每經(jīng)記者 周逸斐    每經(jīng)編輯 陳旭    

杭州靈隱寺發(fā)大水、長(zhǎng)沙一小時(shí)連發(fā)六道洪水預(yù)警……

自6月長(zhǎng)江中下游地區(qū)進(jìn)入梅雨季節(jié)以來，南方強(qiáng)降雨接連而至，諸如“長(zhǎng)沙市1小時(shí)降雨量相當(dāng)于54個(gè)西湖水量”等與暴雨相關(guān)的新聞持續(xù)沖上熱搜。

6月24日10時(shí)，中央氣象臺(tái)發(fā)布了今年首個(gè)暴雨紅色預(yù)警，這也是中央氣象臺(tái)正式啟用預(yù)警發(fā)布機(jī)制以來第三次發(fā)出國(guó)家級(jí)的暴雨紅色預(yù)警。25日，中央氣象臺(tái)繼續(xù)發(fā)布暴雨紅色預(yù)警。

紅色預(yù)警意味著什么？在什么樣的情況下中央氣象臺(tái)會(huì)發(fā)布這一最高級(jí)別的預(yù)警信號(hào)？紅色預(yù)警還會(huì)持續(xù)多久？預(yù)報(bào)員如何準(zhǔn)確預(yù)報(bào)暴雨等極端天氣？存在哪些預(yù)報(bào)技術(shù)挑戰(zhàn)？

圍繞上述問題，《每日經(jīng)濟(jì)新聞》（以下簡(jiǎn)稱NBD）記者獨(dú)家專訪了中央氣象臺(tái)首席預(yù)報(bào)員符嬌蘭、中央氣象臺(tái)中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)首席蔡薌寧，一一進(jìn)行揭秘。

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者探訪中央氣象臺(tái) 每經(jīng)記者 周逸斐 攝

紅色預(yù)警基于未來24小時(shí)降水量預(yù)測(cè)，尚難提前多日精準(zhǔn)預(yù)測(cè)

NBD：暴雨紅色預(yù)警意味著什么？在什么樣的情況下中央氣象臺(tái)會(huì)發(fā)布紅色預(yù)警？

符嬌蘭：按照我國(guó)發(fā)布的預(yù)警等級(jí)，暴雨紅色預(yù)警是預(yù)警等級(jí)中的最高級(jí)別，意味著降水強(qiáng)度已達(dá)到極為嚴(yán)重的程度。

發(fā)布暴雨紅色預(yù)警有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)過去24小時(shí)內(nèi)有兩個(gè)省份的部分地區(qū)降雨量超過100毫米，且至少5個(gè)站點(diǎn)降雨量達(dá)到250毫米，同時(shí)未來還將持續(xù)100毫米以上的降水；或者未來24小時(shí)內(nèi)有兩個(gè)省份的部分地區(qū)降雨量達(dá)到250毫米，且出現(xiàn)分散性的400毫米以上降雨，便會(huì)發(fā)布紅色預(yù)警。

NBD：迄今為止，我國(guó)共發(fā)過幾次國(guó)家級(jí)暴雨紅色預(yù)警？

符嬌蘭：自有紅色預(yù)警發(fā)布的機(jī)制以來，這是我國(guó)第三次啟動(dòng)這一最高級(jí)別的預(yù)警。

2011年，我們?cè)l(fā)布過一段時(shí)間的紅色預(yù)警；去年華北“23·7”強(qiáng)降雨也觸發(fā)了暴雨紅色預(yù)警。

今年，針對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)持續(xù)強(qiáng)降雨的嚴(yán)峻形勢(shì)，我們于6月24日上午10點(diǎn)起正式發(fā)布暴雨紅色預(yù)警，并在25日進(jìn)行了續(xù)報(bào)。

NBD：未來的降雨量還會(huì)達(dá)到發(fā)布紅色預(yù)警的標(biāo)準(zhǔn)嗎？

符嬌蘭：從6月26日開始，長(zhǎng)江中下游地區(qū)的降水預(yù)計(jì)將有所減弱，但具體的預(yù)警級(jí)別還需根據(jù)實(shí)際氣象情況進(jìn)一步研判確定。

