凌晨4點，中央氣象臺預(yù)報大廳。
此時北京的天空依舊暗沉，離破曉還有一段時間。
電腦前，孫軍正在查看雷達回波圖，畫著降水量預(yù)報圖，來回對比分析各種天氣資料。
作為中央氣象臺首席預(yù)報員，他需要指導(dǎo)早間天氣公報，審核簽發(fā)暴雨預(yù)警。
電話不停地響，不斷有同事拿材料向他詢問……
而這僅僅是一天工作的開始。接下來，孫軍要準備每天8點“雷打不動”的全國天氣會商，與重點地區(qū)的預(yù)報員會商天氣趨勢，并審核各種預(yù)報產(chǎn)品，向決策服務(wù)部門提供預(yù)報材料，應(yīng)對媒體記者采訪……同時，他還要時刻關(guān)注并調(diào)閱各類天氣圖，組織天氣會商，與同事一起分析和判斷天氣形勢。
“每一次天氣過程下來，都感覺像打了一場仗?！睂O軍說。
這是一份特殊的職業(yè)。因為天氣變化分分秒秒變幻莫測、從不停歇。
7月21日，鄭州特大暴雨之后，中央氣象臺二樓會商室全國早間天氣會商現(xiàn)場。中國氣象局供圖

偏不得，錯不得

與其他預(yù)報不同，臺風預(yù)報還有一項特殊任務(wù)——與國際接軌?！拔覀冃枰诿刻斓?個預(yù)報時次，定時向國際發(fā)報?！?/span>
向純怡告訴《中國科學(xué)報》記者，在觀測平臺上，預(yù)報員需要緊盯地面觀測數(shù)據(jù)、雷達數(shù)據(jù)和衛(wèi)星云圖資料的實時更新。
在仔細分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，當值預(yù)報員需要每3個小時滾動做一次臺風路徑、強度預(yù)報，并在整時整點對外發(fā)報，不得有任何拖沓滯后。
“我的心情就像運動員參加奧運會為國爭光一樣。因為向國際發(fā)布臺風預(yù)報，代表著我們國家的官方預(yù)報水平?！毕蚣冣f。

沒有完美的預(yù)報

預(yù)報總會存在偏差，偏差小則表示預(yù)報做得好。尤其是強天氣過程，預(yù)報難度非常大，極容易出現(xiàn)偏差。
2005年的臺風“麥莎”就因預(yù)報失誤一度成為公眾關(guān)注的焦點。當時，預(yù)報“麥莎”將給北京帶來“十年來最大暴雨”，使全城上下枕戈待旦，但最后發(fā)現(xiàn)是虛驚一場，甚至成為網(wǎng)上的笑料。
缺乏臺風預(yù)報經(jīng)驗是預(yù)報不準的原因之一。“預(yù)報經(jīng)驗極其重要。否則在極端天氣事件面前，未經(jīng)‘世故’的預(yù)報員很容易‘心中無數(shù)’?！睂O軍說。
2012年“7·21”北京特大暴雨的預(yù)報也出現(xiàn)過比較明顯的偏差。作為當時的值班首席，孫軍覺得沒有做出較準確的降水量級預(yù)報，心里十分沉重。
“當時我們報的24小時最大降雨量約為150毫米，但實況監(jiān)測顯示，這個數(shù)值已經(jīng)超過了400毫米?！闭劶爱敃r的預(yù)報偏差，孫軍直言，那時的他們還“不太敢報”。
歷史上，北京幾乎沒有出現(xiàn)過這么強的極端降雨，超過100毫米的降雨都很少。
可想而知，預(yù)報員缺乏這類強降雨的預(yù)報經(jīng)驗。
此外，預(yù)報員尚未完全掌握極端暴雨復(fù)雜的機理和影響因素。不過，在孫軍看來，在當時的預(yù)報技術(shù)水平下，他們的工作已經(jīng)做得很好了。
“畢竟預(yù)報經(jīng)驗和水平都有限，我們在預(yù)報時非常慎重。即使看到有強暴雨的可能，也不敢貿(mào)然做判斷，不會輕易報這么大的降雨量?！睂O軍說，有了多次極端降水預(yù)報經(jīng)驗，對于今年北京的幾場暴雨預(yù)報，他們做到了“心中有數(shù)”。
即使“心中有數(shù)”，每當遇到較大天氣過程時，當值的預(yù)報員仍舊吃不好、睡不好?！皥罅艘粓龃笥?，我們預(yù)報員其實是希望它能下來的。沒下來，我們心里很焦慮?！?/span>
半夜睡不著，預(yù)報員經(jīng)常會找把椅子坐在陽臺上，仰頭望著天，等雨來。
報得準太難了，這讓預(yù)報員又焦慮又糾結(jié)。
2017年7月，吉林永吉縣出現(xiàn)極端強降水過程，暴雨引發(fā)洪水。緊張的時刻出現(xiàn)了，水庫眼看就要滿了，需要作出緊急判斷，是否進行炸壩分洪。如果炸壩，要提前部署水庫下游防御措施及人員疏散轉(zhuǎn)移。
“當時，我們估計如果未來的24小時降雨量超過40毫米，就得炸壩。”面前的路非常清晰，只需要判斷降雨量會不會超過40毫米，而他們必須在短時間內(nèi)迅速拍板。
“事情變得簡單又困難?！边@是孫軍遇到最難的預(yù)報之一，事關(guān)重大，他反復(fù)分析著各種資料圖，“結(jié)論必須盡量做到準確”。
經(jīng)過中央氣象臺、吉林省氣象臺、吉林市氣象臺所有預(yù)報員的不斷會商，最后，他們作出降雨量不會超過40毫米的預(yù)報判斷，這也避免了炸壩帶來的影響。

