中国气象局第25期“直击天气”：智慧气象

发布时间：2018-03-22  |  来源：中国网  |  责任编辑：张钰

观众朋友，您好，欢迎收看《直击天气与科学家聊“天”》。今天的节目是一个综合话题，每年一日的“世界气象日”，今年的主题“智慧气象”是世界气象日的第58个主题。去年的主题是“观云识天”，大家觉得看得见摸得着，今年的主题很高大上，“智慧气象”。智慧气象其实分了两个层面，一是天气叫做Weather-ready ，一个是气候叫做climate-smart，分两部分。

2018-03-22 14:31:38

我们面对天气的时候，是不是更从容？面对气候的时候是不是变得更聪明？如何来理解智慧气象呢？可能见仁见智。今天邀请到三位嘉宾一起和我们畅谈对于今年世界气象日的理解。三位嘉宾，我介绍一下，第一位是国家气象中心天气预报室副主任谌芸女士，第二位是中国气象局气象探测中心党委副书记吴可军先生，第三位是水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心副主任杨昆先生，欢迎三位嘉宾。首先第一个问题问三位嘉宾共同问题，就是您如何来理解今年世界气象日这个“智慧气象”的主题？

2018-03-22 14:33:13

大家下午好！“智慧气象”在今年世界气象日的主题提出来，有这么几个方面的原因。对于我们天气预报来说，“智慧气象”我觉得应该是双引擎，包括智慧探测系统加精准数值预报模式，然后再加上预报员深厚天气学知识及长期积累的预报经验提高预报业务能力，充分应用新技术发布出去，形成我们现在所说的“智慧气象”，智慧贯穿了在整个天气预报的制作流程，从监测、数据收集、数值预报、分析、预报预警到预报发布，我的理解是这样。

2018-03-22 14:36:57

不是某一个智慧可以驾驭，是一个系统工程。

2018-03-22 14:40:37

大气当中天气现象也好，气候变化带来的影响也好，我们地球大气当中到底发生了什么？怎么去更好地揭开它的面纱？通过气象探测，更加聪明地探测，真正掌握现在发生的天气现象。

2018-03-22 14:45:09

我的理解，大家在谈“智慧气象”，我们也在研究“智慧水利”、“智慧防汛抗旱”，什么叫智慧呢？我的理解，从概念来讲，主要是说利用高科技手段对特定对象做出正确判断和正确选择的能力。如，对天气和水文更加准确的预报，更进一步，还要提供优化选择的选项，这也是“智慧”的重要组成部分。我设想，如果我们把实时的、准确的5*5公里的网格降雨预报，用于小尺度的山洪灾害预警预报，把“智慧气象”和“智慧防汛抗旱”结合起来，联通上下游资源，更好地为防汛抗旱工作以及公众生活提供服务，更好地保障人民群众生命安全，这是更加实际的 “智慧”。

2018-03-22 14:47:47

我觉得这个观点更加全面，这让我想起，塔拉斯在今年世界气象日的致辞中说到，我们“智慧气象”如果加上智慧水的话，这个要素循环当中就完美完备了。古人最高理想就是未雨绸缪，预知就可以，无论“智慧气象”还是水智慧，如何做出正确的选择，我们怎么选择才是对的？

2018-03-22 14:50:25

可以说，防汛抗旱这个行业对气象、水文预报有很强的依赖。如果对天气、降雨的预测准确，能够更好指导地我们的工作。防洪抗旱就涉及到水利工程的调度，水库在汛期有一个防洪限制水位，水位不能太高，否则来了洪水不能发挥拦洪作用；同时水库也是水资源存放处，如果把水位放得很低，没有洪水来，到了汛末或者冬季将出现无水可用的局面。可以说，对气象、水文的准确预报至关重要。

