自動氣象站數量、密度世界第一：趕超歐美，中國花了40年_風聞

來源：知識分子

在氣象領域，中國是“發達國家”！

講者 | 卞    贇（中國氣象局氣象工程師）

非常榮幸，今天能夠有機會與大家聊一聊氣象學的話題。

從屏幕上，大家已經看到了，我的頭條號叫天師卡贊，但是剛才畢導介紹我是卞（biàn）贇（yūn），這是為什麼呢？

快遞員、外賣小哥……所有跟我接觸的人看到我的名字以後，都念成右邊這個樣子。（笑聲）特別是有一次，在我們世界氣象日的活動中，所有的小朋友都這樣念……後來我想了想，為了科學的傳播，我做一點犧牲吧！於是，我的名字就變成了卡贊。

我介紹一下我自己，我是卞贇，來自中國氣象局，是一名氣象工程師。我自己主要工作是氣象編審。

什麼是氣象編審？大家看這樣一條新聞，前不久北京經歷一次冷空氣的時候，光明網小編寫的標題，氣温下降46度，局地下降68度。

我想請問一下大家，你們有沒有經歷過這樣的天氣？

其實，他就是犯了一個很小的錯誤，我們本來寫的是“氣温下降4-6度，局地下降6-8度”，結果他把“-”去掉了。這就會造成一個很嚴重的恐慌，當時這條新聞的被轉載率非常高。然後我就去給他洗鍋，沒有辦法。

當然，我們做氣象編審的工作，被大家問得最多的一個問題，就是“天氣預報為什麼不準？”是不是説出了在座各位的心聲？

那麼今天我們就聊一聊為什麼，跟大家想象中有什麼差距。

天氣預報：用數學的方法來算天

首先，我説一説天氣預報是什麼。

我讀大學的時候，在學校門口理髮，理髮小哥跟我説，我覺得學氣象學的人一定長得帥，口才好，特別能背書。我問為什麼，他説，因為我覺得氣象學是一門文科。很不幸，氣象學是一門理科。我跟畢導都屬於理工男那類人。

（上圖）右邊這兩張圖是我們日常工作中經常遇到的產品圖。什麼是氣象學，其實本質上來説，氣象學就是蒐集大量的氣象數據，比如説氣温、氣壓、空氣濕度、風速、風向等等這些數據，蒐集回來以後，利用數學的方法去解一個方程，來求解未來天氣到底是怎樣的一件事情。

那麼問題來了，如何收集大量天氣數據？

這件事情聽起來好像是兩句話就可以解釋清楚的，但實際上做起來卻是非常複雜的一件事情。它應該分為三個方面，第一塊，如何蒐集這些數據，我們先看一個短片吧。

好，剛才我們看了一個短片，其實就是介紹一下氣象衞星。

氣象衞星就像我們在太空安插着觀察地球大氣變化的一雙眼睛，一共八顆衞星，主要分為兩類，一種是極軌衞星，一種是靜止衞星。極軌衞星離地球更近，它看得更清楚，但是對於某一個地方，一天只能觀察兩次。靜止衞星，靜止在地球上方的某一個位置，可以全天候24小時不間斷觀測，但是離地球比較遠一些。這些年我們在氣象衞星上下了很多力氣，拍攝能力提高得非常快。

這張圖是極軌衞星，左邊就是剛才提到的比較老的星“風雲一號A星”拍攝的圖片，像什麼呢？像大家玩過的紅白遊戲機，超級馬里奧這種，顆粒感非常強烈，並不是很清楚。到現在，最新一顆風雲三號D星拍攝雷州半島的時候，它的海岸線、植被的情況，以及海水的樣態就非常清晰了。

那麼對於靜止衞星，大家就更熟悉了。

像風雲二號早期的時候基本上只能看到中國大陸白茫茫的一片，因為它只能掃描一個平面；到風雲四號靜止衞星的時候，不僅是平面上覆蓋區域廣、拍攝非常清晰，還可以同時對大氣的垂直方向做一個CT，也就是對於不同層級，我們都可以瞭解得非常清楚。在一個固定體系當中，通過的水氣通量能判斷清楚的話，我們就能更清楚地天氣的變化。

右邊這張圖，大家有沒有覺得非常熟悉？這就是微信的開機屏。

在風雲四號發射成功之前，我們一直用的美國衞星拍攝的圖。到後來就替換了這張圖，也是證明了我國氣象衞星的實力在不斷提升。

除了我剛才提到的，太空中有無數的眼在觀察我們地球大氣的變化，在地面上，我們也做了很多工作。

這三張圖大家知道分別是什麼嗎？第一張圖是百葉箱，中間像九寸釘耙一樣的是低温器，測地表的温度和濕度，這是我們過去常説的人工觀測。

我們國家解放初期的時候，全國所有的氣象站不足百個，而且只是在中大型的城市，像北京、上海、南京等等大城市才有這樣好的氣象站。但是到現在，也就是2018年底的時候，我們國家已經擁有了6萬多個自動氣象站，覆蓋95.6%的鄉鎮，數量、密度達到世界第一的位置。

