“隻要大家學會(hui) 看雷達圖，以後自己也可以做一些短期臨(lin) 近的預報。”

信欣

中國氣象局華風影視公司氣象服務高級工程師

大家好，我是信欣，今天我想分享有關(guan) 天氣的星空体育官网入口网站。

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繽紛多彩的天氣

首先，我們(men) 來看一看這幾張圖片，大家應該都很熟悉。

雨（左上）、雪（右上）、雷電（左下）和霧（右下）

比如下雨、下雪，冬天的大霧，還有夏天的雷電，這些都是常見的天氣。

冰雹

當然，還有一些我們(men) 不常見的天氣。上圖中所展示的天氣我們(men) 可能相對見得多一些，這是冰雹。下的冰雹看起來像元宵一樣。

短時強降雨

圖片中所展示的是短時強降雨，正好拍到雨降落下來。強降雨出現的地方就是天氣預報“最愛報”的局部地區，一般“局部”指的就是短時局地的強降雨。

下擊暴流

上圖展示的是下擊暴流。圖中有一團東(dong) 西從(cong) 烏(wu) 雲(yun) 中“Duang“地落到了地上，然後四散開來，這就是下擊暴流。它裏麵有一個(ge) 非常強的下沉氣流，落地之後就會(hui) 打開，就像大家玩過的水彈往地上一扔會(hui) 炸開一樣。下沉氣流散開的一瞬間，陣風會(hui) 非常強，可以達到15級甚至16級，能夠摧毀很多東(dong) 西。當時在湖北監利，就是下擊暴流導致了“東(dong) 方之星”沉船，一下就把船給吹翻了。

超級單體(ti) 風暴

這張圖片看著挺像龍卷風，但它並不是龍卷風，而叫超級單體(ti) 風暴。這裏可能會(hui) 出現很強的短時強降雨，出現下擊暴流和冰雹，當然也會(hui) 出現龍卷風。龍卷風就是從(cong) 超級單體(ti) 風暴裏孕育出來的。

那麽(me) ，正宗的龍卷風長什麽(me) 樣呢？就是下麵左圖中所展示的樣子。右圖是一個(ge) 盜版的龍卷風，不是真正的龍卷風。

龍卷風（左）和塵卷風（右）

左圖中的龍卷風是一個(ge) 很粗壯的黑色的漏鬥雲(yun) 連接到地麵，這是一個(ge) 很強的龍卷，它非常粗。龍卷也有瘦一點、比較細長的。這個(ge) 龍卷的強度已經到達了最強級的狀態。右圖中所展示的是塵卷風，看著和龍卷風有點像，也是一個(ge) 空氣渦旋轉起來。

塵卷風和龍卷風的區別在哪兒(er) ？首先是天空狀況不同。龍卷風是在積雨雲(yun) 裏麵出現很強的對流，是在陰雲(yun) 密布的情況下出現的。而塵卷風的背景是晴天，它是由於(yu) 光照的加熱導致地表受熱不均形成的。

其次是伸展方向不同。塵卷風是從(cong) 地麵向天空伸展上去，而龍卷風是從(cong) 積雨雲(yun) 裏麵伸展下來。所以，龍卷風是從(cong) 天而降的，塵卷風是拔地而起的。雖然長得比較像，但它們(men) 兩(liang) 個(ge) 是完全不一樣的。

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水是天氣變化的核心

其實天氣的變化大多都和水有關(guan) 係。比如，雨和雪是降水天氣，這種天氣一般是由於(yu) 水汽直接凝華或者凝結的情況。如果在地表附近出現這種凝華的現象，那就是霜。所以，雨、雪、霜等都是因為(wei) 水汽凝結或凝華而產(chan) 生的天氣現象。

一般冷暖空氣相遇的時候會(hui) 發生抬升，抬升的過程當中水汽會(hui) 逐漸從(cong) 氣態變成液態，還會(hui) 從(cong) 液態變成固態。所以，雲(yun) 裏麵存在水蒸氣、小水滴和小冰晶這三種形態。