2018-03-22 14:52:50

是不是也是更复杂的或者更综合的系统来承载这一切？比如说现在提出的山水林田湖大家共同在生态系统审视天气气候的影响，如何使得我们趋利避害，是不是有一个更宏观的视角？

2018-03-22 14:54:24

我们在展望未来，我希望人类变得更智慧，可以回顾一下在过去历史进程当中，我们人类是怎么样一步一步走到现在，比以前变得更智慧梳理一下历程很重要，两千年前谈起台风大家认识比较模糊，大家觉得台风怎么预测？从探测的角度，有一些大家原来觉得望而生畏的天气系统，已经难以逃脱我们的捕捉，难以成为漏网之鱼了。请吴先生回顾一下我们人类探测技术取得了哪些进步？以后能取得哪些进步？

2018-03-22 14:57:12

以前靠人的感觉感知气象的变化，随着探测技术的发展，随着科学的进步，发明了温度表、温度计、气压表。最为重要的一个突破是有了无线电，有了无线电以后，我们的观测资料可以非常及时传送出来，这样根据整个大范围的观测的资料，会很短的时间集中起来，然后来判断我们大气里面发生的现象，特别是探空系统的发展，从观测的平面变成立体，对整个大气层能够进行比较准确的观测，这样为天气的演变、发展提供了非常重要的基础的支持，有了现在的发生的情况，根据大气运动的规律，就可以做出未来的预报。

2018-03-22 14:59:10

现在的观测，我们除了常规以外，我们很重要的是有了雷达，有了卫星，还有其他的现在比较常用的设备，还有闪电探测，大气成分的探测，有了这些东西以后，特别是卫星、雷达的观测，可以非常大范围、立体的从高层来看地球，台风也好，比较大的天气现象也好都可以在我们捕捉范围之内。我们大气观测有一个网，我们这个网能够把它捞住，把正在发生的天气现象捞住，我们可以预警预报，趋利避害，做出应对的策略。

2018-03-22 15:01:36

我不是气象人，从外行的角度看，我认为卫星是大尺度的，从天上看大气；而雷达是小尺度的，从地上看大气。以前依靠卫星做大范围的预报，而现在有了雷达等更多的手段，可以做更精细的预报。而且现在的卫星技术跟以前相比有了很大提高，以前看云图，只有可见光等很少指标，而现在能够把云层分成一块一块，跟人做CT一样，不同的截面、不同的高度都有数据，我们可以根据这些数据更好地做天气预报，技术发展确实非常快。

2018-03-22 15:02:11

我记得网上有一个明星，经常故弄玄虚的说，我今天掐指一算，什么地方要下雨。很神！一问是用雷达外推的，他自己学跟着气象台学着用这个。用雷达的人很少，您给我们介绍一下气象卫星和雷达各有所长，优点在什么地方？

2018-03-22 15:04:50

雷达是电磁波，在空气当中传播的时候，遇到云的雨滴或者云滴，或者遇到液态或者固态的水凝物的话，它有一个反射回来，或者散射回来的波，用雷达天线捕捉到，不同的状态，不同的浓度，回波不一样的，通过这之间的关系，可以知道探测范围之内，云是什么样的状况，反射率、含水量都可以知道，通过多部雷达可以判断它的运动的方向，这样的话，它就可以预报这个云或者雨的变化。

2018-03-22 15:06:18

用这个有很多非专业人士多多少少可以做一些预报。我想问一下谌主任，现在很多人还是相信民间的办法，比如说青蛙，很多人觉得动物气象台也很能的。您从专业角度看一看，我们用的气象台跟古人用的动植物气象台有什么不同？

2018-03-22 15:09:02

实际上很早以前也会从动植物提供的信息来做预报，但是有很大的局限性，最主要的问题是不能为我们精细化的定量的天气预报提供信息。从天气预报的发展历程来看，经历了很多阶段，从早期的动植物气象台，到基于统计的天气预报一直到现在的以数值预报为基础的天气预报，传统的天气预报是城镇预报，只用单个的预报点表示一个县城或城市未来几天的天气变化。这种预报方式缺点较明显，时间空间精度低、预报天数短、气象要素少。现在的“网格预报”解决传统天气预报的弊端。

