天气预报背后的误读客观预报不准还是主观感受差异

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

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。

当前我国基础科学研究短板依然突出,底层基础技术、基础工艺能力不足,在工业母机、高端芯片、基础软硬件、开发平台、基本算法、基础元器件、基础材料等方面瓶颈仍然突出

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。

“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。

百度创始人、董事长兼CEO李彦宏强调,攻克类似芯片、操作系统这种被“卡脖子”的技术,需要长期坚持。“它们的商业价值不可能在短短几年内就体现出来,需要我们的科技人员有雄心、有耐心、耐得住寂寞,而且有信仰。”

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。

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”。

在9月15日召开的“百度世界2020”大会上,百度自研的AI芯片百度昆仑2预发布。相比两年前发布的中国首款云端通用AI处理器百度昆仑1,百度昆仑2的性能大幅提升,更好地满足了各种场景的AI计算需求。

有人说,北斗卫星就是中国人的方向感。当年,正是为了挣脱GPS的限制,北斗才得以立项。经过20多年的接续奋斗,7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,我国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。北斗成为全球四大导航系统之一,导航精度、技术指标毫不逊于GPS等,甚至更好。

为何突然断供?校方在与软件供应商Mathworks交涉后得知,由于受到美国实体清单的限制,相关授权已被中止。

距离“十报十准”还有多远

经过两年的攻关,成效初显。如高性能超级计算机,在天文、海洋、药物等领域取得了国际水平的大规模科学计算应用,在气象预报领域,大大缩短并提前了预报时间,提高了预报精度。

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”。

实践反复告诉我们,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。

在中国人民大学国际关系学院教授李巍看来,现代经济体系中国际分工已十分深入复杂。“我们需要营造鼓励技术研发、推动技术升级的良好环境,鼓励资源向高新技术领域聚集,创造条件让科研人员甘坐冷板凳,安心从事技术研发,引导企业通过技术升级来谋求更大经济收益。”

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?”

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%。

“如果有人拧熄了灯塔,我们怎么航行?”华为公司CEO任正非说:“高校的明灯照耀着产业,大学老师的纯研究,看得远、钻得深;我们的研究实用度强,我们之间的合作,你们给我们带来方向,照亮了我们。”

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。

“宽敞的水泥路,两侧有鲜花相伴,走在上面心里别提多舒坦!村道上有明亮的路灯,天黑回家也不用担心看不见路。我们还用上了液化气、自来水,享受了医保……过去想都不敢想的事情,现在都变成了现实。”说起现在的好生活,55岁的拉巴深有感触,“这些都多亏了党的好政策!”

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”。

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。

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。

对于近年来在解决“卡脖子”领域方面取得的突破,白春礼表示,项目部署方面,除了承担国家的一些重大任务之外,中科院设立了三类先导专项,A类面向国家重大需求,B类面向世界科技前沿,C类跟企业合作,解决“卡脖子”问题。

2019年底,针对合作社统一饲养后解放出来的劳动力及村里其他富余劳动力,古汝村还成立了劳务输出合作社,把这部分劳动力集中起来组织外出务工,实现了务工创收。

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。”

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”。

古汝村是亚东县有名的牛羊肉产地,村民主要以放牧为生。为了增加群众收入,提供更多就业机会,古汝村依托资源区位优势,大力发展特色乡村产业,成立了亚东堆纳卡吉岗巴羊养殖农牧民专业合作社,鼓励村民将自家草场和羊入股合作社,由合作社聘请人员统一放牧,统一对接市场售卖。

这其中,台风预报的改善效果最为明显。

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。

资料显示,我国在“小软件”领域(如手机APP)全球第一,但在“大软件”和基础软件领域则明显落后,机器人和高端自动控制系统、高档数控机床、高档数控系统国产化率不足20%。

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。

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。

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。

不可否认,当前我国基础科学研究短板依然突出,企业对基础研究重视不够,重大原创性成果缺乏,底层基础技术、基础工艺能力不足,在工业母机、高端芯片、基础软硬件、开发平台、基本算法、基础元器件、基础材料等方面瓶颈仍然突出,关键核心技术受制于人的局面没有得到根本性改变。

“我们村现在有岗巴羊养殖合作社、劳务输出合作社,村里依托亚东县农业农村局人工种草项目,还种植了2100余亩的人工种草,今年集体经济收入有望达到420万元。”谈及古汝村下一步发展目标,拉巴平措说:“目前,村里群众已全部实现脱贫,下一步就是把村里的产业发展好。我相信,在大家的共同努力下,我们村的发展会越来越好,致富路也会越走越宽。”