什麼是自動站？就是右邊這張圖，這個站架在那裏，就可以自動觀測、監測與數據的傳輸，不需要人操作。這有什麼好處呢？有一次，我去青海，在可可西里無人區，我們安裝自動站經歷了幾天的時間，非常辛苦，因為要自備乾糧、水分。很難想像，我們再安排氣象人員在那樣艱苦的環境中去觀測。

正式有這種自動站的技術以後，我們現在在全國都已經鋪開了，可以獲得更多、更詳盡的氣象數據。

如果手算，至少需要100個人算半個月****才能知道明天的天氣是怎樣的

剛才我聊的是如何蒐集這些數據，那麼數據蒐集來了以後，我們該怎麼辦呢？

這就進入到關鍵問題，計算結果，也就是我剛才説的解方程的過程。不知道在座的各位，在學生時期是怎樣理解方程的。其實氣象方程大概是這個樣子，我剛才也強調了，我們地面有這麼多觀測站，它的隔點越密，獲取數據就越詳細，對計算的要求更高，需要參與的參量和變量更多，因此其實就是個方程套方程的過程。

這張圖左邊是我簡單列舉的動力方程，右邊是我當年記下的筆記。**計算出一個天氣預報的結果是非常難的。**難到什麼程度？如果以現在我們得到天氣預報的標準來看的話，如果想計算，**至少需要有一百個人算半個月才能得到明天的天氣是什麼樣子。**半個月之後的話，那隻能廢紙摘要，沒有太多的意義。

但是現在計算機很牛，算這個東西大概只要幾秒鐘的時間。我列舉了一下，我們高性能計算機發展的一個歷史，到現在的時候，我們使用新一代計算系統“派-曙光”計算能夠達到八千多萬億次浮點的運算，能力是非常強大，在過去是很難想像的。

所以我們現在非常榮幸，我們氣象系統一直使用着我們國家最先進的一批高性能計算機。因此**我們中國氣象局高性能計算機系統總體規模已經達到世界第三，僅次於英國和日本。**但是我想説一句，我們其實非常了不起，英國和日本因為國土面積比較小，計算體量比較小，而我們有960萬平方公里，達到這個成績非常不容易。

我國現在晴雨預報準確率達87%以上

最後得出一個結論，我們我們國家現在的晴雨預報準確率達到87%以上。

大家平時的時候通過手機和互聯網各種方式捕捉到的天氣預報，在72小時也就是三天之內的預報準確率，是非常高的。

當然了，87%之後，還有13%的不準。這13%的不準從哪裏來的？

其實有這麼兩方面，一個是地面的變量，就是我們經常説的下墊面的影響。如果是廣袤的平原，沒有動物和人以及其他任何的東西，我們去計算天氣情況的時候，相對是比較簡單的。但是地表是複雜的，有山川、河流，對大氣環流都是有影響的。我們要模擬地表面去建模，本身就是很困難的事。

更可怕的是，還有一個可怕的物種，就是人類。其實我們自己每天就在大量排放各種各樣的氣體，各種各樣的污染到空氣當中，造成了多少人量的排放，多少污染物的排放，是很難去把控的。在這個時候，準確預測天氣的難度，在無形中加入了很多的變量。我們剛才看到方程，又需要列出很多的方程，填補進去，這個難度很大。

另外就是時間變量，就是説，當這些不確定性因素不斷地疊加，短期內無限接近正確值，時間長了以後，衰減會非常厲害。

所以，我們平時看天氣預報，三天之內很準，一週我們就大概看看趨勢。

剛才兩個方面我們都講完了，那麼天氣預報是不是就百分之百OK呢？

公眾對氣象的認知還遠不及世界發達國家水平

其實還有一方面，就是需要引導公眾對於氣象這一門自然科學的認知，我們國家和發達國家還是有差距的。

舉個例子，比如像美國，是龍捲風之鄉。大家都知道，美國龍捲風非常多，美國對於龍捲風的預報能力很有限，準確率也就10%-20%的水平。但是公眾收到龍捲風預報預警的時候，他們會第一時間躲入地窖去躲避，預警解除以後就出來了。至於這個龍捲風是不是真的出現，他們並不是特別在乎，因為在地窖裏面可以好吃好喝。

在中國是什麼情況呢？我們説明天要暴雨，停課，大家都回去休息了，結果第二天可能降雨沒有出現得那麼強，第三天這個市長可能就要找氣象局問責了。“你們報告到底什麼東西，到底準不準”，整個輿論就開始鋪天蓋地地説氣象局撒謊。