關(guān)于未來的降水趨勢(shì)，我們預(yù)計(jì)在6月30日之前，長(zhǎng)江中下游地區(qū)仍將經(jīng)歷持續(xù)性的強(qiáng)降水過程。具體來看，26日到27日期間，該地區(qū)預(yù)計(jì)將出現(xiàn)大到暴雨，局部地區(qū)達(dá)到大暴雨級(jí)別。而到了28日到30日，還將有一次自西向東的強(qiáng)降雨過程。

7月1~3日，降雨強(qiáng)度將有所減弱，但長(zhǎng)江中游部分地區(qū)仍可能出現(xiàn)中到大雨、局部地區(qū)暴雨量級(jí)的降水。

圖片來源：中國(guó)氣象局

NBD：是否可以提前多日精準(zhǔn)預(yù)測(cè)紅色預(yù)警的具體發(fā)布日期？

符嬌蘭：目前尚無法提前多日精準(zhǔn)預(yù)測(cè)紅色預(yù)警的具體發(fā)布日期。

氣象預(yù)報(bào)是一個(gè)持續(xù)動(dòng)態(tài)調(diào)整的過程，我們無法僅憑當(dāng)日的信息精確預(yù)報(bào)未來幾天的氣象變化，需要結(jié)合最新的氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)天氣狀況，進(jìn)行細(xì)致的分析和研判，以確定發(fā)布何種級(jí)別的預(yù)警。

紅色預(yù)警的發(fā)布通?；趯?duì)未來24小時(shí)內(nèi)降水量的預(yù)測(cè)，一旦預(yù)測(cè)結(jié)果顯示未來24小時(shí)降水量將達(dá)到紅色預(yù)警的標(biāo)準(zhǔn)，我們將立即啟動(dòng)發(fā)布程序。

預(yù)報(bào)機(jī)制從中期向短期過渡，預(yù)報(bào)過程需模式預(yù)報(bào)和人工訂正結(jié)合

NBD：天氣預(yù)報(bào)根據(jù)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行劃分，可以分為哪些階段？

符嬌蘭：根據(jù)預(yù)報(bào)時(shí)間長(zhǎng)短可以細(xì)致劃分為多個(gè)階段。

一是中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，通常指的是未來4天至2周內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)，旨在提供天氣趨勢(shì)預(yù)報(bào)。

二是短期預(yù)報(bào)，這一階段的預(yù)報(bào)范圍覆蓋未來1~3天。

三是短時(shí)預(yù)報(bào)，這種預(yù)報(bào)主要針對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣等可預(yù)報(bào)性相對(duì)較低的天氣現(xiàn)象，通常涵蓋未來2至12小時(shí)內(nèi)的天氣變化。

四是臨近預(yù)報(bào)，這種預(yù)報(bào)更為精細(xì)，側(cè)重于未來2小時(shí)甚至更短時(shí)間內(nèi)的天氣狀況。這一階段的預(yù)報(bào)，主要基于實(shí)時(shí)的天氣觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行外推預(yù)報(bào)。

NBD：這次暴雨紅色預(yù)警，涉及哪些不同時(shí)段的天氣預(yù)報(bào)？

符嬌蘭：針對(duì)6月21日到24日出現(xiàn)的那一輪強(qiáng)降雨過程，我們提前一周就已經(jīng)預(yù)報(bào)出來。

進(jìn)入短期預(yù)報(bào)階段時(shí)，我們會(huì)不斷滾動(dòng)更新天氣預(yù)報(bào)，進(jìn)一步細(xì)化具體的強(qiáng)降雨落區(qū)、影響區(qū)域以及降雨的具體時(shí)段和強(qiáng)度。

以6月21日~24日那輪強(qiáng)降雨舉例，中期預(yù)報(bào)會(huì)概述成“6月21日到24日將有一次強(qiáng)降雨過程，預(yù)計(jì)部分地區(qū)將出現(xiàn)大到暴雨”等趨勢(shì)性信息對(duì)外發(fā)布。而隨著預(yù)報(bào)時(shí)間的縮短，進(jìn)入短期預(yù)報(bào)階段后，我們會(huì)更具體地指明哪些地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)降水。

