氣象學(xué)家根據(jù)每天任何時(shí)候收到來自氣象站的各種天氣記錄資料可以繪制天氣圖，在作出天氣預(yù)報(bào)以前，他們非常仔細(xì)的研究天氣圖，并和以往的圖像進(jìn)行比較，未來幾天的天氣預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確率甚至可達(dá)85%，但 誤差的存在也是不可避免的。本文發(fā)表在《能源與節(jié)能》上，文章分析了氣象預(yù)報(bào)誤差存在的原因及應(yīng)用決策，是氣象論文發(fā)表范文，供同行參考。

　　在氣象服務(wù)工作實(shí)際中，我們發(fā)現(xiàn)，非專業(yè)氣象人員對(duì)于氣象預(yù)報(bào)(包括天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)報(bào)等)之誤差的理解還不夠正確，并影響其應(yīng)用氣象預(yù)報(bào)的正確決策。本文中，我們將引導(dǎo)非專業(yè)氣象人員在正確理解氣象預(yù)報(bào)誤差的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)如何應(yīng)用氣象信息做出正確決策、進(jìn)而取得最好的經(jīng)濟(jì)或社會(huì)效益。

　　1.正確理解氣象預(yù)報(bào)誤差

　　1.1大氣理論誤差大氣運(yùn)動(dòng)除了遵循能量、質(zhì)量守恒等守恒定律外，影響因素復(fù)雜多樣，主要有：動(dòng)力因素(地球引力、氣壓梯度力、磨擦力、慣性離心力、地轉(zhuǎn)偏向力等)、熱力因素(太陽、地球表面和地球大氣之間的的熱量(或能量)傳輸對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的影響)和流體力學(xué)因素(流動(dòng)性、黏滯性、湍流性、連續(xù)性等)。還有如生物圈、巖石圈、水圈、冰雪圈等對(duì)大圈的影響，以及太陽、月亮等星體對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的影響等。對(duì)這些影響因素而言，有一些作用機(jī)制是清楚的，有一些是不清楚的;有一些機(jī)制是線性的，有一些機(jī)制是非線性的，從而導(dǎo)致大氣科學(xué)理論存在誤差。

　　1.2大氣觀測誤差主要是觀測數(shù)據(jù)時(shí)空分辨率不夠

　　完整的立體式觀測(從地面到萬米高空)，每天只有兩次，早晨8 時(shí)和傍晚20 時(shí)，空間間隔400km 左右;對(duì)于海洋、高原無人區(qū)的觀測極少。而典型的雷雨過程發(fā)生在不到1h的200km范圍內(nèi)。其次是數(shù)據(jù)自身存在誤差。氣象衛(wèi)星云圖、多普勒氣象雷達(dá)、自動(dòng)氣象觀測站等裝備彌補(bǔ)了人工觀測的不足，觀測覆蓋率比以前增大許多，但這些新增數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)為統(tǒng)一的定量數(shù)據(jù)過程中還帶有一定的誤差。

　　1.3預(yù)報(bào)方法誤差

　　1)數(shù)值預(yù)報(bào)誤差：數(shù)值預(yù)報(bào)是現(xiàn)在最先進(jìn)、基礎(chǔ)性的確定論預(yù)報(bào)方法，它把影響大氣運(yùn)動(dòng)的主要因素(動(dòng)力、熱力和流體力學(xué)等)表述成非線性數(shù)學(xué)物理方程，用每秒上億次計(jì)算機(jī)求出定解。其誤差主要來源于模式簡化誤差、計(jì)算方案誤差、及初始誤差隨時(shí)間的積累等。

　　2)天氣學(xué)預(yù)報(bào)誤差：天氣學(xué)預(yù)報(bào)是最傳統(tǒng)的方法，是預(yù)報(bào)員根據(jù)空中和地面實(shí)況，分析總結(jié)出物理機(jī)制和規(guī)律，并用這些規(guī)律外推天氣變化的可能方向，是預(yù)報(bào)員理解大氣運(yùn)動(dòng)和天氣現(xiàn)象之間關(guān)系的最好方法，是人腦的定性計(jì)算。其誤差主要來源于預(yù)報(bào)員在推理過程中難以常常做到完全、合理地估計(jì)到所有影響因素的權(quán)重。

　　3)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)誤差：統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)是用統(tǒng)計(jì)方法建立預(yù)報(bào)對(duì)象和眾多影響因素之間的概率統(tǒng)計(jì)、回歸定量、相似選擇等確定性或概率性預(yù)報(bào)規(guī)則。可借助電腦處理大批量數(shù)據(jù)，應(yīng)用非常廣泛。誤差主要與統(tǒng)計(jì)方法或規(guī)則有關(guān)。

