張格苗 薛峰 黃彬

編者導(dǎo)讀

夏天過去了,。你是否還記得今夏那幾場說好的暴雨,？有時(shí),說雨來，雨遲遲不來。其實(shí)雨已經(jīng)在路上,；有時(shí),說雨大,，卻只是掉了小雨點(diǎn)。其實(shí)雨只是沒下到你身邊,。

智能網(wǎng)格氣象預(yù)報(bào)將會(huì)把這些變成歷史,。未來，你頭上會(huì)不會(huì)有雨,，什么時(shí)候有雨,，天氣預(yù)報(bào)會(huì)精細(xì)地告訴你。

按照中國氣象局的計(jì)劃,，今年12月底前,，我國氣象預(yù)報(bào)服務(wù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的“一張網(wǎng)”網(wǎng)格預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)將正式運(yùn)行。這張網(wǎng)空間分辨率達(dá)5公里×5公里,，時(shí)間上可實(shí)現(xiàn)逐3小時(shí)發(fā)布未來10天的天氣預(yù)報(bào),，使公眾可隨時(shí)隨地獲得基于位置的精細(xì)化氣象服務(wù)。

今年7月開始,，北京,、天津、上海,、福建,、廣東、海南,、陜西等7省市已經(jīng)率先發(fā)布智能網(wǎng)格預(yù)報(bào),。

1. 不用問北京的天氣

細(xì)化到公里 直接查家門口

天氣預(yù)報(bào)是不斷從定性預(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,。比如，原先氣象部門發(fā)布的城鎮(zhèn)天氣預(yù)報(bào),，內(nèi)容只包括2400多個(gè)城鎮(zhèn)的天氣現(xiàn)象,、高低溫和風(fēng)速風(fēng)向預(yù)報(bào)，頻次也只是一天三次,，預(yù)報(bào)的時(shí)間精度和空間精度不夠高,。2012年，國家氣象中心推出了一個(gè)新的預(yù)報(bào)產(chǎn)品,，即大城市精細(xì)化預(yù)報(bào),，該產(chǎn)品把全國省會(huì)城市、計(jì)劃單列市24小時(shí)內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行細(xì)化,，每6小時(shí)開展一次預(yù)報(bào),，降水量報(bào)到毫米,，但即便這樣也不夠精細(xì)，不能滿足各行業(yè)及公眾的需求,。

2010年左右,，“網(wǎng)格預(yù)報(bào)”這一概念被引進(jìn)到我國的精細(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(huì)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。就拿北京的預(yù)報(bào)來說,，原來的預(yù)報(bào)只是以南郊觀象臺(tái)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,，針對北京的氣象服務(wù)和天氣預(yù)報(bào)可以精細(xì)地反映在整座城市每個(gè)不同的網(wǎng)格之中。在北京,，目前這些網(wǎng)格的大小是1公里×1公里,，在全國氣象部門中精細(xì)化程度最高。其他十幾個(gè)省份也已經(jīng)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),，都超過中國氣象局要求的5公里水平。

網(wǎng)格化預(yù)報(bào)的精細(xì)不僅體現(xiàn)在空間上,，還反映在可以每天更高頻次地更新和發(fā)布上,。原來，一天的天氣預(yù)報(bào)中只會(huì)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)10天預(yù)報(bào),。隨時(shí)隨地，公眾都能了解到自己當(dāng)前所處的網(wǎng)格是什么樣的天氣,，能夠清楚地了解氣溫,、降水、風(fēng)等多個(gè)基本氣象要素,。

除了對陸地上的網(wǎng)格進(jìn)行預(yù)報(bào)外,，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。

也許,，以后我們再查天氣預(yù)報(bào)的時(shí)候,，不用查北京明天的天氣怎么樣，直接查我們家那里的天氣怎么樣就行了,。

2. 如何做到網(wǎng)格化

人工智能是核心 同時(shí)靠預(yù)報(bào)員經(jīng)驗(yàn)

全國陸地加上海洋,，這么多網(wǎng)格如何預(yù)報(bào)？對瞬息萬變的天氣來說,，要讓預(yù)報(bào)員一個(gè)個(gè)格子做預(yù)報(bào),，那就太“過時(shí)”了，效率也太低,。

