(完整版)天气预报准确度

一、天气演变的自然不确定度 和人们认知的时代局限性
“天气预报不准”，真相如何？
✓ 日月蚀报得很准（确定性问题） 太阳风和磁暴报得怎样？（带有偶然 性和时限）
✓ 小行星轨道的计算（受观测误差限制， 具有时限性）
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✓ 锅炉中的流体运动，湍流的湍涡元无人计算， 湍流元（单体）具偶然性，不可预测。 某些统计特性（如平均温度，平均流量等量 的宏观具确定性）可以计量，但精度受测量 技术和对统计规律认识的限制。
北缩 成涡
原地 加强
2013年04月12日20时500hPa高度场
（初始场）
实况变化与预报变化之 相关系数C＝0.67
（多年平均C>0.6，可用） 与世界最高水平（欧洲中心） 相当。
2013年04月19日20时500hPa高度场 （第七天实况）
2013年04月12日20时500hPa高度 （第七天预报场）
2014年全国数值预报技术交流会 2014年10月30日，长沙
实事求是的科学（客观）态度看 天气预报的准确度问题
曾庆存 （中国科学院大气物理研究所）
一、天气演变的自然不确定度和人们 认知的时代局限性
二、天气现象（或气象要素）与天气 系统预报的区别
三、数值天气预报的不确定度和不断 （逐步）提高其准确度问题
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三、数值天气预报的不确定度 和不断（逐步）提高其准确度问题
✓ 数值天气预报误差之来源
• 初始场误差（由观测网站密度、观测精度、 能观测的气象要素…决定）
与模式的要求不完全匹配
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• 模式的误差（对过程规律的认识不足，对宏 观和随机过程相互作用不太清楚；其中物性 参数不准确；观测资料未能提供所需的足够 参数）
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✓ 要实事求是地告诉政府和人民 大众；
✓ 切不可包揽一切，作茧自缚； ✓ 我们必须努力做到报出那些本
该预报准的，努力缩小那些因 认知不足而误报的。
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二、天气现象（或气象要素） 与天气系统预报的区别
天气预报是通俗来说的一个笼统的概念（名 词），科学地说应细分。 ✓ 天气系统（Weather system, synoptic system） ——指天气现象分布有明确结构的格局（可 见或可分辨的），例如作为一个系统来说的 气旋、冷高压、副高、台风等。 它们是确定性的，从而可以用现代“科学推 理方法”作预告（例如求解动力学方程即数 值天气预告方法），尽管有一定的不确定性。
北半球500hPa位势高度年平均距平相关 系数与国外主要系统的对比
距 平 相 关 系 数
— 国外数据引自美国国家环境预报中心 http://www.emc.ncep.noaa.gov/gmb/STATS_vsdb/
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2012年韦森特（1208）台风路径（左）和 强度（右）的24小时预报（粗黑线为实况， 其余是集合预报中的一些个例）
7Байду номын сангаас
✓ 天气现象（或气候要素，meteorological elements，即 描述天气现象的那些要素；如风、云、雨、晴、阴等） 有许多往往具有局地性和偶然性，变化多端，不易捕捉， 预报员的经验对其预报是很重要的。
✓ 外国的天气预报是否比中国的准？不是！ 其实，中国气象局、站从中央到各省、市、县，有广大 的预报员专门对各自地方的气象进行测报，预报面也广， 责任心强，比外国的强，他们的工作是很值得尊敬的。 外国虽有多卫星、好雷达、“好模式”（？），但都有 缺失，监管地广人稀，外国人民同样批评为报不准。
在预报服务中发挥了重大决策参考作用
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实事求是 踏实钻研 通力合作 稳步向前
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• 计算误差的限制 • 天气演变自身的混沌特性及其与上述误差的
相互作用
✓ 预报的（平均）离差和（统计的）可预报 时限。
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模式的分辨率（格距和步长）和可预报的分 辨率是不同的
阵风报不出！（其周期为1~4min，而δt~秒级）
澎湖空难
……
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ECMWF为什么在世界最好？
• 1980年以来一直稳定支持，不懈努力 • 设备好，管理好，制度好 • 模式，集合预报，资料同化（中国气象
卫星有专用通道传给ECMWF ！）都好
三者都有中国的功劳。
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我国的水平
• 总参气象局水文空间天气总站的中期数 值预报已与美、日相当，逼近ECMWF
• 中央台和广东省台、……台风路径短期 数值预报（台风中心、登陆时间）是西 太区预报最好。
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中期数值天气预报 （总参气象水文空间天气总站）
南伸 发展
韦森特（1208）台风登陆时的 地面天气形势预报图。箭头为 风速矢量，风速大小用线之长 短表示。彩色为观测到的雷达 回波强度，它越强就降雨越强。
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广东省气象局不同预报时次对台风“威马逊”的24、48、72小时路径预报图 广东提前4天预报出“威马逊”形成， 提前3天预报出登陆地点和时间，登陆 时间仅差半小时，提前1-2天预报路径 为各家中最好。
✓ 微观世界——量子力学 粒子运动具有测不准原理。 大量粒子的宏观统计特性可算准，如光谱。
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自然界的一切，都具有其自身 的不确定度；具有可预测的一面 （部分），也具有不可预测的一面 （部分），气象（天气和气候）更 是如此。
且认知和预测精度也受认知的 科技水平的时代限制，一定要实事 求是，区别看待。