“极端天气那么特别，难道还不好预报吗？”去冬今春，北京极端天气频发，令许多公众对天气预报的准确性产生了疑惑。那么，极端天气预报究竟难在哪儿？记者采访了北京市气象局有关专家。
原因解释
极端天气缘何难预报
极端天气气候事件是指天气(气候)的状态严重偏离其平均态，在统计意义上属于不易发生的事件。通俗地讲，极端天气气候事件指的是50年一遇或100年一遇的小概率事件。各种天气都有出现极端的可能，极端暴雨/雪、极端高/低温、极端大风/冰雹、沙尘暴、台风等都属于极端天气。
极端天气之所以难预报，在于天气预报指标及概念模型的凝练需要长期的、一定量的历史极端事件的积累和统计分析，而极端天气出现的概率低，历史事件少，因此对于极端天气预报的可参考经验有限。也就是说，由于极端天气很少见，较难开展对其规律的深入认识。
大暴雨
量和时间难判断
说到极端雨水天气，不禁让人想起“7·21特大暴雨”。虽然北京市气象部门当时预报降雨的出现，但降雨的强度、降雨持续的时间等都没有预测到。“这个原因就是之前没怎么见过如此大的暴雨。”市气候中心主任王冀解释说。
北京容易出现明显降雨的时间基本上集中在“七下八上”的主汛期，这期间副热带高压北抬，更容易在北京形成降雨。一般来说，冷空气和水汽输送配合才能降雨，而如果雨下得大，则必须得有非常充沛的水汽输送，也就是得源源不断地有水汽过来。“7·21特大暴雨”就是因为冷空气和水汽输送配合得非常好，水汽输送持续不断造成的。
王冀表示，降雨的预报本来就不容易。赶上这种特大暴雨的极端天气，预报更是难上加难了。具体来说，降雨预报的难点在于持续时间、影响最强的时段以及路径。目前，根据短期雷达，能够相对精准地看到降雨系统的移动路径。但是，如果根据预报模式来判断，还存在一定的局限性，特别是对地表情况变化很难有一个精准的判断。“如果城市热岛效应比较强，会对降雨有促进作用；倘若遇到迎风坡或者在山前，也都会促进降水。”王冀说，这些因素都会给预报增加难度。
目前的预报水平，报是否有降水已经非常准确，难就难在降水量、降水落区和时间的判断，这是未来预报水平需要提升的方向。
降雪量
雨雪转化难把握
相对于降雨，北京最容易出现降雪的时间是每年的11月和2月。从时间上来看，就是刚入冬和冬春交替的时期。但是，下的每一场雪，相态其实都不尽相同，有的是雪，有的是雨夹雪。
记者了解到，冬季降雪、夏季降雨，两者机制是一样的，只不过是冷空气位置和水汽输送位置有所区别。稍有不同的是，夏季冷空气的来源地比较广泛，冬季的冷空气则基本都是从极地过来。
王冀告诉记者，降雪预报最难的点，就在于对相态转化的把握。由于雪是在高空形成的，降落过程中，大气层温湿分布状态不同，一场雪的相态可能会在雪、雨夹雪和雨中频繁转化。另外，城市热岛效应、大气中的气溶胶，也都会对降雪产生影响。“要是像东北那样，降下来的全是雪，相对来说预报就更容易。而北京经常有雨夹雪，刚出现降水时气温高基本都是雨，气温慢慢降下来就变成了雪。但是，什么时候转化，雨会下多少、雪又能下多少，这就很难判断了。”王冀说，从量上来看，一场中雨的量，如果下下来的全是雪，就能达到一场大雪以上的量级。
此外，初雪的预报更是难上加难。2009年11月的那场降雪，由于副高极端北抬，水汽输送条件特别好，加上极地的冷空气比较强，横扫京津冀地区，北京也降下了罕见的大雪。当年，北京虽然预报报出了雪，但是对量的估计还没有做到非常精准。
沙尘暴
输送过程难定量
