天气预报到底为什么不准？

　　3月23日是气象日，嗯，虽然可能maybe大概有很大的可能性是不会被过成情人节的，知道的人不多，但壹读君还是想趁此机会给大家科普一下“天气预报”这个让人又爱又恨的东西。

　　爱是因为天气预报已经成为生活必备，恨大家都懂的——天气预报不准。一些人还被天气预报cao出了错觉：天气预报是越来越不准了。

　　壹读君先给大家看一下气象局的证明：从2012年到2017年，我国的24小时短时预报、最高气温预报准确率、最低气温预报准确率都在不断提高。

　　但进步并不等于“准”，这些预报的准确率只有百分之八十几，并不是百分百。为什么天气预报不能百分百准确呢？我们首先得看看天气预报到底预报些啥，以及天气到底是如何被预报的。

　　天气，大家高中地理课都学而且被地理老师背过，是气象要素如温度、气压、湿度等这些随着时间的变化和产生的各种现象，比如雨、云和大家喜闻乐见的雪这些。

　　以前为了方便干活，古人会推测第二天的天气并总结了一些谚语，比如小时候经常听爹妈说的“蜻蜓成群飞，雷雨要来临”“蚂蚁搬家下大雨”and so on。

　　但这些都只是经验，不是正儿八经的天气预报。科学的天气预报得先收集各种数据（温度、湿度、风向、风速、气压等），再利用我们对大气的认识，对未来的天气状况进行判断和预测。

　　一般来说，天气预报分为四个部分：短时预报、短期预报、中期预报和延伸期预报，短时预报和短期预报准确率比较高。

　　短时预报是对未来0-12小时的天气预测，其中0-3小时还可叫做临近预报。举个栗子，现在为壹读君报天气时间：

　　中期预报是对未来4-9天的预测，延伸期预报是对10天以气的预测。比起短期预测来说，中期和延伸期预报时间更长，当然也更糙更不准，做不到预报具体日期的温度和降水，到底是多云还是天气晴，因为它们只是根据当前的大气运动推测出来的天气趋势。

　　第一个步骤就是收集初始数据，通过气象站、浮标、雷达、气象卫星、探空气球等收集气压、气温、风速、风向、湿度等。

　　之后就该轮到数值预报了。数值预报是现在天气的主要预报方式，用人话说就是把的数据经过一定的模式用计算机算出来。

　　计算机算听起来似乎很简单，其实贼扒拉费劲。壹读君随手截了个数值预报的教材目录图，真的，壹读君再也不想看第二眼，

　　1916年到1918年英国数学家里查逊曾经试图用人工进行数值预报，他组织了大量人力进行第一次数值预报尝试，仅仅只预测未来24小时的天气，就花掉了多人+手摇计算机12个月的时间，把这工作量给一个人干的线年，也就是死了还得爬起来再干半辈子。

　　气象局对数值预报的一份总结里，T639、日本和EC等数值产品对2月西风指数的预测，结果就不是完全一样的：

　　下面是一份3月19日气象局的数值预报产品天气学检验评估公报，EC和GRAPES-GFS两种数值模型对大雨以上等级的雨带的预报都出现了偏差，而且对暴雨的预报，出现了不同程度的报空（报了没出现）和报漏（出现了没报）。

　　所以计算机算出来的天气还得经过预报员们的人工操作，结合天气图、气象卫星资料、雷达图等各种多得看到想吐的图片，最重要的是用练出来的经验，最后再做出比较准确的预报。

　　以前，壹读君只想知道明天到底下不下雨，但现在，壹读君想的可就多了，明天什么时候下雨？几点下几点停？下多大？壹读君是和妹子一起撑一把伞呢还是一起撑一把伞呢？

　　虽然妹子是妄想，几点下雨几点停也基本妄想，就目前的天气预报水平而言，壹读君是不会知道在2018年的零时零分零秒，纽约时代广场到底会不会下雨的。

　　原因小了说有两个。一是大气的锅，天气系统的混沌行为是天气预测不准最基本的原因。混沌就是，差异极小的两个初始场可以发展成大相径庭的状态。大家从小在语文课本里学过的蝴蝶效应就是一种混沌行为，一只在巴西的蝴蝶，扇一扇翅膀就可能导致德克萨斯州一个月后出现一场暴。所以那些天气系统，气旋、反气旋、锋面等，在运动过程中稍受点别的影响，天气状况就会发生变化。

　　还有一个锅是技术。早在史前时代，人类就试图预测天气，我国古代也有夜观掐指一算天气的记载和谚语，亚里士多德更是在公元前340年写的《论》中写了不同的天气状态，但这些距气象科学还很远，现代气象学发展不过百多年的时间，还是门非常年轻的科学，我们对它的认知还不够。

　　从17世纪科学家开始使用科学仪器（比如气压表）来测量天气状态，到电报发明天气预报能扩散开来，再到1970年后数值预报成为天气预报的主要方式，天气预报的技术虽然一直在不断进步，大家对天气预报的需求也是水涨船高的，要想做到精细化天气预报，数据的采集和传输过程中都还有很多技术问题。

　　就拿初始数据来说，上文说过初始数据要靠雷达、气象站、卫星之类的监测，目前全球陆地上有大约 10000 个气象观测站，但这些地面观测站的分布并不均匀，欧洲最多，非洲和南极、高原地区都比较少。我国的地面观测站分布也不均匀，在青藏高原西部地区国家级地面观测站密度是每万平方公里0.6个，而全国是2.52个；区域自动观测站密度是每万平方公里1.76个，而全国是32.85个。没有监测就没有初始资料，没有初始资料连预报都不做不了，还谈啥子准不准哦。

　　观测到初始资料后资料的传输也是个大问题。除了提到的观测方式外，还有一种观测方式是飞机航空观测。全球差不多同时有 3000 架飞机可以提供气压、风和温度的报告，但这些资料要传给有关气象中心，气象中心还得对这些资料进行处理，处理之后再用计算机按照模式输出，等到做出结果来，5到6个小时就没了，而天气的状况早就变过一轮了。

　　所以说，天气预报终究只是个“预测”而已，连确定的数学题一不小心解错一步都正确不了，何况混沌的大气，百分百？不可能嘛。