NBD：針對(duì)這次強(qiáng)降雨，中央氣象臺(tái)是提前多長(zhǎng)時(shí)間開始預(yù)報(bào)的？準(zhǔn)確度如何？

蔡薌寧：這次強(qiáng)降雨預(yù)報(bào)工作始于中期預(yù)報(bào)階段，我們中期預(yù)報(bào)團(tuán)隊(duì)提前兩周就準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出這輪強(qiáng)降雨的位置和強(qiáng)度。

其實(shí)，每年6月的梅雨季都是我們重點(diǎn)關(guān)注的時(shí)段。今年4月，華南地區(qū)以一輪強(qiáng)降水開啟了前汛期序幕，之后強(qiáng)降水過程頻發(fā)。我們?cè)谧龊萌A南前汛期降雨預(yù)報(bào)的同時(shí)監(jiān)測(cè)到西南季風(fēng)暴發(fā)，雨帶將逐漸北移，長(zhǎng)江中下游和江淮地區(qū)即將迎來梅雨季節(jié)。

為此，我們?cè)?月13日組織了一場(chǎng)2024年梅雨專題會(huì)商，專門邀請(qǐng)長(zhǎng)江中下游地區(qū)相關(guān)省市的氣象臺(tái)專家以及國(guó)家氣候中心專家，共同研判梅雨的發(fā)展趨勢(shì)。經(jīng)過會(huì)商研判和細(xì)節(jié)討論，我們得出共同結(jié)論：長(zhǎng)江中下游地區(qū)預(yù)計(jì)在6月17日前后進(jìn)入梅雨期，而江淮地區(qū)在20日前后迎來梅雨。

根據(jù)最新的實(shí)況數(shù)據(jù)，我們當(dāng)時(shí)的預(yù)測(cè)與實(shí)際情況高度吻合。從預(yù)報(bào)技術(shù)的角度來看，這一準(zhǔn)確預(yù)測(cè)結(jié)果主要得益于中期預(yù)報(bào)員對(duì)大尺度環(huán)流系統(tǒng)的準(zhǔn)確判斷。

中期預(yù)報(bào)員會(huì)在各種模式預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，綜合考量不同模式的預(yù)測(cè)結(jié)果，并結(jié)合我們多年來積累的梅雨預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，如副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度、中高緯度冷空氣的影響程度等，對(duì)模式預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行訂正。

需要強(qiáng)調(diào)的是，預(yù)報(bào)員并非機(jī)械地依賴模型輸出，而是對(duì)其結(jié)果進(jìn)行多種技術(shù)的后處理，并根據(jù)專業(yè)知識(shí)和多年的經(jīng)驗(yàn)，從大量不確定信息中提煉出盡可能貼近實(shí)況的預(yù)報(bào)結(jié)論。

圖片來源：中國(guó)氣象局

正探索將AI引入氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域，提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度

NBD：中期預(yù)報(bào)與短期預(yù)報(bào)使用的技術(shù)有何區(qū)別？

蔡薌寧：中期預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)時(shí)效為兩周以內(nèi)，我們更加注重使用集合預(yù)報(bào)。

需要了解的是，我國(guó)天氣預(yù)報(bào)一般使用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，即利用數(shù)學(xué)模型模擬大氣環(huán)流運(yùn)動(dòng)，預(yù)報(bào)未來天氣系統(tǒng)的演變。

通常數(shù)值天氣預(yù)報(bào)有兩種標(biāo)準(zhǔn)形式：確定性預(yù)報(bào)模式和集合預(yù)報(bào)模式。確定性預(yù)報(bào)是一種早期發(fā)展、至今仍被廣泛應(yīng)用的單一模式預(yù)報(bào)。

但即使擁有最好的觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)際大氣真正初始狀態(tài)也不可能完全精確獲取，模式初值與真實(shí)大氣初始狀態(tài)之間總是存在誤差。

集合預(yù)報(bào)的創(chuàng)新之處是不再使用單一的初值啟動(dòng)計(jì)算，而是一組初值的集合，單一的預(yù)報(bào)就轉(zhuǎn)換為一組預(yù)報(bào)結(jié)果。中期預(yù)報(bào)員對(duì)這些預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行“專家會(huì)診”，最終判斷出哪種天氣狀況最有可能發(fā)生。通常情況下，這一結(jié)果較單一初始預(yù)報(bào)效果更為準(zhǔn)確。

