Question

未来多少天的天气预报才靠谱？

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Answer 1

以前，人们都是从电视上获得未来3~7天的天气信息，不过在这个信息爆炸的年代，人们获得天气预报信息的途径也越来越多。网络和手机应用软件中有着各种各样的天气预报产品，其中不乏号称能预报未来15天，甚至未来30天内天气状况的产品，让人眼花缭乱。

人们不禁要问，这些对很多天以后天气情况的预测能准确吗？以现在的天气预报水平，究竟能预报未来多少天的天气状况？

大气出了道“难题”

目前，全世界普遍采用数值天气预报技术来预测天气。科学家把大气当成一种流体来对待，通过建立大气的运动方程组，用“解方程”来预测未来的天气状况。

然而，大气运动的情况非常复杂。在数值天气预报技术中，得出预测结果所依据的方程组，是由连续方程、热力学方程、水汽方程、状态方程和三个运动方程构成的七元非线性方程组。要解这个方程组，计算量之大和运算过程之复杂，可以说达到了“恐怖”的程度。即使是世界上最先进的巨型计算机，面对这种计算也会“发怵”。

因此，在“解方程”的过程中，科学家不得不简化方程组——否则就无法计算。可是对相关参数进行取舍的过程，必然会影响天气预报的准确率。取舍过程越不恰当，天气预报的准确率就越低。

扇动飓风的蝴蝶翅膀

一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，就可以引起两星期以后美国得克萨斯州的一场龙卷风。

这就是美国气象学家爱德华·洛伦兹发现的“蝴蝶效应”，也是人类最早发现的“混沌现象”之一。洛伦兹发现，在某些情况下，误差会以指数级增长，一个微小的误差随着运动过程的不断推移，会造成巨大的后果。这在大气运动过程中表现为，即使各种误差和不确定因素的强度非常弱，也有可能积累起来，经过逐级放大，达到能左右大气运动的强度。

在理想的大气方程组之外，有无数只“蝴蝶”在扇动着翅膀。如城市热岛效应、工业排放所带来的温室效应，以及错综复杂的地形地貌因素，它们都会对天气的变化产生影响。植被、水体等因素也在时刻发生着微妙的变化，并可能会影响天气状况。然而，所有这一切都无法在模拟运算中进行详尽的描述。

很显然，当人们想预测未来很多天以后的天气时，相隔的时间越长，这些“翅膀”带来的影响就越大，预报的准确率也就越低。

观测资料不完善

要预测天气，首先要观测天气。

大家可能认为，我们现在拥有气象卫星、天气雷达、自动气象站等各种先进的气象观测设备和气象观测手段，观测天气应该不成问题。然而，事实却并非如此。

第一，高精度的气象观测目前还无法覆盖所有地区。举个例子，海洋、沙漠和高原地区的气象观测情况就不尽如人意。

第二，气象观测目前还无法做到“身临其境”。科学家进行气象观测时，都是从外部观测的，即使是使用气象卫星，也只能在距离目标气团几千米的地方进行拍摄并传回相关资料，而且传回的数据有时候也存在误差。比如台风，科学家目前主要还是通过外部观测来分析它的运行数据，很少能做到深入其内部来观测。

第三，大气层是一个三维空间，而我们的自动气象站大多数都位于地球表面，很难测出大气垂直方向的物理参量数据。

第四，现有的数据处理理论和方法也存在缺陷。

第五，观测结果会存在误差。

大气之中仍有许多未解之谜

大气科学是一门非常年轻的学科，基于现代科学基础的天气预报也只有100多年的历史。因此，人们对天气变化规律的认识，特别是对中期和长期气象过程的认识还很有限。

我们对天气变化的物理过程尚不能详尽了解，对天气状况的预报自然就很难做到准确无误。未来我们需要开展更多的科学研究，只有彻底了解大气运动的发生和发展机制，天气预报的准确率才能更上一个台阶。

天气“疑难杂症”

天气预报中也有难以“诊断”的“疑难杂症”。

不同天气现象的预报准确率是不同的。比如，高温、寒潮这些空间范围较大、时间尺度较长的天气现象，预报准确率就比较高。然而，有些天气现象发生得突然，而且具有很强的“局地性”特征，这种天气现象的预报就比较难，准确率也较低。例如强对流天气，也就是短时间内发生的冰雹、强降水、强雷电、大风、龙卷风等天气现象，它们的预报准确率就非常低。

另外，春季和夏季是让天气预报员比较头疼的季节。春季，冷暖空气交汇频繁，天气变化较难把握。春季也是对流天气开始发生的时段，因此天气预报的准确率较低。

夏季，大气中存在着巨大的不稳定能量。很多时候，明明上午还是晴天，午后却会迎来一场大雨。这是因为夏季午后很容易出现热对流天气，大气中积聚的能量就像一壶烧在炉子上的水，能量累积到一定程度后水就会沸腾。然而，我们却很难准确预测出具体哪里会先“冒泡”，所以夏季的天气预报中经常会出现“晴到多云，午后局部有雷阵雨”的说法。

还有一点值得注意，气象台发布的日常预报是对“数值预报”和预报员的“经验性预报”综合考量后的结果，是气象专家多次商讨后给出的结论。对短期和灾害性天气的预报，数值预报不见得比预报员的经验性预报更有优势。然而，对中长期（3~7天）天气现象的预报，尤其是对天气形势的预报，数值预报的准确率要远远高于预报员的主观判断。不过，当时效扩展到15天，甚至30天时，数值预报就很难有实际价值了。

如今，大部分网站或应用软件给出的天气预报都是数值计算的直接结果，准确率并不高。特别是那些15~30天的天气预报，几乎没有实际应用价值。

我们还是建议大家从气象局官方发布的消息中获取天气预报。

（作者：上海市公共气象服务中心）