2018-03-22 15:11:37

这样一个历程可以看到我们智慧的情况，现在的网格预报可以达到什么程度呢？在国内可以做到5×5公里的网格点上就有一个预报值，把全国分成5×5公里的小方块，在任何一个小方块上都可以报出未来天气的状况。网格预报在空间上更有针对性。传统的预报一天只发2次，现在的网格预报，可以逐3小时、逐1小时甚至分钟级间隔预报，即时更新在，时间间隔上更精细。

2018-03-22 15:13:15

还有一点，原来预报很单一，而网格预报涵盖的要素更丰富，仅降水天气就分为雨、雪、雨夹雪、冻雨等。现在的网格预报，预报更准确，时间更精细了，准确度更高了。能够满足我们老百姓的需求。从整个的天气预报的发展历程来看，我们现在真的充满了智慧，有很多的东西在里面。而且现在这个网格预报，不是某一个模式或者一种客观方法做出来的，而是一整套的格点化技术：基于数值预报的客观预报方法，预报员对天气学概念的理解和丰富的预报经验等做出来的预报，是系统工程，我觉得现在发展变化还是比较快。

2018-03-22 15:15:10

当我们娓娓道来梳理天气预报发展历程的时候，让人觉得人类就是不断趋向智慧的。现在大家对天气预报的需求甚至大家的不满足依然存在，作为专业的预报人员，您希望以后的更智慧天气预报应该达到什么样的水平？

2018-03-22 15:17:33

比方说我们现在的网格预报在5×5公里的范围，时间0-2小时，其实可以更新到分钟级的预报，目前还没有还智能在中国区域内。去年中国气象局（北京）被评为世界气象中心，今后也应该具有全球天气预报也应该是我们的职责。国内的精细化程度达到了5×5公里，但是全球预报还不能达到，我们现在只是对全球的天气做趋势预报和重点城市的预报，还做不到世界上任何一个点的预报。但这是我们以后努力的方向。

2018-03-22 15:19:06

即便在国内，我们预报也不能满足一些特殊行业的更高的需求，举个例子，今年中央气象台第一次给平昌冬奥会中国代表团做预报保障，他们的需求是希望我们做降雪类型（湿雪还是干雪）、积雪深度等预报。但我们现在的水平还达不到，只能等2022年在北京冬奥会的时候，看看这方面有没有提高。

2018-03-22 15:21:04

我在东北长大，我们小时候滑雪，雪有几种雪的类型，不同类型对我们状态，成绩都不一样，这就是我们整个服务，社会的需求越来越气象+，所以你的延伸能力就特别高。有一个特别尖锐的问题，这是很多人都在关注的，您好像都猜到了，现在的九段围棋选手，都被阿尔法狗击败了，是不是有一天，我们也会被击败了？

2018-03-22 15:22:38

这里需要更正一个问题，人工智能是一种技术，它和预报员之间并不存在竞争和淘汰的关系。目前是可以通过人工智能的技术来解决我们预报当中的部分问题，但是由于大气运动固有的不确定性等特点，对于灾害性、转折性、突发性的天气，依然需要依托预报员丰富的知识背景做出合理预报判断，或者对人工智能的预报结果做出合理修正。

2018-03-22 15:25:25

通过很多科学技术（包括人工智能技术）部分解决预报的一些问题，我们的预报员在它的基础上要做很多的更正，还有一个问题，我们也是希望这种人工智能的技术跟我们气象上的合作，能够结合，能够把我们天气预报做得更好。

世界气象组织（WMO）提出天气预报要向影响预报过渡，不仅仅预报天气，还要对由于天气导致的山洪、地质灾害等。预报员专注于大气运动机理的分析理解认识，并做重要的订正预报，更多关注影响预报，即当前的天气对相关领域和行业有什么的后续影响。