NBD：對(duì)于今年強(qiáng)降雨，預(yù)報(bào)員如何“算”出預(yù)報(bào)結(jié)果？會(huì)用到哪些技術(shù)手段？

蔡薌寧：中期預(yù)報(bào)需要體現(xiàn)“早”和“準(zhǔn)”。在“早”期，我們主要使用集合預(yù)報(bào)模式；隨著時(shí)間臨近，預(yù)報(bào)團(tuán)隊(duì)將更加注重預(yù)報(bào)的精確性，即“準(zhǔn)”。因此，我們會(huì)使用確定性預(yù)報(bào)模式和集合預(yù)報(bào)模式兩種預(yù)報(bào)結(jié)果。

之后，中期預(yù)報(bào)員在前述模式輸出的預(yù)報(bào)結(jié)果基礎(chǔ)上，運(yùn)用客觀方法如多模式集成、邏輯回歸等技術(shù)手段，并進(jìn)行不同地理緯度、不同空間層次、不同天氣尺度等多維度人工評(píng)判，對(duì)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行訂正，以提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

符嬌蘭：在短期預(yù)報(bào)時(shí)段，我們開發(fā)了除數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)之外的多種后處理產(chǎn)品。這些后處理產(chǎn)品是基于模式預(yù)報(bào)結(jié)果，以及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步深度訓(xùn)練，是一套比模式預(yù)報(bào)更好的預(yù)報(bào)技術(shù)。

同時(shí)，預(yù)報(bào)員也會(huì)依托實(shí)況監(jiān)測(cè)信息，研判未來天氣的演變趨勢(shì)以及識(shí)別出模型可能存在的系統(tǒng)性偏差。基于實(shí)況監(jiān)測(cè)信息和對(duì)模型偏差的理解，再進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化預(yù)報(bào)結(jié)果。

因此，從中期預(yù)報(bào)到短期預(yù)報(bào)是一個(gè)不斷細(xì)化、精確化的過程，一個(gè)重要原因就是可供參考的技術(shù)變得越來越多，短期預(yù)報(bào)可使用的模型數(shù)量遠(yuǎn)多于中期預(yù)報(bào)。

中期預(yù)報(bào)使用的模型主要針對(duì)全球范圍進(jìn)行預(yù)報(bào)，目前我國(guó)常用四家模型；而短期預(yù)報(bào)除了全球模型外，還包含針對(duì)中國(guó)區(qū)域的特定模型，目前有七八家，為預(yù)報(bào)員提供了更多可參考的數(shù)據(jù)和信息。

同時(shí)，隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展，我們也正在嘗試將AI引入氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域。

目前，我們已將盤古、伏羲等大模型數(shù)據(jù)接入平臺(tái)，特別是在短時(shí)臨近階段，即未來兩小時(shí)的預(yù)報(bào)中，AI模型對(duì)于對(duì)流系統(tǒng)的外推預(yù)報(bào)提供了大量準(zhǔn)確的信息，極大地提升了預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性和可靠性。這是因?yàn)槎虝r(shí)臨近預(yù)報(bào)更多依賴實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)。

局地性、極端性暴雨預(yù)報(bào)難度大，且技術(shù)突破進(jìn)度緩慢

NBD：預(yù)報(bào)今年南方大范圍強(qiáng)降雨時(shí)，預(yù)報(bào)員們遇到了哪些難題？

符嬌蘭：對(duì)于短期預(yù)報(bào)員來說，首先，此次降雨過程累積雨量比較大，若想進(jìn)一步精確預(yù)測(cè)這些雨量具體集中在哪些特定區(qū)域，比如未來長(zhǎng)沙市域的降雨將集中在長(zhǎng)沙縣還是其相鄰地區(qū)，很難做到精準(zhǔn)預(yù)判。

因此，我們可以預(yù)測(cè)長(zhǎng)沙周邊地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)降雨情況，但精確到具體時(shí)間和地點(diǎn)，挑戰(zhàn)重重。

其次，關(guān)于強(qiáng)降水的極端性。各類模型給我們預(yù)估的降雨強(qiáng)度可能是某一具體數(shù)值，但實(shí)際降雨情況可能會(huì)遠(yuǎn)超這一預(yù)測(cè)。因此，精準(zhǔn)預(yù)報(bào)極端降水的極值強(qiáng)度，目前還有極大的難度。

