本文转自【科技日报】；
◎ 科技日报记者 付丽丽
12日一早，全北京都在等一场雨的到来。头一天，中央气象台预报，12日京津冀地区将现入汛以来最强降雨。
然而，一上午，北京的雨只是在零散几个地方下了点儿，而且也没有预报中的那么“暴”。于是，朋友圈各种调侃，有说“龙王正在办进京证，还要做核酸检测，如果不过关很有可能先隔离14天再说……”也有说“暴雨，就是报道有雨，不一定能下；大雨，就是大约有雨，不一定能下。”事实真是如此吗，暴雨究竟是怎样预报出来的，如何做到精准无误，预报难点在哪儿？ 就这些问题，科技日报记者采访了相关专家。
通州梨园开始下雨，居民奔跑躲雨。曲经纬/摄
天气预报就像解复杂数学题
“强对流天气预报的制作基于其形成的物理机制，这些机制非常复杂，因此需要基于多方面因素的综合研判，其中空地一体的现代化观测网络、高分辨率数值模式预报及相关技术以及预报员丰富的一线经验是强对流天气预报的主要技术手段。 ” 中央气象台强天气预报中心副主任蓝渝说。
图片来源：中国气象台官网
通俗地讲，气象预报员预报天气时一般会采用多个数值天气预报模式，将水汽、温度、动力等要素输入，像解数学方程一样得出数值，再根据人工经验对其订正，最终得出相应结论。
蓝渝表示，强对流天气预报中有着鲜明的科技元素，首先是空地一体的现代化观测手段，如密集地面自动站网，新一代多普勒天气雷达观测网、我国风云系列气象卫星资料的应用；基于强对流天气机理认识应用人工智能（AI）等技术的客观分析预报技术等。
图片来源：中国气象台官网
“在观测资料的收集和分析，以及数值天气预报这两个天气预报的关键环节中，超算扮演着至关重要的角色。”中国气象局数值预报中心高级工程师管成功说。
具体来讲，首先，大气观测数据来源于地基、空基观测。 地基观测主要包括常规气象观测台站进行的气温、气压、湿度、风等的观测，以及运用雷达获得雷达回波信息。空基观测则主要是利用极轨卫星和静止卫星获取卫星辐射率信息。将纷繁复杂的观测资料梳理得井然有序，再与常规数据进行组合，调整为最接近真实情况的大气状态，这都需要超级计算机提供大力支持。其次，在获得地球大气观测数据后，气象部门将根据大气当前状态与周边环境，求取未来等间隔时间点的天气要素值，从而获得未来天气状态。
蓝渝认为，强对流天气的强度、时间等具体精细化预报依赖于以上几方面手段的共同应用。其中影响预报尤其需要综合考虑特殊地形、地质环境、以及城市经济人口分布等多方面因素，需要现代化客观技术和预报员主观经验的有机结合。
针对此次华北强降雨过程的预报，中央气象台正研级高工符娇兰介绍，延伸期时段（提前10-20天）指出，华北地区进入多雨时段，8月4日（提前8天）指出12-13日华北等地将有一次大到暴雨天气过程。8日，进一步细化预报结论。9-12日，中央气象台会同北京、河北等多个省份进行会商讨论，不断关注预报结论调整情况。
图片来源：中国气象台官网
“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%。 ”符娇兰说。
暴雨预报是世界级难题
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。
“天气预报本身就具备一定的不确定性，而强对流天气由于其具有突发性、局地性等特点，且对流系统往往发展剧烈，易在短时间内造成极端灾害天气，因此对于致灾性强对流天气的准确预报是目前全世界气象领域面临的巨大难题。 ”蓝渝说。
蓝渝表示，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。从常规高空观测系统上看，目前它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。
“强对流系统的触发、演变过程中，受到背景天气系统、区域环境条件配置及其随时间变化的多方面影响，且与当地地形地貌特征等多种因素密切相关，这也是强对流天气精细化预报的难点所在。”蓝渝强调。
符娇兰表示，目前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。我国自主研发的GRAPES-3km中尺度模式给强降雨预报提供了很好地技术支撑。 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5km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。
因此，专家提醒，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”。
来源：科技日报