气温预报的“前世今生”
02.02.2016 17:33
本文来源: 气象局
如今，天气已成为民众关注的重点话题之一，精细和准确的气温预报也为公众生活的方方面面提供了越来越多的指导和便利。气温预报作为气象预报的重要内容之一，自新中国成立以来，历经几代气象工作者的不懈努力，气温预报得到很大的提升。日前，记者采访了曾在中央气象台工作的三位专家——李小泉、陈善敏、陈秀凤，伴着他们的回忆，去发现气温预报的“前世今生”！
早期气温预报需把握大形势和总趋势
在上世纪50年代，办公环境简陋，气象资料稀缺，天气图要用铅笔手工绘制，气象数据的统计计算等工作均需人工使用算盘完成……在简陋的环境中，气象工作者摸索推进预报业务的发展。
回忆起早期的气温预报，陈善敏说，中央气象台最初的气温预报没有现在分得这么细，过去报得比较粗。比如，短期预报需要报出全国大范围重要天气过程和天气趋势，在此基础上预报冷暖空气对各地的影响，为各个站点提供指导及对外服务，并没有像现在这样详细预报每一个站点的气温。当时的短期预报以24小时的天气预报为主，中期预报关注3天至5天的天气，月、季、年的预报则属于长期预报。
气温预报也是长期预报的一个重要项目。李小泉在1958年毕业后先后在气象科学研究所和中央气象台工作。他说：“上世纪50年代的长期预报最开始采用的方法是历史要素演变法。根据历史上各个站点统计的资料，预报员总结、推导气温的周期性变化规律。”当时最重要的是掌握气温的变化趋势，也就是与往年的平均气温相比是偏高了还是偏低了。通过建立回归方程或相关的表格，来进行统计预报。后来，长期预报又进行了数理统计，建立相关方程，并结合农谚和群众经验寻找前期温度与当前温度的相关性，对气温预报等进行检验。
中央气象台当时的任务和现在有所不同。当时需要把握的是大的天气形势和气温总的发展趋势。一是为国家决策和工农业生产部门服务，最重要的是抓住大范围寒潮、大范围的强降水、台风等全国范围内的重大灾害性天气的发展过程；二是把握天气形势大的变化，指导地方气象台进行预报。地方气象台结合各地情况对预报进行补充和订正。当时，中央气象台的资料是最多的、天气图是最丰富的，地方台站的资料多由中央气象台提供。而具体市县的气温变化，则由当地的气象台来进行预报和服务。
1969年1月份，在一次强冷空气影响下，全国各地普遍降温，南方地区出现了大范围的冻雨天气，部分铁路、公路、通信线路和电力线路中断，工农业生产受到了严重影响。当时，周恩来总理就召集了包括气象在内的国务院有关部门人员，到中南海研究对策。在气象工作者仔细分析了那次天气过程后，周总理肯定了气象部门的工作，认为气象部门非常准确地抓住了那次过程，并殷切地希望气象工作者要深入生产第一线，了解灾害天气对工农业生产的影响以及它们对气象工作的需求，做好预报服务工作。“当时，我们中央气象台的《天气公报》上报给中央领导后，周总理和李先念副总理也都作了批示。”回忆起当时气象部门的工作，陈善敏老师的眼神熠熠生辉。
资料稀缺和手工操作是当年的两大难题
资料稀缺是预报员在上世纪50年代、60年代开展气温预报时所面临的最大困扰。由于过去气象通信主要是靠有线电缆进行资料传输，中央气象台预报员与地方气象台预报员联系也只靠长途电话。如果某个区域的线路一旦出现传输故障，中央气象台预报员就接收不到该区域的天气资料了。在进行城市的气温预报时，缺少或者没有资料会令人非常头疼，预报员也只能硬着头皮去做。
“记得一次我与武汉的预报员通过长途电话会商天气时，对方竟然听不到。这就是因为武汉在长江以南，电缆需要过长江，信号不好。”陈秀凤说，“当有重大天气过程出现时，碰到这种情况就会令人非常着急。在上世纪90年代，9210工程建设完成后，开始通过卫星通信传输资料和通话联系，这种情况才得以明显好转。”
过去制作天气预报分析绘制天气图，由于资料传输慢，且常常缺报，又要赶时间，预报员要用手工填写每个站点资料，着实费精力。在天气图上，一个站点的面积只有1平方厘米，填图员要在这小小的方格之中填写18项气象资料。一张地面天气图很大，有时甚至需要将其裁成两半，由两位填图员分头填写完成后再拼接在一起。有时预报员着急，甚至一边看着填图员填写资料一边画等值线、分析天气，可见时间之紧。
当时做预报，预报员的很多时间都花在手工操作上了。由于各地方缺少相关的资料，中央气象台的预报员就将500百帕天气图、850百帕天气图的等值线选出特征线，按照经纬度编成电码，发给地方气象台站。各省预报员再根据电码在图上点绘出资料，得到天气形势图。
在上世纪70年代末80年代初期，传真机、绘图机调试成功后投入业务运行，机器代替了人工。虽然比不上现在计算机进行的客观分析，但相比于纯手工制作来说也是一种进步。