NBD：不同天氣有不同的可預(yù)報(bào)性，哪類天氣情況預(yù)報(bào)難度最大？

符嬌蘭：暴雨、強(qiáng)對(duì)流等較小尺度的天氣系統(tǒng)，在預(yù)報(bào)方面面臨更大的挑戰(zhàn)。

第一，暴雨因其局地性、突發(fā)性和活動(dòng)規(guī)律多變等特點(diǎn)，至今仍是全世界預(yù)報(bào)領(lǐng)域的一道難題。

第二，技術(shù)方面突破的難度也極大。從近十年的預(yù)測(cè)模型發(fā)展變化來看，我國(guó)在其他方面如大尺度系統(tǒng)的預(yù)報(bào)能力方面有顯著提升，例如副熱帶高壓、高空槽等系統(tǒng)的預(yù)報(bào)性能有較快提高。不過對(duì)于強(qiáng)降水這類小尺度天氣現(xiàn)象的預(yù)報(bào)，由于其尺度極小，技術(shù)進(jìn)展顯得相對(duì)緩慢，較難在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)質(zhì)量的飛躍性提升。

NBD：我們注意到，近些年氣候變化加劇，未來會(huì)給天氣預(yù)報(bào)帶來哪些挑戰(zhàn)？

符嬌蘭：從短期預(yù)報(bào)角度來看，我們雖然有較多觀測(cè)設(shè)備，包括高空中的衛(wèi)星、雷達(dá)系統(tǒng)以及地面上各類監(jiān)測(cè)站點(diǎn)和探空觀測(cè)等，但目前尚無法精準(zhǔn)捕捉到大氣中極其細(xì)微的變化。

此外，我們目前使用的模型做不到極致完美，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際狀況之間存在一定偏差。特別是近年來，極端天氣事件的頻發(fā)，無論是從預(yù)報(bào)員認(rèn)識(shí)層面，還是從模型的模擬和預(yù)報(bào)能力，都與實(shí)際狀況存在差距，因此沒辦法對(duì)極端天氣進(jìn)行完美預(yù)報(bào)。

蔡薌寧：從中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)角度來看，在氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域，極端強(qiáng)降水釋放的信號(hào)不夠明顯，難以在較長(zhǎng)的時(shí)間尺度內(nèi)被準(zhǔn)確捕捉。

以去年河南極端強(qiáng)降雨為例，那次降雨集中在河南局地小區(qū)域，做到長(zhǎng)時(shí)效精準(zhǔn)預(yù)報(bào)的難度就比較大。

對(duì)于大氣中的一個(gè)系統(tǒng)，我們可以根據(jù)它的空間范圍和持續(xù)時(shí)間來確定這個(gè)系統(tǒng)屬于什么尺度。可以分為大尺度、中尺度、小尺度等，越大的系統(tǒng)，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，影響范圍越廣，可預(yù)報(bào)性越強(qiáng)；反過來，越小的系統(tǒng)，在越小的時(shí)間和空間范圍，則預(yù)報(bào)難度越大。

比如在梅雨期，會(huì)有明顯的雨帶出現(xiàn)，覆蓋面積大，位置往往越容易確定。但極端強(qiáng)降水事件往往呈現(xiàn)出分散性、點(diǎn)狀分布的特點(diǎn)，這種點(diǎn)狀分布的特性使得預(yù)報(bào)員難以準(zhǔn)確捕捉其發(fā)展趨勢(shì)和具體影響范圍。

另外，極端強(qiáng)降水事件還面臨諸多復(fù)雜因素的影響。比如，模擬系統(tǒng)無法對(duì)實(shí)際地形、地貌達(dá)到百分之百的準(zhǔn)確度還原，也會(huì)增加預(yù)報(bào)的誤差。

相比之下，我們對(duì)極端氣溫（如極端高溫或寒潮）的預(yù)報(bào)相對(duì)容易把握。因?yàn)闅鉁刈兓话愠尸F(xiàn)線性趨勢(shì)，預(yù)報(bào)人員可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和氣象模型進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。此外，針對(duì)氣溫預(yù)測(cè)研發(fā)出的客觀預(yù)報(bào)方法，使用效果也比較好。

封面圖片來源：每經(jīng)記者周逸斐攝