要重点关注18日至19日,长江流域、江淮和黄淮自西向东出现的强降水。这轮降雨过程将会对长江沿江、两湖地区产生防汛压力,7月20日以后,雨区将会从长江中下游向北移,长江中下游强降水趋于结束。

从中短期时效看,未来10天,长江上游地区以及淮河流域降水相对来说频率比较高,降水日数比较多,累计雨量也比较大。所以在这些地方需要特别防范地质灾害和中小河流的洪涝,川渝、甘肃南部和陕西南部交界的地方以及淮河流域也需加强防范。

中国气象局提示,15日至16日长江中下游地区仍将有强降雨,特别是长江上游地区未来10天强降雨维持,叠加效应明显、致灾风险很高,需继续做好当前长江、鄱阳湖、洞庭湖、太湖等大江大河大湖防汛工作。

“七下八上”到来 北方黄河海河等需注意防汛

眼下,“三伏天”开始,“七下八上”的防汛关键期也已经到来。

中国气象局应急减灾与公共服务司副司长、新闻发言人王志华15日介绍,预计“七下八上”期间(7月16日至8月15日),中国降水总体呈现“北多南少”空间分布。中国东部主雨带呈现明显阶段性变化特征。

具体来看,7月中旬末,主雨带位于长江与黄河之间,降水强度强;7月下旬至8月上旬,主雨带将北抬至黄淮、华北至东北中南部地区。

根据国家气候中心预测,“七下八上”期间主要强降水区域在中国的北方地区,松花江流域、辽河、海河、淮河、黄河中下游,包括长江上游降水量均比常年同期偏多。由于北方降水具有特殊性,在做好南方防汛的同时,北方的防汛压力也比较大。

此外,“七下八上”期间,来自台风的影响也不能忽视。据预测,这期间,在西北太平洋和南海海域生成的台风个数为3~4个,较常年同期(5个)略偏少,台风活动从7月下旬后期开始活跃。登陆我国的台风个数为2~3个,较常年同期(2个)略偏多。

气象专家建议, “七下八上”期间,需加强淮河流域北部、黄河中下游、海河流域、辽河流域和松花江流域防汛工作,并加强西南地区北部和西北地区东部和南部山洪地质灾害防范,同时做好华南和东南沿海的防台风各项准备工作。

正式“入伏” 华南一带“焖蒸”不停

眼下已进入七月中旬,一年最热的时节要来了,民众熟悉的“三伏天”16日也正式开启,多地已经进入“蒸烤”模式。

“三伏”是“初伏”、“中伏”和“末伏”的总称,恰在小暑和大暑之间,是一年中气温最高且又潮湿、闷热的日子。今年的“三伏”长达40天,7月16日至7月25日为“初伏”,7月26日至8月14日为“中伏”,8月15日至8月24日为“末伏”。

其实,最近一段时间,南方多地已经进入“焖蒸”模式。以7月15日15时为例,全国气温排名前十的城市中,有7个是南方站点,温度都在38℃以上。

根据气象监测,在强盛的副热带高压控制下,华南一带高温不下线,即使近两天副高有所减弱,但华南的闷热天气并不会有太大的改观。

常年来看,重庆、福州、杭州为“三伏天”中高温最多的省会城市。在强大副热带高压控制下,中央气象台预计未来三天,江南中南部、华南大部、内蒙古东部、东北地区西部、新疆北部和南疆盆地等地继续闷热天气,不少地方有35~38℃高温天气,局地最高气温超40℃。

福建省气象台7月15日16时17分继续发布高温橙色预警信号。16日,省内大部地区最高气温可达35℃以上,其中三明东部、龙岩东部、福州西部、泉州中部、漳州中北部的部分城区可达37~39℃。

农谚说:“小暑不算热,大暑三伏天”。值此时节,公众要注意防暑降温。链接: https://t.cn/A6yOTqqo

(转)【天问一号:在探火路上来一次“后发先至”】#中国航天#

今年7月,火星探测迎来发射“窗口期”,一旦错过,就要等待近26个月。随着这一关键节点的临近,筹划了多年的中国首个火星探测项目,也终于有了自己的名字——“天问一号”,中国行星探测任务则被命名为“天问(Tianwen)系列”。

我国首次火星探测任务计划于7月择机在中国文昌航天发射场执行。中国航天科技集团五院火星探测器副总设计师贾阳此前表示,此次探测任务目标是通过一次发射,实现火星环绕、着陆、巡视探测目标,开展对火星全球性和综合性的探测,并对火星表面重点地区进行精细巡视勘察。

[一举多得

少花钱多办事]

纵观人类航天史,人们似乎对火星“情有独钟”,截至目前,全球共有40余次火星探测活动,这是为何?