今年5月,，“阿爾法”圍棋（AlphaGo）三盤連勝擊敗長期排名世界第一的棋手柯潔，讓人類對人工智能的未來充滿期待,。智能網(wǎng)格氣象預(yù)報(bào)的核心特征之一便是智能化,。

但氣象與圍棋不同，圍棋雖然變化復(fù)雜但規(guī)則相對簡單,，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”,，雨也下不來,；比如沙塵暴，風(fēng)速太大只會(huì)讓風(fēng)在平流層“奔跑”,，無法形成沙塵,。

氣象工作者一方面需要面臨人工智能給天氣預(yù)報(bào)帶來的挑戰(zhàn)，另一方面又期待借助人工智能力量不斷提升氣象預(yù)報(bào)的質(zhì)量和水平,。

目前,，智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)依賴的智能化氣象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,。我國四套已業(yè)務(wù)化運(yùn)行的高分辨率模式已通過建在上海的數(shù)值預(yù)報(bào)云（目前正在升級(jí)為智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)云）實(shí)現(xiàn)全國共享,。

按照設(shè)想，未來,，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)應(yīng)該是關(guān)鍵,。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,。

有了人工智能，還需要天氣預(yù)報(bào)員嗎,？至少在過渡階段,，預(yù)報(bào)員很重要。他們的優(yōu)勢在于豐富的經(jīng)驗(yàn)和對關(guān)鍵天氣形勢的把握,。理想的狀態(tài)是，初級(jí)階段,，預(yù)報(bào)員多年經(jīng)驗(yàn)可以用來“喂養(yǎng)”機(jī)器和模式,；當(dāng)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(huì)投入技術(shù)研發(fā),，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。

3. 劃這么細(xì) 準(zhǔn)確率靠譜嗎

科學(xué)在前進(jìn) 需求是導(dǎo)向

6月21日到24日,，北京全市平均降雨量達(dá)92毫米,。但差不多同時(shí)收到預(yù)警的人，身邊的暴雨卻并未同一時(shí)間抵達(dá),。21日晚上,，河北、天津,、北京南部率先有雨,，一時(shí)謠言四起，有人說天氣預(yù)報(bào)搞錯(cuò)了,。22日,，又是一天漫長的等待，當(dāng)天深夜,，暴雨終于如約而至,。

在這過程中，我們不難發(fā)現(xiàn),，天氣預(yù)報(bào)是準(zhǔn)確的,，但天氣預(yù)報(bào)與公眾的需求和感受并沒有完全契合，有的地方下雨了,，有的地方還沒下,。如何與公眾需求和感覺相契合就是智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)要解決的問題,。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(huì)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,，限制了謠言的傳播。

有人會(huì)問,，劃這么細(xì),，準(zhǔn)確率能保證嗎？從氣象科學(xué)的角度看,，在同樣的技術(shù)水平下,，當(dāng)時(shí)間和空間分辨率變大，氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率一般來說是會(huì)降低的,。但氣象部門在智能網(wǎng)格前期試點(diǎn)和試運(yùn)行的過程中,，首先要保證的就是使智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率較以前的站點(diǎn)預(yù)報(bào)不降反升。

其實(shí),，甘愿冒著降低預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率的風(fēng)險(xiǎn),，氣象部門也要改變傳統(tǒng)預(yù)報(bào)、制作高時(shí)空分辨率的網(wǎng)格預(yù)報(bào),，就是基于氣象服務(wù)的需求,。

隨著氣象科技的發(fā)展，網(wǎng)格預(yù)報(bào)的精細(xì)化程度會(huì)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,，也能享受到我國氣象部門提供的貼心氣象服務(wù)了,。

小貼士

北京的網(wǎng)格氣象預(yù)報(bào)哪里查

目前，在北京,，公眾享受智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)主要是通過“旅游天氣助手”微信小程序,。使用該程序,，便會(huì)發(fā)現(xiàn)，這款天氣軟件可以進(jìn)行自動(dòng)定位,，公眾也可以直接選擇自己想知道的地點(diǎn)進(jìn)行天氣情況的查看,。而該程序的最大亮點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)和北京智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的無縫對接，在程序界面右側(cè)進(jìn)行上下滑動(dòng),，就可以查看某地逐小時(shí)天氣預(yù)報(bào),，而且定位更加精確，比如搜索“故宮”,，界面上出現(xiàn)的地點(diǎn)還將涉及到故宮東門（公交站）,、故宮西門（公交站）。