如果溫度比較低，從(cong) 高空下落的雪花和冰晶沒有來得及化就落到了地上，那就是下雪。如果溫度比較高，它在落地之前化掉了，那就是下雨。如果往上追溯，天上下的都是雪。因為(wei) 夏天的時候低空的溫度比較高，從(cong) 地麵一直到空中幾千米的溫度都大於(yu) 零度，所以它在下落過程當中慢慢化掉了，就形成了降雨。這就是雨和雪的差別。

這裏也會(hui) 出現暴雨和強對流的問題。大氣是一個(ge) 立體(ti) 的結構，如果從(cong) 地麵一直到高空，整個(ge) 大氣的水汽都非常充足，並且動力抬升條件非常好，通常會(hui) 形成強降雨，即暴雨。

如果動力條件很好，而中層的大氣、即更往上的大氣比較幹燥，這時往往容易形成強對流，比如冰雹或者非常強烈的雷雨。這些天氣一般就是中層的幹空氣和下層的暖空氣結合形成的。

一般情況下，每年夏天是最容易出現暴雨的時間段。

大家可以想象一下，平時洗澡洗臉的時候，你是怎麽(me) 擰毛巾的？首先，毛巾需要足夠潮濕，有足夠多的水。其次，需要有足夠大的勁。如果毛巾很幹，我們(men) 再怎麽(me) 用力擰也擰不出水來。如果這條毛巾比較潮濕，但不是特別濕，我們(men) 可能也擰不出水來。

形成暴雨的關(guan) 鍵

所以，降雨首先要有大量的水汽在低空輸送和聚集，同時還有一個(ge) 持續的抬升，把它們(men) 抬到空中，讓它們(men) 成雲(yun) 致雨。在這樣的情況下，再加之具備有利的地形，往往就會(hui) 形成很強的降雨。

比如北京的西側(ce) 和北側(ce) 是太行山和燕山的山脈，如果刮來東(dong) 南風，就會(hui) 在迎風坡處產(chan) 生抬升。在這種情況下，往往會(hui) 在北京海澱、昌平，甚至一直到北邊的密雲(yun) 附近形成一條西南-東(dong) 北向的強降雨帶。所以，北京的降雨強度在局部經常不是一樣的，這和地形有很大的關(guan) 係。

降雨的強度一般怎麽(me) 衡量呢？大家經常會(hui) 聽到天氣預報通報下小雨、中雨、暴雨等等。我們(men) 可以在觀測場拿集水瓶集雨水，經過24小時的累積後，如果累積降雨量達到了50到99.9毫米，一般就叫暴雨。如果累積降雨量超過了100毫米，不到250毫米，就叫大暴雨。累積降雨量大於(yu) 等於(yu) 250毫米的就叫特大暴雨。1毫米是每一平方米收集到1升水，所以1毫米其實也不少，而50毫米的雨就是相當大的量。

冰雹形成示意圖

再給大家介紹一下冰雹。冰雹很有意思，它長得很像元宵，形成的過程也和滾元宵非常相似。圖片中這個(ge) 長得像燒杯一樣的東(dong) 西是積雨雲(yun) ，經過冷暖相會(hui) 之後產(chan) 生上升，上升後裏麵有很多小冰晶，它們(men) 就在裏麵不斷地生長、長大。這個(ge) 長大的過程就像滾元宵的過程，越滾越大。

大家可以想象一下，一部分水汽在小冰晶上麵直接凝華，小冰晶有一個(ge) 增長。同時，這些小冰晶之間互相碰撞，碰到最後它們(men) 就長大了。長到足夠大的時候，原來的雲(yun) 托不住它，在重力作用之下，它就掉了下來，掉到地上就是冰雹。這就是冰雹的生成過程。

