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,說雨來,，雨遲遲不來。其實雨已經(jīng)在路上,；有時,說雨大，卻只是掉了小雨點,。其實雨只是沒下到你身邊,。

智能網(wǎng)格氣象預(yù)報將會把這些變成歷史。未來,，你頭上會不會有雨,，什么時候有雨，天氣預(yù)報會精細地告訴你,。

按照中國氣象局的計劃,，今年12月底前，我國氣象預(yù)報服務(wù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的“一張網(wǎng)”網(wǎng)格預(yù)報業(yè)務(wù)將正式運行,。這張網(wǎng)空間分辨率達5公里×5公里,，時間上可實現(xiàn)逐3小時發(fā)布未來10天的天氣預(yù)報，使公眾可隨時隨地獲得基于位置的精細化氣象服務(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。

1. 不用問北京的天氣

細化到公里 直接查家門口

天氣預(yù)報是不斷從定性預(yù)報,、描述性預(yù)報向數(shù)字化,、格點化預(yù)報發(fā)展的。比如,，原先氣象部門發(fā)布的城鎮(zhèn)天氣預(yù)報,，內(nèi)容只包括2400多個城鎮(zhèn)的天氣現(xiàn)象、高低溫和風(fēng)速風(fēng)向預(yù)報,，頻次也只是一天三次,，預(yù)報的時間精度和空間精度不夠高。2012年,，國家氣象中心推出了一個新的預(yù)報產(chǎn)品,，即大城市精細化預(yù)報,，該產(chǎn)品把全國省會城市、計劃單列市24小時內(nèi)的天氣預(yù)報進行細化,，每6小時開展一次預(yù)報,，降水量報到毫米，但即便這樣也不夠精細,，不能滿足各行業(yè)及公眾的需求,。

2010年左右，“網(wǎng)格預(yù)報”這一概念被引進到我國的精細化預(yù)報業(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城市所在的區(qū)域分解成許多個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個的網(wǎng)格中,，每個網(wǎng)格中的天氣情況也會有所差異,。

網(wǎng)格化預(yù)報就是針對這樣的每一個網(wǎng)格開展的。與原來的定點預(yù)報相比,，它在空間上更加精細,，也更具針對性。就拿北京的預(yù)報來說,，原來的預(yù)報只是以南郊觀象臺這一個點的氣溫,、降水等來代表整個城市天氣情況，但通過開展網(wǎng)格化預(yù)報,，北京的天氣不再由一個定點來反映,，針對北京的氣象服務(wù)和天氣預(yù)報可以精細地反映在整座城市每個不同的網(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化程度最高。其他十幾個省份也已經(jīng)可以實現(xiàn)3公里分辨率,、2.5公里分辨率乃至更精細化的預(yù)報,，都超過中國氣象局要求的5公里水平。

網(wǎng)格化預(yù)報的精細不僅體現(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)報中只會涉及一種天氣現(xiàn)象,，現(xiàn)在網(wǎng)格化預(yù)報可以做到全國范圍內(nèi)逐3小時10天預(yù)報,。隨時隨地，公眾都能了解到自己當前所處的網(wǎng)格是什么樣的天氣,，能夠清楚地了解氣溫,、降水,、風(fēng)等多個基本氣象要素。

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

網(wǎng)格化預(yù)報不僅讓模式更加細化，還提供了更為細致和豐富的預(yù)報內(nèi)容,。

也許,，以后我們再查天氣預(yù)報的時候，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 同時靠預(yù)報員經(jīng)驗

全國陸地加上海洋，這么多網(wǎng)格如何預(yù)報,？對瞬息萬變的天氣來說,，要讓預(yù)報員一個個格子做預(yù)報，那就太“過時”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)報的質(zhì)量和水平,。

目前，智能網(wǎng)格預(yù)報依賴的智能化氣象科技成果中最重要的是數(shù)值預(yù)報和集合預(yù)報,。高分辨率智能網(wǎng)格需要高分辨率區(qū)域數(shù)值預(yù)報模式支撐,。我國四套已業(yè)務(wù)化運行的高分辨率模式已通過建在上海的數(shù)值預(yù)報云（目前正在升級為智能網(wǎng)格預(yù)報云）實現(xiàn)全國共享,。

按照設(shè)想，未來,，結(jié)合物理機理與數(shù)值預(yù)報大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用的智能預(yù)報技術(shù)應(yīng)該是關(guān)鍵,。一方面，基于數(shù)值預(yù)報機理的數(shù)理統(tǒng)計形成復(fù)雜預(yù)報模型,、預(yù)報方法,；另一方面，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)挖掘,、機器學(xué)習(xí)等方法,，研究深度學(xué)習(xí)預(yù)報模型或預(yù)報機器人。

有了人工智能,，還需要天氣預(yù)報員嗎,？至少在過渡階段，預(yù)報員很重要,。他們的優(yōu)勢在于豐富的經(jīng)驗和對關(guān)鍵天氣形勢的把握,。理想的狀態(tài)是，初級階段,，預(yù)報員多年經(jīng)驗可以用來“喂養(yǎng)”機器和模式,；當模型和智能化水平越來越高、人工訂正的空間越來越小時,，一部分預(yù)報員將會投入技術(shù)研發(fā),，另一部分預(yù)報員將主要轉(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 準確率靠譜嗎

科學(xué)在前進 需求是導(dǎo)向

6月21日到24日,，北京全市平均降雨量達92毫米,。但差不多同時收到預(yù)警的人，身邊的暴雨卻并未同一時間抵達,。21日晚上,，河北、天津,、北京南部率先有雨,，一時謠言四起，有人說天氣預(yù)報搞錯了,。22日,，又是一天漫長的等待，當天深夜,，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)報是準確的,，但天氣預(yù)報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)報業(yè)務(wù)要解決的問題,。智能網(wǎng)格預(yù)報的初步目標是把全國分成5公里×5公里的網(wǎng)格，在這個基礎(chǔ)上每隔1小時更新一次預(yù)報,，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角落,，你得到的天氣預(yù)報將是你所處的5公里網(wǎng)格范圍內(nèi)的天氣預(yù)報,。假如你在南邊的某個“網(wǎng)格”里，那你和北邊,，甚至距離你不遠的西南邊,、東南邊某個“網(wǎng)格”里收到的天氣預(yù)報是不一樣的，你只需要在你所在地下雨前做好準備即可,。從另外一個角度看,，這也避免了無謂的恐慌，限制了謠言的傳播,。

有人會問,，劃這么細，準確率能保證嗎,？從氣象科學(xué)的角度看,，在同樣的技術(shù)水平下，當時間和空間分辨率變大,，氣象預(yù)報的準確率一般來說是會降低的,。但氣象部門在智能網(wǎng)格前期試點和試運行的過程中，首先要保證的就是使智能網(wǎng)格預(yù)報的準確率較以前的站點預(yù)報不降反升,。

其實,，甘愿冒著降低預(yù)報準確率的風(fēng)險，氣象部門也要改變傳統(tǒng)預(yù)報,、制作高時空分辨率的網(wǎng)格預(yù)報,，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)報的精細化程度會越來越高,。氣象部門從去年開始也在研制全球網(wǎng)格預(yù)報。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)報哪里查

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