天氣預(yù)報(bào)可以精細(xì)到分鐘 智能預(yù)報(bào)來了

　　還記得6月北京那場說好的暴雨黃色預(yù)警么?直到氣象資料顯示，6月21日到24日，北京全市平均降雨量達(dá)92毫米。小伙伴們還在驚呼，雨都下到哪去了。

　　之所以大家有這一感覺，是因?yàn)殡m然暴雨預(yù)警同時(shí)發(fā)布，但各地暴雨卻未同一時(shí)間抵達(dá)。

　　未來天氣預(yù)報(bào)能否做到精細(xì)化預(yù)報(bào)?答案是肯定的!未來智能網(wǎng)格化預(yù)報(bào)可以提供基于你電腦IP地址和手機(jī)位置的降雨、風(fēng)、溫度、濕度、云量、能見度等的精準(zhǔn)氣象服務(wù)，打破“預(yù)報(bào)有雨很準(zhǔn)，但雨沒下到我這里”的奇怪現(xiàn)象。

　　智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)到底能有多精細(xì)?

　　天氣預(yù)報(bào)的演變是從定性預(yù)報(bào)、描述性預(yù)報(bào)向數(shù)字化、格點(diǎn)化預(yù)報(bào)發(fā)展的。2010年左右，需求推動“網(wǎng)格預(yù)報(bào)”引入到我國精細(xì)化預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中。

　　如何理解它呢?可以這樣比喻，就像地球上的經(jīng)緯網(wǎng)一樣，我們可以把中國以及每個(gè)城市所在的區(qū)域分解成許多個(gè)5公里×5公里、甚至1公里×1公里的網(wǎng)格，而公眾就是生活在這樣一個(gè)個(gè)的網(wǎng)格中，每個(gè)網(wǎng)格中的天氣情況也會有所差異。

　　網(wǎng)格化預(yù)報(bào)就是針對這樣的每一個(gè)網(wǎng)格開展的。與原來的定點(diǎn)預(yù)報(bào)相比，它在空間上更加精細(xì)，也更具針對性。以北京為例，原來的預(yù)報(bào)只是以南郊觀象臺這一個(gè)點(diǎn)的氣溫、降水等來代表整個(gè)城市天氣情況，但通過開展網(wǎng)格化預(yù)報(bào)，北京的天氣不再由一個(gè)定點(diǎn)來反映，而是精細(xì)地反映在整座城市每個(gè)不同的網(wǎng)格之中。

　　網(wǎng)格預(yù)報(bào)精細(xì)到什么程度呢?在時(shí)間上，部分省份甚至可以做到分鐘級的天氣預(yù)報(bào);在空間上，已有十幾個(gè)省份可以實(shí)現(xiàn)3公里分辨率、2.5公里分辨率乃至更精細(xì)化的預(yù)報(bào)。

　　網(wǎng)格化預(yù)報(bào)的精細(xì)還體現(xiàn)在預(yù)報(bào)頻率上。原來，一天的天氣預(yù)報(bào)中只會涉及一種天氣現(xiàn)象，現(xiàn)在網(wǎng)格化預(yù)報(bào)可以做到全國范圍內(nèi)逐3小時(shí)的10天預(yù)報(bào)。

　　除了對陸地上的網(wǎng)格進(jìn)行預(yù)報(bào)，氣象部門還將我國的責(zé)任海區(qū)劃分為多個(gè)10公里×10公里的網(wǎng)格，并進(jìn)行海上能見度、海上大風(fēng)等要素的精細(xì)化預(yù)報(bào)。

　　網(wǎng)格化預(yù)報(bào)不僅讓模式更加細(xì)化，還提供了更為細(xì)致和豐富的預(yù)報(bào)內(nèi)容，從原來的氣溫、風(fēng)和天氣現(xiàn)象單個(gè)要素細(xì)化到基本要素、環(huán)境氣象要素、災(zāi)害性天氣要素、海上氣象要素四大類18個(gè)氣象要素。

　　將來，氣象部門的預(yù)報(bào)服務(wù)產(chǎn)品都將從這張網(wǎng)中提取，需要什么就可以從中“拎”出來什么。已有部分省份根據(jù)精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)為公眾的出行安排做規(guī)劃，甚至可以為公眾提供每小時(shí)更新的出行天氣預(yù)報(bào)。

　　人工智能能否PK過預(yù)報(bào)員?

　　“阿爾法”圍棋擊敗世界排名第一棋手，讓人類對人工智能的未來既心生隱憂，又充滿期待，氣象預(yù)報(bào)領(lǐng)域也不例外。

　　在所有可以體現(xiàn)智能化的氣象前沿科技成果中，最重要的是數(shù)值預(yù)報(bào)和集合預(yù)報(bào)。高分辨率智能網(wǎng)格需要高分辨率區(qū)域數(shù)值預(yù)報(bào)模式支撐，而我國目前有四套業(yè)務(wù)化運(yùn)行的高分辨率模式，包括中國氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報(bào)中心研發(fā)的全球數(shù)值預(yù)報(bào)模式GRAPES和北京、上海、廣東三個(gè)區(qū)域氣象中心研發(fā)的高分辨率模式。