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天氣是如何預報？我們(men) 自己能預測天氣嗎？

那麽(me) ，我們(men) 怎麽(me) 預報這些天氣呢？其實現在天氣預報就是把所有的大氣狀態用數學和物理的方法進行描述，然後再用計算機計算出來。

大氣運動方程組計算出天氣

這個(ge) 過程就是下圖中的第四類方法，叫做動力（數值預報）的方式。這需要大量的計算，人很難計算出來，所以需要超級計算機來進行計算。如果初始的觀測場的數據不全，或者資料不準確，就會(hui) 降低天氣預報的準確性。

天氣預報的方法

我們(men) 還有其他的方法來預測天氣。比如曆史相似法，氣象部門每天都會(hui) 畫天氣圖，我們(men) 能不能找到與(yu) 曆史上某一天相似的天氣圖和天氣形勢？這就需要我們(men) 費勁找，還真有可能會(hui) 找到。

找到之後我們(men) 會(hui) 發現，當時的天氣情況是這樣，現在的天氣情況和當時很像，那之後的第二天、第三天和第四天發生了什麽(me) ，我們(men) 是不是可以把當時的天氣報告直接抄過來，就可以做出來天氣預報了？

理論上確實可以這樣做，但很可惜的是，沒有任何兩(liang) 個(ge) 天氣是完全一樣的，可能某些天氣的大形勢非常接近，但裏麵的很多細節都是不一樣的。這就像一對雙胞胎，看起來長得一樣，兩(liang) 人也會(hui) 有細微的差別，他們(men) 的性格可能也不一樣。所以，往往最後表現出來的天氣也會(hui) 有偏差。

還有一種預測天氣的方法叫統計法。我們(men) 統計過去每年這個(ge) 時候的天氣，再平均下來推測這個(ge) 地方是一個(ge) 什麽(me) 樣的天氣。

比如，現在是6月份，我想在8月份去某個(ge) 地方玩，現在天氣預報一般報7天內(nei) 和15天內(nei) 的天氣，如果想知道一兩(liang) 個(ge) 月後的天氣怎麽(me) 辦？我們(men) 就可以看曆史平均的狀態。

如果這個(ge) 地方當時沒有特別劇烈的天氣變化發生，符合平均狀態，那這個(ge) 預報就是有效的。但是，有可能那個(ge) 地方碰巧突然發生了天氣變化，這個(ge) 預報肯定就不準了。所以一般在預報當中，我們(men) 會(hui) 用統計法作為(wei) 參考去做一下長遠預報，看看每年到這個(ge) 時候可能會(hui) 發生什麽(me) 。比如，7月下旬和8月初的時候，一般北京容易下暴雨，這是一個(ge) 氣候統計上的概率。

另外，還有一種預測天氣的方法是外推法。基於(yu) 現在的衛星、雷達能監測到已經發生的天氣，再根據目前發生的情況去推導未來的天氣可能會(hui) 怎樣演變。如果這個(ge) 係統移動得非常穩定和勻速，那推導未來天氣的準確率會(hui) 很高。但如果它發生了一些突然的變化，比如走著走著減弱了，或者突然之間發生增強了，往後推演就會(hui) 產(chan) 生比較大的偏差。

我給大家簡單介紹一下雷達圖，如果大家會(hui) 看雷達圖，以後自己也可以做一些短期臨(lin) 近的預報。

雷達圖怎麽(me) 看

這是一張雷達圖，圖片中的顏色代表雷達發出的一個(ge) 波遇到了物體(ti) 之後散射回來。比如，用雷達發出一個(ge) 波遇到了降水粒子，打到粒子上彈回來，這就叫後向散射。經過散射後，雷達又接收到這個(ge) 波之後就可以反推。

如果這個(ge) 降水粒子很大，雷達圖上的顏色一般就會(hui) 比較紅，比較鮮豔，甚至會(hui) 呈現出紫色。紫色對應的是個(ge) 頭大的冰雹或者是強降水，紅紫波對應比較強的瓢潑似的大雨，黃色對應雨滴到地上能打出泡泡的情況，綠色對應的是比較穩定的綿綿細雨，藍色對應的是似有似無的毛毛雨。