中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张伟在接受科技日报记者采访时给出了答案:“火星是太阳系内与地球特点最为接近的行星,是人类未来移民的首选地。”

毋庸置疑,人类“第二家园”这一诱惑实在太大。“火星过去可能拥有过适合地球生命生存的环境条件。”张伟表示,研究火星地质、表面成分的长期演变过程,岩石和空气、水的相互作用等,将有助于我们理解火星生命可能存在和消失的原因,进而分析和预测地球的未来。

张伟介绍,人类探测火星的方式通常包括环绕、着陆、巡视、采样返回、载人登陆探测等。今年“天问一号”一次发射同时要完成环绕、着陆、巡视3种探测目标,实属“少花钱,多办事”。

一举多得的背后,是复杂的技术和较高的风险,国际上也鲜有先例。美国海盗1号、海盗2号火星探测器曾通过一次发射实现了环绕、着陆两种探测目标;欧洲也曾进行过类似的尝试,但并未成功,只实现了“一举一得”。

在中国航天科技集团五院深空探测和空间科学首席科学家、中国科学院院士叶培建看来,我国首次火星探测任务实为“弯道超车”。他在接受媒体采访时曾表示,我们若想实现超越,需要利用现有的技术实现“两步并成一步走”。事实上,我国很早就开展了相关研究。此次我国火星探测环绕、着陆、巡视计划如果能够一步完成,这一跨越式方案将成为全球首次。

[多方合力 备战探火“大考”]

正如叶培建院士所言,我国火星探测计划筹谋已久。

“2010年8月,8位院士联名向国家建议,开展月球以远深空探测的综合论证,国家国防科技工业局立即组织专家开展了发展规划和实施方案论证。”中国国家航天局探月与航天工程中心深空探测总体部部长耿言曾撰文写道,首次火星探测是深空探测的起点和重点,实施方案经过三轮迭代和深化,于2016年1月正式立项实施。

从此,一场瞄准火星的深空探测大戏正式拉开帷幕。

首次火星探测任务由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用5大系统组成。其中,探测器、运载火箭均由中国航天科技集团抓总研制。

2017年9月,第三届北京月球与深空探测国际论坛传来消息,我国火星探测任务的相关载荷已经基本确定,涉及空间环境探测、火星表面探测、火星表层结构探测等领域。

此次任务所采用的长征五号遥四火箭也已做好了充足准备。2020年1月,长征五号遥四火箭大推力氢氧发动机顺利完成了总装出厂前的最后一项验证,标志着这台发动机性能达到预定要求,即将转入火箭总装阶段。

针对火星探测器的测控系统,是一种基于现有的航天测控网和深空测控网,包括北京航天飞行控制中心、佳木斯66米口径天线测控站等,对火星探测器进行状态监视、轨道测量、飞行控制、在轨管理和应急处置等的系统。2020年3月,北京航天飞行控制中心完成火星探测任务无线联试,充分验证了探测器与地面系统的接口匹配性和一致性,对各类方案、技术状态、软硬件系统进行了全面测试,为任务顺利开展打下了坚实基础。

中国文昌航天发射场也正积极备战中。2020年5月5日,长征五号B运载火箭首次飞行任务发射场区指挥部指挥长张学宇表示,中国文昌航天发射场已经具备了高密度发射实战能力、高中低轨空间投送能力和任务并行测试发射能力。当前,发射场系统将持续做好火星探测、嫦娥五号以及后续空间站建设阶段飞行任务等重大航天发射任务的组织实施,坚决夺取疫情防控和航天发射任务“双胜利”。

地面应用系统整体吊装完成,备受瞩目。2020年4月25日,由中国科学院国家天文台承建的首次火星探测工程地面应用系统,在天津成功实施完成70米天线反射体的整体吊装,中国首次火星探测工程副总设计师兼地面应用系统总指挥李春来表示,70米天线今年10月能完全具备火星探测的数据接收能力。

目前,探测任务计划正在有条不紊地进行,相关工作人员正加班加点,为即将到来的“大考”做准备。

[难点众多

挑战与机遇并存]

根据火星与地球的运动关系,再结合实际,考虑到当前运载火箭的能力,就会发现每隔26个月才有一次有利的火星探测器的发射机会。

今年是全球火星探测的爆发期。据了解美国、阿联酋也计划于今年发射探测器,而此前同样有此计划的欧俄联合火星探测任务因疫情等原因推迟到2022年。

据统计,至今全球火星探测成功率大约为40%,原因在于火星探测工程难点众多。

张伟表示,火星探测最大的难点在于“恐怖7分钟”——在进入、下降与着陆过程中,要在7分钟内将探测器的时速从2万千米降低到零。这需要融合多种减速手段才能实现,包括气动外形、降落伞和反推等,也需要自主导航控制技术来保证。

“再者,探测器从地球飞往火星需要200余天,漫漫长路需要有可靠的通信。”张伟告诉科技日报记者,除此之外,在一定体积和重量约束的前提下,火星探测器还要充分提高能源的利用率,包括高效多结太阳能电池技术、高效蓄电池技术,以及能量密度高、寿命长的核电源等。

由此看来,此次我国同时开展“绕”“落”“巡”探测目标,其难度之高不言而喻。这不畏艰难、勇于挑战的底气,源自我国深空探测技术的飞速发展,源自无数航天科技工作者的不懈努力!

(来源:科技日报)


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