　　如何將它們放在一個(gè)盤子里隨取隨用?中國氣象局在上海建立了一個(gè)數(shù)值預(yù)報(bào)云(目前正在升級為智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)云)，將這四種核心氣象預(yù)報(bào)模式放置在云端，全國氣象部門通過數(shù)值預(yù)報(bào)云客戶端均可至“云”上快速共享高分辨率的數(shù)值預(yù)報(bào)模式產(chǎn)品。在“取用”的過程中，各省級氣象部門開展對模式的數(shù)據(jù)處理、診斷分析、解釋應(yīng)用、交互訂正，形成省級網(wǎng)格預(yù)報(bào)產(chǎn)品。由于省級制作的網(wǎng)格預(yù)報(bào)將是未來全國智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)的主要組成部分，因此這朵“云”意義重大。

　　未來，氣象部門還將發(fā)展結(jié)合物理機(jī)理與數(shù)值預(yù)報(bào)大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用的智能預(yù)報(bào)技術(shù)。一方面，基于數(shù)值預(yù)報(bào)機(jī)理的數(shù)理統(tǒng)計(jì)形成復(fù)雜預(yù)報(bào)模型、預(yù)報(bào)方法;另一方面，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，研究深度學(xué)習(xí)預(yù)報(bào)模型或預(yù)報(bào)機(jī)器人。

　　有人可能會問，如果完全基于機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，那未來智能預(yù)報(bào)該怎么做呢?的確，目前人工智能已經(jīng)在醫(yī)療、圍棋等多個(gè)領(lǐng)域挑戰(zhàn)人類。但氣象是個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)，受影響的因素太多。比如降雨，水汽、濕度條件都滿足了，但空氣中沒有“凝結(jié)核”，雨也下不下來;比如沙塵暴，風(fēng)速太大只會讓風(fēng)在平流層“奔跑”，無法形成沙塵。

　　因此，在氣象領(lǐng)域人工智能未必能夠PK過預(yù)報(bào)員。預(yù)報(bào)員的優(yōu)勢在于豐富的經(jīng)驗(yàn)和對關(guān)鍵天氣形勢的把握。在智能預(yù)報(bào)的初級階段，預(yù)報(bào)員多年的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)可以用來“喂養(yǎng)”機(jī)器和模式;而在模型和智能化水平越來越高、人工訂正的空間越來越小時(shí)，一部分預(yù)報(bào)員將會投入技術(shù)研發(fā)，而另一部分預(yù)報(bào)員將主要轉(zhuǎn)向?qū)﹃P(guān)鍵轉(zhuǎn)折性天氣過程等的氣象服務(wù)工作。

　　目前，國家氣象中心一批資深預(yù)報(bào)首席、年輕研發(fā)型預(yù)報(bào)員、IT工程師一道組成了大數(shù)據(jù)及智能預(yù)報(bào)團(tuán)隊(duì)。這些，不僅將極大促進(jìn)智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)發(fā)展，還可能給氣象預(yù)報(bào)服務(wù)帶來意想不到的驚喜。

　　智能預(yù)報(bào)如何更好滿足公眾需求?

　　實(shí)際上，目前大家感覺天氣預(yù)報(bào)不準(zhǔn)確，有時(shí)并不是真正意義上的不準(zhǔn)確，而是與公眾的需求并沒有完全契合，有的地方下雨了，有的地方還沒下。如何與公眾需求相契合?

　　智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)的初步目標(biāo)是把全國分成5公里×5公里的網(wǎng)格，在這個(gè)基礎(chǔ)上每隔1小時(shí)更新一次預(yù)報(bào)，如果遇到重大天氣過程，更新的頻率還會加快。

　　也就是說，如果還是同樣一場雨，無論你身在北京哪一個(gè)角落，你得到的天氣預(yù)報(bào)將是你所處的5公里網(wǎng)格范圍內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)。假如你在南邊的某個(gè)“網(wǎng)格”里，那你和北邊、甚至距離你不遠(yuǎn)的西南邊、東南邊某個(gè)“網(wǎng)格”里收到的天氣預(yù)報(bào)是不一樣的，你只需要在你所在地下雨前做好準(zhǔn)備即可。從另外一個(gè)角度看，這也避免了無謂的恐慌。

　　與以前的預(yù)報(bào)相比，網(wǎng)格預(yù)報(bào)將全部是精細(xì)定量的數(shù)字化預(yù)報(bào)，這還有助于預(yù)報(bào)員開展災(zāi)害性天氣影響預(yù)報(bào)。基于精細(xì)的智能網(wǎng)格，在開展地質(zhì)災(zāi)害、暴雨洪澇、高溫干旱等影響預(yù)報(bào)時(shí)，預(yù)報(bào)員對下游災(zāi)害性天氣影響的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率也會大大提高。

　　隨著氣象科技的發(fā)展，5公里和3小時(shí)，這兩個(gè)數(shù)字會越變越小，這意味著網(wǎng)格預(yù)報(bào)的精細(xì)化程度會越來越高。氣象部門從去年開始也在研制全球網(wǎng)格預(yù)報(bào)。這樣一來，即便你走出國門旅游、做生意，也能享受到我國氣象部門提供的貼心氣象服務(wù)。