“極端天氣那麼特別，難道還不好預報嗎？”去冬今春，北京極端天氣頻發，令許多公眾對天氣預報的準確性產生了疑惑。那麼，極端天氣預報究竟難在哪兒？採訪了北京市氣象局有關專家。

原因解釋

極端天氣緣何難預報

極端天氣氣候事件是指天氣（氣候）的狀態嚴重偏離其平均態，在統計意義上屬於不易發生的事件。通俗地講，極端天氣氣候事件指的是50年一遇或100年一遇的小機率事件。各種天氣都有出現極端的可能，極端暴雨/雪、極端高/低溫、極端大風/冰雹、沙塵暴、颱風等都屬於極端天氣。

極端天氣之所以難預報，在於天氣預報指標及概念模型的凝練需要長期的、一定量的歷史極端事件的積累和統計分析，而極端天氣出現的機率低，歷史事件少，因此對於極端天氣預報的可參考經驗有限。也就是說，由於極端天氣很少見，較難開展對其規律的深入認識。

預報員正在進行預報分析

大暴雨

量和時間難判斷

說到極端雨水天氣，不禁讓人想起“7·21特大暴雨”。雖然北京市氣象部門當時預報降雨的出現，但降雨的強度、降雨持續的時間等都沒有預測到。“這個原因就是之前沒怎麼見過如此大的暴雨。”市氣候中心主任王冀解釋說。

北京容易出現明顯降雨的時間基本上集中在“七下八上”的主汛期，這期間副熱帶高壓北抬，更容易在北京形成降雨。一般來說，冷空氣和水汽輸送配合才能降雨，而如果雨下得大，則必須得有非常充沛的水汽輸送，也就是得源源不斷地有水汽過來。“7·21特大暴雨”就是因為冷空氣和水汽輸送配合得非常好，水汽輸送持續不斷造成的。

王冀表示，降雨的預報本來就不容易。趕上這種特大暴雨的極端天氣，預報更是難上加難了。具體來說，降雨預報的難點在於持續時間、影響最強的時段以及路徑。目前，根據短期雷達，能夠相對精準地看到降雨系統的移動路徑。但是，如果根據預報模式來判斷，還存在一定的侷限性，特別是對地表情況變化很難有一個精準的判斷。“如果城市熱島效應比較強，會對降雨有促進作用；倘若遇到迎風坡或者在山前，也都會促進降水。”王冀說，這些因素都會給預報增加難度。

目前的預報水平，報是否有降水已經非常準確，難就難在降水量、降水落區和時間的判斷，這是未來預報水平需要提升的方向。

降雪量

雨雪轉化難把握

相對於降雨，北京最容易出現降雪的時間是每年的11月和2月。從時間上來看，就是剛入冬和冬春交替的時期。但是，下的每一場雪，相態其實都不盡相同，有的是雪，有的是雨夾雪。

瞭解到，冬季降雪、夏季降雨，兩者機制是一樣的，只不過是冷空氣位置和水汽輸送位置有所區別。稍有不同的是，夏季冷空氣的來源地比較廣泛，冬季的冷空氣則基本都是從極地過來。

王冀告訴，降雪預報最難的點，就在於對相態轉化的把握。由於雪是在高空形成的，降落過程中，大氣層溫溼分佈狀態不同，一場雪的相態可能會在雪、雨夾雪和雨中頻繁轉化。另外，城市熱島效應、大氣中的氣溶膠，也都會對降雪產生影響。“要是像東北那樣，降下來的全是雪，相對來說預報就更容易。而北京經常有雨夾雪，剛出現降水時氣溫高基本都是雨，氣溫慢慢降下來就變成了雪。但是，什麼時候轉化，雨會下多少、雪又能下多少，這就很難判斷了。”王冀說，從量上來看，一場中雨的量，如果下下來的全是雪，就能達到一場大雪以上的量級。

此外，初雪的預報更是難上加難。2009年11月的那場降雪，由於副高極端北抬，水汽輸送條件特別好，加上極地的冷空氣比較強，橫掃京津冀地區，北京也降下了罕見的大雪。當年，北京雖然預報報出了雪，但是對量的估計還沒有做到非常精準。