2018-03-22 15:27:24

总体来说，您相对是比较自信的，常规天气当中，预报员们已经有了很好的表现，但是在关键性天气，尤其定量方面、延伸影响方面还做不到人类的智慧。很多人还是不服气，比如对于机理认识更准确，探测更精细了，是不是更好一些？包括延伸的影响？比如说水利部减灾中心根据自己的专业经验在他们的基础上进行更细化解读和指导，是不是体现出更高超的技能？

2018-03-22 15:30:53

总的来说，我国的天气预报是越来越准确，气象服务是越来越周到。比如对防汛抗旱工作来说，现在有流域气象中心，专门针对流域提供防汛抗旱气象服务。在防汛抗洪的关键时期，及时准确的降雨预报非常重要。在此基础上，我们对大江大河的水文预报，也有了长足进步，预报精度达到了厘米级，如对长江中下游干流的水位预报，预报值和实测值的差距只有几个厘米。

2018-03-22 15:31:32

确实雷达和卫星有很多不同，哪怕都是卫星也不同，比如说极轨卫星，它像巡视员一样，我就一直转，同步卫星或者叫做静止卫星，它就很专注的去看，两种风格，相互弥补，它是大尺度，雷达从另外一个尺度，看的更精细，管的时间段更短，让大家觉得更神奇，更精准。

2018-03-22 15:32:10

多普勒雷达数据很直观，对于公众来说，有这个数据就可以做出一些简单的判断。

2018-03-22 15:33:11

雷达是短临预报的重要手段。利用雷达回波的外推技术也有一定的局限性。0-2小时内效果不错，超出这个时间范围，这个预报精确度就下降了。2-12小时预报的短时预报就需要融合雷达和不断更新的数值预报来开展。

2018-03-22 15:34:00

公众只是根据一般的情况做外推，作为专业人士这里面有很多科学问题。目前利用人工智能技术在短临预报方面有了一些探索，可以通过一些智能算法来预测未来雷达回波向哪个地方走？是加强还是减弱等等。

2018-03-22 15:34:27

对吴先生做的探测，您有什么需求？

2018-03-22 15:35:13

现在探测技术确实有了很大的进步，也有了很大的发展，我作为预报员，还是觉得不够。虽然现在有天基、空基、地基观测网，能够捕捉到大范围、大尺度的天气系统但对于引发很多的强对流天气的中小尺度天气系统，由于局地性强，系统非常小在我们目前中国气象局观测网还是成为漏网之鱼，还是捕捉不到。

2018-03-22 15:36:05

另外现在的预报在向精细化发展，但我们的观测反而不精细。比如说现在夜间天气现象的观测，到了晚上23点以后，就没有天气现象的观测了，晚上下的雨夹雪还是冻雨，我们是不知道的。所以不论从空间尺度，还是时间尺度上，还是观测的要素上，我们都希望更精细更准确。还有大气垂直层次上的探测问题，探空资料解决了大气垂直探测一些问题上，但是中国的探空还不多只有120站，而且只有00和12点进行观测，不能满足特别是午后发展起来的强对流天气的监测需求。

2018-03-22 15:36:57

谌主任一说就是需求清单。您给我们智慧气象描述一个前景呢？满足谌主任的需求下，还有哪些场景？

2018-03-22 15:37:37

最关键是垂直探测，我们最缺乏的，我们国家现在有120个探空站，一般是一天观测两次，汛期的时候加上四次，但是这个密度不够，比如说空气变化流动这么快，现在我们为了弥补，现在有一些新的智慧在考核，比如说我们雷波辐射计，比如说风廓线雷达可以探测到地面相应高度每一层风的变化，雷波辐射计可以观测到温度，但是相对这一方面的布点还是不够的。