不過，雷達圖一定要動起來看，如果單看一張，我們(men) 無法知道雨未來會(hui) 往哪裏走。這是一次很強烈的強對流天氣過程，通過這張圖，我們(men) 能看出來這個(ge) 係統在往畫麵的右側(ce) 走。再看一下起始時間是19點，結束時間是20點半，也就是在一個(ge) 半小時內(nei) ，它大概會(hui) 從(cong) 廣東(dong) 的高要一帶一直移動到中山附近。如果它繼續勻速往下推，估計在晚上9點半的時候就能推到深圳，那天晚上深圳確實出現了很強的對流。

所以，大家一看到雷達圖上有這種紅色的信號朝著你所在的地區過來，就能知道天氣馬上會(hui) 變得很糟糕，一定要找到一個(ge) 安全的地方躲起來。

超強台風威馬遜的雷達圖

這是另一種螺旋狀的雷達圖，展示的是2014年的超強台風威馬遜。它是一個(ge) 明顯的螺旋結構，而且它裏麵有很多條螺旋雨帶，就像人的肌肉一樣，一條一條的。在它的中間位置有個(ge) 圈，那個(ge) 圈是眼區，眼區周圍的地方叫眼壁，就像人的眼皮一樣。眼壁區是風雨最強的地方，而眼區裏的風雨其實很弱，甚至是晴天，一點兒(er) 風雨都沒有。

如果大家去海南、廣東(dong) 或者福建玩，遇到了這種台風，看到雷達圖上這一圈東(dong) 西過來了，那麽(me) 風雨就會(hui) 特別強，一定要躲起來。如果你發現風雨突然小，這不代表台風過去了，而是因為(wei) 你可能就在眼區裏麵。這個(ge) 時候千萬(wan) 不要往外跑，因為(wei) 可能再過半個(ge) 小時或者一個(ge) 小時，當眼區後半部分上來的時候，風雨又會(hui) 變得特別強，會(hui) 麵臨(lin) 非常大的危險。所以，一定要找一個(ge) 堅固的房屋躲起來。

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天氣預報為(wei) 何會(hui) 不準？

接下來我講一下為(wei) 什麽(me) 天氣預報會(hui) 不準。以現代的科技水平來說，我們(men) 確實報不準，這是事實。首先，給大家展示均為(wei) 80%的兩(liang) 個(ge) 數據。降水有無的準確率達到80%。強降水，即暴雨的不準確率是80%。

預報難度不同，準確率不同

其實，這兩(liang) 者的預報難度是不一樣的。如果隻判斷降水與(yu) 否，而不考慮強度，這是很簡單的。這就像做判斷題，隻需要判斷是對還是錯就可以了。

但預報是很難的，就像試卷中最後一道大題，而且是非常難的一道大題，請你論述某件事情，這就很容易預報不準確。所以，根據情況的難度不同，準確率也是不一樣的。

而影響比較大的恰恰是暴雨。因為(wei) 平時預報下小雨沒什麽(me) 影響，大家覺得天氣預報不準，恰恰是在出現暴雨的時候。

那麽(me) ，降雨為(wei) 什麽(me) 預報不準呢？其實降雨也可以分成兩(liang) 種類型：鋒麵降水和暖區對流降雨。

靠譜的鋒麵降水

靠譜的鋒麵降水就是冷暖空氣相遇，因為(wei) 暖的空氣輕，所以它會(hui) 在冷空氣上麵爬升，形成鋒麵降水。冷暖空氣相遇之後，冷空氣推著暖空氣走，我們(men) 可以根據它的速度去反推它什麽(me) 時候能到一個(ge) 地方。這個(ge) 預報的準確率非常高，預報員也特別喜歡預報這樣的天氣，報出就是十拿九穩，直接拉高了整體(ti) 的準確率。

不靠譜的暖區對流降雨

還一種很令人討厭的降雨，就是不靠譜的暖區對流降雨。一開始大量暖濕空氣在底層堆積，在堆積過程中受熱膨脹後就會(hui) 上升。但是問題在於(yu) ，無法知道它何時開始抬升。再過一會(hui) 兒(er) 隨著降雨的展開，它的氣溫會(hui) 下降，上升能力減弱，這陣雨就過去了。所以，暖區對流降水很難預測起止時間。