今非昔比，“方程”亦難解

“預(yù)報明天有大暴雨，到底幾點下？”
“水庫那邊雨會有多大？”
“果園這里會下冰雹嗎？”
……
大到國家工程的生產(chǎn)建設(shè)，小到百姓的工作生活，人們對天氣預(yù)警預(yù)報水平的提高寄予更多期待。不管是臺風預(yù)報，還是極端降水預(yù)報，預(yù)報員身上都扛著壓力。這種壓力從他們步入這個崗位起就開始了。
“就目前預(yù)報技術(shù)而言，很難滿足需求?！睂O軍向《中國科學(xué)報》坦言，跟過去相比，現(xiàn)在的預(yù)報比以前進步了很多。
“天氣預(yù)報怎么做？就是搜集大量的氣象數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)方法求解未來天氣的‘方程式’。”
1989年，孫軍參加工作時，全國的氣象觀測站也就有2000個左右，能獲得的觀測資料非常有限。就拿衛(wèi)星資料來說，預(yù)報員也僅依靠日本和美國的氣象衛(wèi)星云圖分析天氣系統(tǒng)，能看的只不過是幾張打印的云圖照片。數(shù)值預(yù)報資料更加有限，可參考的數(shù)值預(yù)報模式很少，而且基本不提供降水預(yù)報。
“沒有足夠的數(shù)據(jù)資料，我們就‘巧婦難為無米之炊’?！睂O軍的話語中透出了些許無奈。
現(xiàn)在，我國已擁有世界上在軌數(shù)量最多、種類最全的氣象衛(wèi)星，自動氣象站達6萬多個，數(shù)量、密度位居世界首位，氣象資料的密集程度非?？捎^。但這些都無法保證天氣預(yù)報完全準確。利用數(shù)值模式預(yù)報產(chǎn)品，結(jié)合預(yù)報員自身的主觀經(jīng)驗，這是當前預(yù)報員開展預(yù)報業(yè)務(wù)的主要手段。
“天氣預(yù)報不是純確定性的工程技術(shù)，不能做到精準預(yù)報，預(yù)報員需要依靠自身經(jīng)驗修正數(shù)值預(yù)報的結(jié)果，這里存在很強的個體主觀性。”成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院教授肖天貴表示。

天氣預(yù)報員需有“科味”