2018-03-22 15:38:13

从这方面的需求出发，探测中心现在正在做超大城市的观测实验，主要就是解决大气层的垂直观测，风的变化、温度变化、湿度变化等等，把它探测清楚，以后应用到业务上去，可以增加地面垂直观测测站的密度。我们120个探空站，在世界上还是很密的，未来加入一些新的设备投入进去，能够把大气垂直的波线能够作为常规业务提供给预报员、数字预报使用的话，对整个预报的精度和时效有一定的促进作用，这是我们正在做，期盼做的工作。

展望未来的话，作为用户或者使用者也需要感恩之心，我经常看一些观测，包括通道观测情况，中国是少数几个国家观测信息是全的，是满的，他们通报当中经常有一些啥信息都没有，一对比，中国算是做得非常好的。所以众多的人都是和我们作息时间完全不同的，颠倒黑白工作的，我们要感谢为我们观云测天的工作者。从杨主任的角度，如果我们实现更加智慧，一方面是信息层面，还有一些工程层面，我们要使得水为大家所利用，是趋利避害的，您觉得是信息层面和工程层面，你们如何考虑的？

2018-03-22 15:38:28

2015年开始，水利部与中国气象局在中央电视台联合发布山洪灾害气象预警，并在国家突发事件预警短信平台等平台发布。目前这项工作还有个缺陷，就是尺度太大，在全国地图划一个小圈，范围还是太大，警示作用有，指导作用就不是特别明显。以后的方向是小尺度的、更加精细、更加短历时的预报，结合当地的水文预报模型进行山洪灾害、中小河流洪水预报预警，更有可操作性。这就需要气象、水文以及防汛抗旱部门更加密切的配合，发挥资源共享、数据融合的作用。

2018-03-22 15:39:21

一方面每一个专业机构和领域变得更加专业，另一方面不同的机构当中在同一个链条上进行通力合作。近些年有一些部委合作，以后叫做生态环境部，比如和国土资源部有地质灾害，水利部有山洪，和环境有空气质量，我们要预报这个时候到底大概是多少，这很不容易，集成了社会群体的行为的集合。包括和卫生部之间也有合作，比如说到了什么时间，什么样的疾病容易爆发，这是非常艰难的，如果全是预报员拳打脚踢什么都明白不可能，需要部委专业机构，能够使得对减灾减少还影响力发挥更大的作用，使得我们社会变得更加智慧。

现在老百姓要求很高，剩下几天暴雨来的时候，几点钟暴雨下的没我脚脖子还是膝盖，还是腿，这是预报员不擅长的，至少以前不擅长的，这需要大家都在各自的专业领域，比如说市政的，对于各个区域当中，包括地形、积水难易程度都非常精准了解。

2018-03-22 15:39:41

我们在北京做了个非常实用的洪水风险图，把地下管网等工程数据都纳入数学模型进行计算，可以实现天上降多少雨，哪个立交桥下有多少积水，哪个路段路面有多深积水，甚至哪个雨篦子会出多少水，都可以计算预报出来。这对防汛排水工作就有很好的指导，可以提前安排排水设备和人员，同时，还可以知道工程的薄弱环节，反过来指导工程的规划和建设。刚才谌主任说到的5×5公里的预报网格，我觉得不一定都按照统一尺寸的网格进行预报，在西部的无人区，5×5公里的预报网格没必要，没人关心；而对大城市，特别是像北京这样的大都市，需要更加精细的预报，如果有1×1公里的预报网格，我们可以将洪水、积水预报得更加准确，能进一步地减少灾害损失，减少对正常生产生活秩序的影响。

2018-03-22 15:44:32

您说的例子，我就想给您点赞，大家经常说一个大衙门，一个部委的专业科研机构，能做精确到某一个地方涨多少水，哪一个水箅子流多少水，做这些服务都需要点赞。虽然体现很具体，使我们这个区域的人有了更多安全感。