還有一種可能就是報不準，預報會(hui) 產(chan) 生偏差。預報的偏差有兩(liang) 個(ge) 方向。一是測不準，初始觀測出現誤差。二是算不準，在計算迭代中產(chan) 生誤差。

首先是測不準。我們(men) 都知道地球上70%的麵積是海洋，陸地上可以有觀測站，但不是所有的陸地都有觀測站，比如青藏高原、撒哈拉沙漠的觀測站就很少，而海洋上更是幾乎沒有觀測了。所以，我們(men) 要通過衛星和雷達的數據、主要是通過衛星的數據反演。但是，這個(ge) 數據也可能會(hui) 有偏差，儀(yi) 器的觀測也不是100%精準的，一定會(hui) 有測量的誤差。

其次是算不準。在計算過程中有一大堆方程組，其實那個(ge) 方程組本身是無解的，我們(men) 為(wei) 了求出一個(ge) 近似解，在取近似值的過程中就會(hui) 產(chan) 生誤差，越累積到後麵誤差就越大，這呈現在天氣預報裏就很“要命”。

其實，天氣預報的誤差就像傳(chuan) 話。比如，班主任今天和第一排的同學說了一句話，可能這個(ge) 老師有口音，發音不太標準，他想說其實一個(ge) 人，就變成了71個(ge) 人，這就是初始觀測誤差。傳(chuan) 到最後這句話就變成了騎著一個(ge) 人，意思完全不一樣了。

所以，一般短期的天氣預報，即1-3天的天氣預報的準確性是比較高的。而對於(yu) 4-7天的預報，我們(men) 會(hui) 發現有時候過兩(liang) 天再看，它就發生了變化。現在也在做15天以上的預報，但是準確率就會(hui) 進一步下降。所以，一般時間越遠，天氣預報就越不準。

另外，形勢越複雜的預報越不準。比如，這個(ge) 形勢有降雨的傾(qing) 向，也有晴天的傾(qing) 向，它們(men) 混雜在一起，這可能導致預報變得非常複雜，也可能報不準。所以，在目前的科學水平之下，天氣預報很難做到100%準確。

天氣的尺度不一樣，它的預報難度也不一樣。小尺度的天氣係統特別難預報，而大尺度的天氣係統就相對好預報。比如，預報台風可能會(hui) 在哪裏登陸，一般會(hui) 報得比較準確。但如果要想突然把一個(ge) 龍卷風報出來就非常困難，可能隻能在它即將發生或者剛剛發生的時候才能發現。因為(wei) 它的生命的時間和空間的尺度都非常小。一個(ge) 龍卷風的水平尺度通常隻有幾十米，大一點的能達到幾百米，最胖也就能達到1公裏，而台風的尺度是幾百公裏。所以，越小的天氣係統越難把握和捕捉，而越大的天氣係統往往越容易預報。

圖片中展示的是美國的一個(ge) 龍卷風。這個(ge) 地方有一個(ge) 旋轉的東(dong) 西，就是龍卷，這個(ge) 叫鉤狀回波，這裏麵產(chan) 生了一個(ge) 碎屑核。剛才說過顏色越紅、越鮮豔，代表裏麵降水的物質越大。但這裏麵其實不是降水，而是把地表的大量塵土碎屑，甚至一些更大的瓦片等東(dong) 西全部吸到了一起。所以我們(men) 在圖中能看到紅色和紫色，裏麵可能也夾雜著一些冰雹，形成一個(ge) 渦旋的龍卷。這種強對流就像大家燒開水的時候冒泡一樣，你知道會(hui) 冒泡，但是不知道它會(hui) 從(cong) 哪裏冒出來，這就是預報的難點。

所以，在現在的情況下，天氣預報已經在努力地做到最準，但是一定會(hui) 有不準的時候，也希望大家能夠多多理解。謝謝！

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