“要鼓勵培養(yǎng)科研型天氣預(yù)報人才！”
這是中國工程院院士、天氣動力和數(shù)值預(yù)報專家李澤椿日前接受《中國科學(xué)報》專訪時特別提出的建議。
在李澤椿看來，“預(yù)報員是戰(zhàn)斗在第一線的人，如果他們在面對一手數(shù)據(jù)時，能針對現(xiàn)實問題即時研究、即時判斷，那將是一支非常重要的生力軍”。
當前，氣象預(yù)報體系以數(shù)值天氣預(yù)報模式為核心。肖天貴表示，數(shù)值模式不可替代，但其也呈現(xiàn)出難以克服的不完整性和不確定性，因此，更加需要氣象預(yù)報員注重研究性思維。
“尤其在面對一些極端天氣的新特征、新形勢、新要素時，對預(yù)報人員的準確判斷和及時決策提出了更高的要求，也對數(shù)值模式的性能提出了更高的要求。”南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院副院長陳耀登說。只有對特殊個例進行研究總結(jié)，深入理解其中原理機制，才能尋找相應(yīng)的預(yù)報著眼點，不斷改進模式預(yù)報系統(tǒng)，進而提高預(yù)報能力。
從實踐中獲得的研究成果往往是數(shù)值模式無法反映的，卻為預(yù)報提供了很好的理論依據(jù)。
比如，孫軍等人通過對北京2012年“7·21”特大暴雨的實況診斷和極端性成因分析，提出了通過氣象要素的異常表現(xiàn)來診斷和預(yù)報極端降雨的方法，并給出了華北暖區(qū)暴雨發(fā)生發(fā)展條件和極端強降水預(yù)報思路，為預(yù)報員建立極端強降水預(yù)報思路提供了重要參考，并在一定程度上對數(shù)值模式作出了訂正。

“兩張皮”掣肘  改革進行時

專家們坦承，在預(yù)報領(lǐng)域，科研與業(yè)務(wù)“兩張皮”的現(xiàn)象還十分嚴重。
以數(shù)值天氣預(yù)報為例，相關(guān)研究顯示，中國論文產(chǎn)出量排名全球第五?？蒲性核透咝Ｊ菙?shù)值天氣預(yù)報領(lǐng)域的主力軍，但論文的影響力普遍偏低，且與國際上主要數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)中心相比，中國的全球預(yù)報能力和技術(shù)尚有差距。
事實上，我國大專院校、科研院所不乏具有應(yīng)用價值的科技成果，但多數(shù)研究尚未得到應(yīng)用。談及原因，陳耀登認為，這和高校和科研院所“重論文”的科研評價機制有直接關(guān)系。在李澤椿看來，更重要的是缺乏應(yīng)用平臺，導(dǎo)致這些成果停留在論文層面，未能引領(lǐng)并驅(qū)動業(yè)務(wù)發(fā)展。
此外，肖天貴介紹，高校氣象專業(yè)教師多為從學(xué)校到學(xué)校，博士畢業(yè)便就職教師崗位。沒有業(yè)務(wù)實踐經(jīng)歷，便很難把握研究的應(yīng)用性。
另一方面，中央氣象臺天氣預(yù)報室主任張恒德指出，雖然現(xiàn)在大多數(shù)預(yù)報員都在業(yè)務(wù)和科研兩手抓，但實際上預(yù)報員提出和解決科學(xué)問題的動力和能力仍然不足。預(yù)報員面臨著繁重的預(yù)報服務(wù)例行任務(wù)，預(yù)報難度大，他們自覺提煉科學(xué)問題的能動性還沒有充分調(diào)動起來。
“預(yù)報員崗位特別辛苦，相對不易出成果，職稱晉升壓力大，很多學(xué)生畢業(yè)后可能會選擇其它相對輕松且易出成果的崗位。”陳耀登表示，這對高校人才培養(yǎng)提出了新的要求。
2011年，中國氣象局成立了首批國家級專家型預(yù)報員創(chuàng)新團隊，圍繞臺風、暴雨、強對流3個專業(yè)領(lǐng)域分別組建了3支專家創(chuàng)新團隊。
2019年，中國氣象局提出“研究型業(yè)務(wù)”發(fā)展思路，計劃逐步破除體制機制障礙，以科技創(chuàng)新驅(qū)動業(yè)務(wù)發(fā)展，以業(yè)務(wù)需求牽引科學(xué)技術(shù)進步。
同時，氣象事業(yè)的能力和水平取決于集體的技術(shù)累積研究，而不是個人能力。
據(jù)中國氣象局消息，有關(guān)國家級專家型預(yù)報員創(chuàng)新團隊的相關(guān)研究內(nèi)容正在改革計劃中，將增加氣候變化等研究方向。
除了解決以上預(yù)報難題，團隊還將加強預(yù)報技術(shù)的開發(fā)和研究，根據(jù)模式偏差和數(shù)據(jù)產(chǎn)品的實際應(yīng)用，開發(fā)新算法，做出新型預(yù)報產(chǎn)品。

《中國科學(xué)報》 (2021-09-30 第4版 綜合 原標題為《預(yù)報天氣的人》)

編輯 | 趙路
排版 | 郭剛

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