沙塵暴

輸送過程難定量

沙塵暴天氣本就是一種極端天氣，而對沙塵暴的預報，也沒有想象中那麼容易。

市氣象臺首席預報員雷蕾表示，3月15日的沙塵暴天氣，是近十年最強的一次，屬於極端天氣事件。對這種極端性天氣的定性預報基本沒問題，定量預報目前還有一定困難。

由於沙塵天氣的沙源主要來自上游地區。然而，對上游沙源地情況的判斷，目前能獲取的資料還不足，加上研究資料有限，會在一定程度上影響預報判斷。“沙塵暴近十年來確實沒怎麼見到，這些年研究的樣本都較少，已經跟上世紀五六十年代沙塵暴偏多時期的情況完全不一樣了，資料有限也影響了預報員的判斷。”王冀說。

從沙塵暴的預報角度來說，最難的還是在傳輸過程中的變數。雷蕾說，因為沙源地起沙之後，地表情況影響非常大，加上在傳輸過程中，沉降情況如何，影響也非常大。

雷蕾告訴，針對這次沙塵天氣過程，氣象部門提前釋出了相應的預報預警，提前12小時提示北京將受沙塵天氣影響。但是，在預報預警發出時，沙塵天氣還處於中蒙邊界。從蒙古國影響到北京，要經歷很遠的距離和很長的時間，是否會減弱或者能減弱到什麼程度，這些都是判斷上的難點。

有了3月15日的經驗，在3月28日今年第二場沙塵暴天氣到來前，預報員們在覆盤總結經驗的基礎上，充分考慮到今年冬季的極端氣候特點，以及上游沙源地的起沙機制，做出了更準確的判斷。“認識、預報、再認識、再預報，不斷總結，以此提升預報能力。”王冀說。

解決方案

科技手段提高預報準確度

天氣預報是以氣象探測為基礎，以數值天氣預報為核心，依靠預報員的綜合判斷分析而最終形成的。近年來，隨著新的探測裝置和新技術的發展，對於極端天氣預報的能力也在不斷提高。最根本的一點，人類對大氣運動機理的認識在逐步提升。隨著人類對大氣運動客觀規律的認識不斷加深，科學家們對於大氣運動的描述越來越逼近真實狀態，對於極端天氣的預報起到很好的基礎作用。

王冀告訴，近年來，由北京市政府支援的X波段雷達組網建設，對暴雨等局地突發性天氣徵兆提供技術支撐。此外，一些智慧化氣象監測手段將在監測大氣立體變化方面得到很好應用。各種探測資料的充分融合應用，組成了時刻監視大氣運動和變化的觀測網，預報員可以更早地發現大氣運動的細微變化。

在數值預報、集合預報、人工智慧等技術發展的基礎上，北京市氣象局還研發了針對北京地區複雜地形下的中尺度數值預報模式體系——睿圖模式，這可以在一定程度上彌補大尺度數值模式的不足，對極端性天氣的預報能力也會有所提升。同時，有各種數值預報模式和AI技術研發產品的整合應用，也確保預報員有更多手段支撐災害天氣的預報。“AI能起到一個輔助的作用，預報員在AI預報的基礎上，再根據自己的經驗進行訂正。”王冀說。

有一年汛期，一個颮線天氣過程影響北京。颮線天氣過程範圍小、時間短，當時歐洲、美國和日本等預報模式都沒有反應，而睿圖系統的數值預報子系統透過實時吸收上游的天氣雷達觀測資料，在上午11時已經顯露出訊號。預報員清楚地記得：“當時有一點徵兆，但感覺雨量不大，而到了下午2點的時候，就非常清楚了。”果然在當天下午，北京就出現了由颮線天氣系統帶來的一次強對流降雨過程。

據悉，這種天氣過程不僅強度大，而且天氣系統走得非常快，往往北京從西到東，只需要3個小時就過去了，對天氣預報來說確實是非常難的。正是因為睿圖系統的應用，形成了快速更新的精細到1公里的預報產品，所以才準確地預報出了此次強降雨過程。

（原標題：北京極端天氣頻發 讀者很納悶 極端天氣是怎麼預報出來的）

駱倩雯

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作者/來源：北晚新視覺網

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