土耳其Arikan教授2008年发表的一篇数学论文,十年后燃起了5G的熊熊大火;上世纪五十年代,吴仲华教授提出的三元流动理论对喷气式发动机的等熵切面计算法,奠定了当今航空发动机产业基础……

“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。

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。

为何极端降水预报是全球科学难题

科学技术从来没有像今天这样深刻影响着国家前途命运,从来没有像今天这样深刻影响着人民生活福祉。“凡不能毁灭我的,必使我强大。”正在遏制中奋力突围的国家脊梁,更明白这句话背后的分量。

“我国在部分关键领域的核心技术原始创新能力不足。”工业和信息化部赛迪智库杨柯巍表示。以半导体产业为例,我国核心半导体芯片自给率不足5%,关键技术被国外企业垄断。

加强自主创新,提升我国产业链的技术含金量,掌握更多核心技术,避免他国滥用技术制裁工具

古汝村党支部书记、合作社理事长拉巴平措介绍说:“以前群众养羊主要靠天然草场,羊长得慢不说,价格也卖不上去。我们集中饲养后,会在放牧的同时加喂饲草,羊增肥很快。我们还有专门的销售渠道,卖的价格也比以前高很多。”统一饲养、统一防疫、统一售卖,不仅提升了牲畜出栏率,还大大提升了群众的收入效益。2019年,卡吉岗巴羊养殖合作社销售总收入增长到250余万元,群众分红85万元,每户社员分红2500元。

基础研究的价值,可见一斑。

我国面临的很多“卡脖子”技术问题,根子是基础理论研究跟不上,源头和底层的东西没有搞清楚

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。

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。

三个多月前,被誉为“工科神器”的MATLAB软件,对哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学关上了大门。这款软件是理工科高校和科研机构不可或缺的研究工具。

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。

来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的“80后”研究员付巧妹,在科学家座谈会上向习近平总书记汇报,“经常有人问,‘你的研究有什么用’。希望国家进一步引导不以‘有没有用’来评价和发展基础研究……”

大到卫星导航系统,小到芯片,被“卡脖子”的滋味,并不好受。

基础研究是科技创新的源头。我国面临的很多“卡脖子”技术问题,根子是基础理论研究跟不上,源头和底层的东西没有搞清楚。

从仅限于美国到扩展至境外,从更多涉及芯片设计环节到产业链上游的软件、设备和芯片制造,从25%的技术出口限制比例直接降至0%,……有分析指出,与一年前相比此次美国对华为的限制针对性更强,且打击力度显著提升。

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%。

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。

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”。

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。

关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家安全

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”。

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。

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。

就在一天之前,美国对华为的新禁令正式生效,芯片断供让人们再度感受到了“卡脖子”的切肤之痛。形势逼人,挑战逼人,使命逼人。早日摆脱关键领域核心技术受制于人的局面,是我们唯一的选择。

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。

8月17日,美国商务部进一步收紧了对华为获取美国技术的限制,将华为在全球21个国家和地区的38家子公司列入“实体清单”。就在几天前,一架货机穿越海峡,机上满载芯片,这却是来自台积电的最后助力。

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。

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。

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。

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?

工信部曾对全国30多家大型企业130多种关键基础材料展开调研,结果令人警醒。32%的关键材料仍为空白,52%依赖进口。

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”。

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。

2018年,中科院启动了超算系统、网络安全、潜航器三个C类专项,2019年启动了处理器芯片与基础软件、电磁测量、仿生合成橡胶、高端轴承、多语音多语种技术5个C类专项。

古汝村位于西藏自治区日喀则市亚东县东北部,距亚东县城约80公里,曾经全村75户420人中有28户都是贫困家庭。2017年,为加快实现从贫困村向美丽边境小康村的嬗变,亚东县围绕“水、电、路、讯、网、教等十项工程,开展了堆纳乡古汝高原清洁节能边境小康示范村建设项目。目前,古汝村文化室、卫生室、公共浴室、村委会等公共服务设施一应俱全,成为了设施完善、生态良好、环境优美、宜居宜业、幸福文明的边境小康村。

客观预报不准还是主观感受差异

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。

Author: igirisukan.com