所以説，我們公眾對災害的認知並不強。

比如前一段時間我們經歷過的颱風山竹，大家對台風山竹認識不夠強，各種耍酷、搞笑言論也都有，實際上山竹威力非常強。有一個名詞大家可能都聽過，叫“侏羅紀深圳”，就是整個深圳市的樹都被颳倒了，上班的路根本走不了，但是大家之前並不在意這件事情，這就是認知的差異。

卡贊：“我有責任成為一名追風者”

於是我覺得自己有責任去幹一件事情，就是成為一名追風者，用我的肉體去幫大家體驗風雨。我人生中經歷過最強的颱風，是菲特，它當時登陸福建最北端。這是當時我在風雨中拍的一張照片，比較慘。

當然我們追風肯定要專業一些，帶一些裝備。

我今天也帶了一個裝備。就是我手中的測風儀，能在風經過以後錄得風速，也能捕獲其他氣象要素，比如温度、濕度。

我當時就是拿着這個儀器，錄的39秒米的風力。不知道大家對這個東西有沒有概念，很多朋友見過風力等級表，最大是12級，陸地上很少見，後面是這麼一句備註。39秒米比這個還要大，達到13級。我當時怎麼錄的呢？背後是牆，這隻手伸到外面，這樣錄的。因為我人已經被這個風吹得，頂在牆上動不了，我沒有被吹走已經算是幸運的了。所以説追風這個經歷讓我深深明白了這個災害的影響，通過電視屏幕也讓更多人瞭解到這種災害的危險性。

這裏我展示了一些我的裝備，上面是衝鋒衣，下面是短褲，那個是涼鞋，在那個風雨中我的內褲濕透了只需要一分鐘。

跟死神擦肩而過的故事

這個故事還是因為那個颱風“菲特”。

當時我在做一個電視的直播，我是迎風面，攝像師是背風。當時像這麼大的鐵皮物從遠處飛過來，我下意識把攝像師掰開，這個東西劈到旁邊這個樹，樹大概這麼粗，直接劈斷了。這個東西要是劈到我倆身上，我倆估計完蛋了！

但是我當時並不以為然，第二天台風消退了以後，我們出門才發現，整個蒼南縣都全淹了，大部分的樹都折斷了。在風雨當中多待一段時間，一塊鐵皮不行，來十塊，來一百塊，我估計我也完蛋了。

剛才提到的颱風“菲特”最後被除名了，很多朋友會説，這颱風影響這麼強，為什麼會被除名呢？其實，除名這個概念是指這個颱風影響非常大，受災非常嚴重，我們就把它除名，用來特指那一年的颱風，引起公眾們的重視，以及對台風防災減災的注意力。

除名這個概念怎麼來的呢？因為有14個國家和地區是颱風委員會的成員，每個地方提供10個名字，列出來140個颱風名字的表，輪流往下走，所以説有的颱風名字過了五六年又出現了，是這個名字在循環用。

在氣象領域，中國是“發達國家”

當然很遺憾，什麼時候給颱風命名，什麼時候標號，這個權利掌握在日本人手中，因為我們當時科技水平不如人家。當然這些年，我們颱風預報水平不斷提升，誤差率已經低於70公里，**已經達到世界先進水平。**同時提前三天預警，過去在六七十年代，一個颱風過來，在我國東南沿海會死幾千人，現在很多台風來了基本上是零死亡率，所有的船隻和人員都會得到安全的處置。

包括前面提到的氣象衞星，像颱風的監測，包括我們自身預報的水平都在提升。現在，我們已經開始領導世界上其他的國家，有93個國家和地區，100多個行業，2000多家用户都在使用我們的數據，來為自己提供服務。

在2017年5月份，我們中國氣象局，也被認定為世界氣象中心，這是非常了不起的成就。因為在發展中國家裏面，我們是唯一一個擁有這個稱號的。也許在別的領域裏，我們和發達國家有很大的差距，但至少在氣象領域裏，我們已經和發達國家在一個橫列當中。

回顧一下我剛才説的內容，就是三個方面，收集數據、計算數據，以及公眾的科學認知。

是不是做完這三個方面就已經OK了？其實遠遠沒有，新的挑戰還有很多，特別像現在氣候變化的影響，對於我們社會公眾來説非常大。比如説全球在變暖，冰川在消融，海平面在上升，另外極端天氣氣候事件越來越多，比如暴雨、颱風頻發，受災的強度越來越大，像很多人吐槽為什麼北京不下雪。

所以，這些東西對於我們來説都是挑戰，我們自身要不斷修煉內功，不斷努力提高自身的預告技術，目的還是為了更好地保護咱們大家的生活。

回到剛才主持人介紹的那句話，縱然天有不測風雲，不會因為天氣影響生活和您的計劃。謝謝大家。