技术发展促进气温预报逐步精细化
上世纪50年代到70年代末，还没有精细化预报。因为那时候除了实况天气图之外，没有像现在这样的各种各样的形势预报、要素预报的资料。上世纪70年代末、80年代初预报员做的短期气温预报也没有像现在这样精细化，主要是抓过程，预报冷空气影响各个地区具体的时段和降温幅度。
实际上，我国气象部门在上世纪70年代时就开始引进了先进的技术，开展气象现代化建设，与国际上的联络也多了。如我国与日本、德国协商开通了东京和奥芬巴赫气象通信线路，加入了全世界的天气监视网，这就使我们获取的资料更多了，时效也更快了。随着气象事业的逐步发展，我国也逐步研发自己的数值预报产品。上世纪70年代，我国气象工作者就去日本学习引进相关的技术与模式，之后在参考欧洲中期天气预报中心相关技术的同时也研发自己的数值预报模式，逐步建立了国家气象中心的数值预报业务。
1982年2月，我国第一个数值预报业务系统——短期数值天气预报业务系统正式投入应用，结束了中国只能使用国外数值预报产品的历史。从那以后，气象工作者在进行气温预报时可参考的资料就多了，从欧洲中期天气预报中心来的产品也多了，自己加工的产品也多了，计算手段也多了，所以气温预报也能往精细化的方向更进一步了。有了数值预报业务后，中央气象台的气温预报也得以愈发精细。
一开始中央气象台并不做全国气温分布预报图，因为预报单点的气温都是由地方自己来负责的。在上世纪80年代，有了这方面的需求，中央气象台在进行精细化预报时也结合地方的预报意见，最终形成包括各省会城市气温的预报产品，在电视等新闻媒体上进行播报。
在上世纪90年代，气温的精细化预报只是精细到某一个点，而且对于时间也有不同的需求。当时进行精细化的预报相对来讲也是有难度的，而且不同的预报员的预报结论是不一样的，准确率会有所差异。据陈秀凤介绍，在考虑某一个地方的气温时，首先要知道该地周围的环境、海拔、地形地貌的影响等因素。所以在做气温预报的过程中，工作了10年的预报员比刚参加工作的预报员就会考虑更多的影响因素。
上世纪90年代末，中央气象台就开始有大范围的全国气温预报了。每个省（自治区、直辖市）把各个站点的资料传到中央气象台，中央气象台将资料计算好，制作出客观的、精细化的气温预报产品。
气温预报未来将更加客观化、自动化
以前，数值模式的空间分辨率在50公里×50公里左右，要做某个点的精细化预报只能根据预报员对资料的统计、分析以及长期积累的经验进行人工预报。随着数值模式的发展，预报误差逐年减小，分辨率逐步提高。目前，中央气象台基于站点的气温预报能够精确到每个乡镇，格点化的气温预报能够精确到10公里×10公里，而这得益于数值模式的发展。
就当前中央气象台日常的气温预报业务情况，记者采访了中央气象台预报员董全。据他介绍，中央气象台的气温预报业务主要有两方面：一方面是基于模式输出统计预报的站点和格点的日最高气温和最低气温预报；另一方面是针对各个季节的不同天气特点，进行与气温相关的各类灾害天气的预报和预警，主要是高温预报（预警）和低温预报（预警）。
相比于以前，现在的气温预报过程更加客观化。就中央气象台的日最高气温和最低气温的预报来说，计算机完成数值预报的结果输出以后，预报员根据这些结果，结合各类天气发生的要素条件，进行订正并降低时空分辨率。在进行高温、大风降温、极端低温等与气温有关的预报时，预报员首先对比数值预报的结果和前期的气温实况，之后在两者之间建立一个数学模型，从而用来订正后续的数值预报结果，得到准确率更高的预报。在模型订正过后，预报员将预报结果放入MICAPS系统，再根据预报员的经验再次订正。
“在2009年我刚参加工作时，模式质量和准确率没有现在好，可供参考的产品没有现在丰富。在进行大风降温天气的预报时，没有比较统一的标准和客观产品。经过这几年的不断摸索、总结以及与应用部门的沟通，标准明确了，预报服务也越来越细化。”董全说，“例如进一步修订和完善低温预警的标准并发布更为完善的预报服务产品，建立了一套数值模式的订正系统，将数值模式预报的气温误差从2.5℃缩小到1.5℃左右。”
以前客观产品的支撑是不够的，现在能直接在客观预报产品的基础上进行订正，减轻了预报员的纯手工劳动，让预报员能够将时间更多地用在对预报的思考和订正上，而这有助于预报业务的进一步提高。未来气温预报的发展目标是更加客观化、自动化和精细化。（来源：中国气象报）
（编辑：孙镆涵 编审：袁长焕）
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