沙尘暴天气本就是一种极端天气，而对沙尘暴的预报，也没有想象中那么容易。
市气象台首席预报员雷蕾表示，3月15日的沙尘暴天气，是近十年最强的一次，属于极端天气事件。对这种极端性天气的定性预报基本没问题，定量预报目前还有一定困难。
由于沙尘天气的沙源主要来自上游地区。然而，对上游沙源地情况的判断，目前能获取的数据还不足，加上研究资料有限，会在一定程度上影响预报判断。“沙尘暴近十年来确实没怎么见到，这些年研究的样本都较少，已经跟上世纪五六十年代沙尘暴偏多时期的情况完全不一样了，资料有限也影响了预报员的判断。”王冀说。
从沙尘暴的预报角度来说，最难的还是在传输过程中的变数。雷蕾说，因为沙源地起沙之后，地表情况影响非常大，加上在传输过程中，沉降情况如何，影响也非常大。
雷蕾告诉记者，针对这次沙尘天气过程，气象部门提前发布了相应的预报预警，提前12小时提示北京将受沙尘天气影响。但是，在预报预警发出时，沙尘天气还处于中蒙边界。从蒙古国影响到北京，要经历很远的距离和很长的时间，是否会减弱或者能减弱到什么程度，这些都是判断上的难点。
有了3月15日的经验，在3月28日今年第二场沙尘暴天气到来前，预报员们在复盘总结经验的基础上，充分考虑到今年冬季的极端气候特点，以及上游沙源地的起沙机制，做出了更准确的判断。“认识、预报、再认识、再预报，不断总结，以此提升预报能力。”王冀说。
解决方案
科技手段提高预报准确度
天气预报是以气象探测为基础，以数值天气预报为核心，依靠预报员的综合判断分析而最终形成的。近年来，随着新的探测设备和新技术的发展，对于极端天气预报的能力也在不断提高。最根本的一点，人类对大气运动机理的认识在逐步提升。随着人类对大气运动客观规律的认识不断加深，科学家们对于大气运动的描述越来越逼近真实状态，对于极端天气的预报起到很好的基础作用。
王冀告诉记者，近年来，由北京市政府支持的X波段雷达组网建设，对暴雨等局地突发性天气征兆提供技术支撑。此外，一些智能化气象监测手段将在监测大气立体变化方面得到很好应用。各种探测资料的充分融合应用，组成了时刻监视大气运动和变化的观测网，预报员可以更早地发现大气运动的细微变化。
在数值预报、集合预报、人工智能等技术发展的基础上，北京市气象局还研发了针对北京地区复杂地形下的中尺度数值预报模式体系——睿图模式，这可以在一定程度上弥补大尺度数值模式的不足，对极端性天气的预报能力也会有所提升。同时，有各种数值预报模式和AI技术研发产品的集成应用，也确保预报员有更多手段支撑灾害天气的预报。“AI能起到一个辅助的作用，预报员在AI预报的基础上，再根据自己的经验进行订正。”王冀说。
有一年汛期，一个飑线天气过程影响北京。飑线天气过程范围小、时间短，当时欧洲、美国和日本等预报模式都没有反应，而睿图系统的数值预报子系统通过实时吸收上游的天气雷达观测数据，在上午11时已经显露出讯号。预报员清楚地记得：“当时有一点征兆，但感觉雨量不大，而到了下午2点的时候，就非常清楚了。”果然在当天下午，北京就出现了由飑线天气系统带来的一次强对流降雨过程。
据悉，这种天气过程不仅强度大，而且天气系统走得非常快，往往北京从西到东，只需要3个小时就过去了，对天气预报来说确实是非常难的。正是因为睿图系统的应用，形成了快速更新的精细到1公里的预报产品，所以才准确地预报出了此次强降雨过程。（记者 骆倩雯）
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