2018-03-22 15:45:44

我们作为防汛抗旱部门，气象信息是我们工作最最重要的依据。在汛期，国家防总每天都要会商，我们水文局也有气象处，每天会商，最先介绍情况的就是气象，当天是什么情况，短期预报是什么情况，中长期预报是什么情况。气象预报直接关系到好多调度或者防御方面的事情，我们希望数据越准越好，预见期越长越好。比如大家都关心的长江中下游防洪问题，我们对洪峰水位、洪峰流量、洪水过程以及过程洪量等指标等都很关心，在关键时刻，水位差别几厘米，就会影响是否启用蓄滞洪区。而气象预报是个基础，如果预报准确，我们可以采取加强防守、临时加高子堤的方法抗御洪水，避免使用蓄滞洪区，使用蓄滞洪区会导致大量的人员转移，带来巨大的淹没损失。如果预报不准确，没有及时分泄洪水，洪水超过大堤的承载能力，造成大堤突然溃决，那损失不可估量。

2018-03-22 15:47:16

长期预报对于我们来说也很重要，对于一个流域来说，如果预报降雨明显偏多，是不是应该把水库里的水位降低一些？如果降雨明显偏少，是不是应该把水库的水位抬高一些？当然，目前长期预报的准确性还有待提高，不能满足指导调度工作的要求。长期预报，有不同的模式、理论和方法，各个人、各种方法做出来的结论差别很大，有时甚至是相反的。比如2017年没有特别强的气候影响因子，大家预报差别就非常大；而2016年，是强厄尔尼诺现象的第二年，有强影响因子，大家的预报比较一致，也比较准确。希望“智慧气象”能提高长期预报的准确性，更好地为生产实践服务。

2018-03-22 15:47:40

相对准确，不断趋于准确，它需要一个历程，也是一个趋势。对它的评估和应用，也是一个智慧的过程。我们常常对于预报也是过犹不及，您不能驾驭那么长时间，把话说的更细更肯定，更确切，对于用户来说也是一个误导，我们如何更准确应用预报，对于用户来说也是一个智慧预报。

2018-03-22 15:48:38

现在人工智能技术在天气预报方面应用属于初级阶段，预报预测按照时间的长短可以分为：0-30天的天气预报，30天以上的短期气候预测，就是0-30天气的天气预报也分为0-2小时的临近预报，2-12小时的短时预报，12小时到3天的短期预报，7-30天的长期预报。目前国家气象中心和清华大学、南京大学等科研院所开展合作，把人工智能技术应用到与天气预报中。和人工智能技术能力强的人员加上预报员对天气过程的了解，相信在今后一定会有一定的突破。

目前我们的合作还只是在强对流天气的短临预报方面，其他时段的预报，人工智能技术的应用还不多，还在探索之中。这是一个漫长的过程，这也需要我们既懂算法的人员和我们懂天气的，有天气背景的人共同去一起协作，才能把这件事做好。

刚才杨主任也说到，为什么说这么难报？不同时效的天气过程产生的原因不同。长期天气预报除了关注天气系统本身的发展演变还要关注外界的影响，比如说太阳黑子、青藏高原积雪、海温等怎么把这些大量的数据用起来，是中长期预报需要考虑的问题。人工智能技术在天气预报方面的应用有一些进展，我觉得还不够，只能说做了一些尝试，更不能说能够替代我们现在的天气预报。

2018-03-22 15:50:12

聊着聊着，我深入到你们所说的，我们有一个感触，我把自己当成一个用户，就是一个观众，一个使用者。古代真的是谁都做气象，您也观天，我也看云，各有各的秘籍，自己干自己的，明天下不下雨，靠自己判断。现在不一样了，明天下不下雨，全社会托付给您了，最后的影响会不会减少灾害？托付给您了，每一个专业机构和从业者要对得起社会所有人，对您对这个行业学科的托付，这份托付本身是最重的。所以我们再艰难也要不断的前行，去对得起社会对我们的托付。

2018-03-22 15:51:16

好。今天的节目就到这里。感谢您的收看，我们下期再见。

2018-03-22 15:51:45