　　4)云圖預(yù)報(bào)誤差：衛(wèi)星云圖是大氣動(dòng)力、熱力和流體力學(xué)變化現(xiàn)象的反映。其誤差主要來源于中、低云混合識(shí)別誤差和云圖本身的表象性、非動(dòng)力特征。

　　5)雷達(dá)預(yù)報(bào)誤差：雷達(dá)預(yù)報(bào)是用人工制造電磁波主動(dòng)探測大氣中的云體，得到大云滴、雨滴的回波強(qiáng)度、徑向速度等數(shù)據(jù)。其誤差主要源于雷達(dá)雜波、距離折疊和速度退模糊等硬、軟件設(shè)計(jì)誤差。

　　6)經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)誤差：經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)是預(yù)報(bào)員在實(shí)踐過程中能動(dòng)地總結(jié)出一些有用的、直觀的天氣規(guī)律，在特定場合會(huì)起很好的作用，當(dāng)經(jīng)過系統(tǒng)性分析后可上升為的理論知識(shí)。其誤差來源于經(jīng)驗(yàn)自身的缺陷，即特定性、定性性和積累性等。論文參考網(wǎng)。

　　1.4集體決策誤差氣象預(yù)報(bào)不是一個(gè)人的預(yù)報(bào)結(jié)論，而是眾多預(yù)報(bào)員會(huì)商討論后的集體決策，相當(dāng)于多個(gè)預(yù)報(bào)員的集合預(yù)報(bào)，該方法是世界公認(rèn)的穩(wěn)定而有效的預(yù)報(bào)方法。

　　在兩種情況下會(huì)帶來較大的誤差：一是當(dāng)多數(shù)預(yù)報(bào)員屬于經(jīng)驗(yàn)和技能都欠缺的時(shí)候，多數(shù)預(yù)報(bào)員的錯(cuò)誤預(yù)報(bào)會(huì)推翻少數(shù)預(yù)報(bào)員的正確預(yù)報(bào);二是部分管理人員或權(quán)威專家考慮到氣象預(yù)報(bào)公開發(fā)布的社會(huì)影響時(shí)，可能會(huì)加重(減輕)天氣強(qiáng)度，或提前(推后)預(yù)報(bào)，從而帶來空(漏)報(bào)。

　　1.5個(gè)人素質(zhì)誤差個(gè)人素質(zhì)誤差與預(yù)報(bào)員的理論知識(shí)、應(yīng)用技巧、經(jīng)驗(yàn)、心理素質(zhì)、精神狀態(tài)等個(gè)人因素有密切關(guān)系。相比過去而言，隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的發(fā)展，客觀誤差(理論誤差和觀測誤差)的減小已經(jīng)取得了顯著的成績并將繼續(xù)得到改善;主觀誤差(集體決策誤差和個(gè)人素質(zhì)誤差)在較完善的獎(jiǎng)懲制度下已經(jīng)降到了很低，因?yàn)轭A(yù)報(bào)員的發(fā)言和預(yù)報(bào)都是承擔(dān)責(zé)任的，包括考評(píng)、獎(jiǎng)金、職稱、晉升、輿論壓力等;而主客混合性誤差(方法誤差)也得到了顯著改善并會(huì)繼續(xù)改進(jìn)。論文參考網(wǎng)。在氣象預(yù)報(bào)報(bào)錯(cuò)的所有案例中，屬于預(yù)報(bào)員個(gè)人因素造成的只占極小部分。論文參考網(wǎng)。

　　2.短期預(yù)報(bào)發(fā)生誤差的幾種具體情況

　　(1)意料之外的顯著變化:當(dāng)大氣內(nèi)部發(fā)生了難以預(yù)見的、不明原因的、突然的顯著變化，這時(shí)候往往國家、省、市三級(jí)氣象臺(tái)都會(huì)報(bào)錯(cuò)(空、漏報(bào))。

　　(2)中小尺度對(duì)流天氣:冰雹、短時(shí)暴雨、短時(shí)大風(fēng)等天氣的落區(qū)，由于范圍小、時(shí)間短，預(yù)報(bào)員雖然預(yù)見到其會(huì)在某區(qū)域出現(xiàn)，但究竟會(huì)出現(xiàn)在哪一縣(區(qū))則不易把握，易產(chǎn)生空(漏)報(bào)。

　　(3)弱天氣過程:由于天氣系統(tǒng)偏弱，屬于可能降水也可能不降水一類的天氣，容易出現(xiàn)空(漏)報(bào)。

　　(4)20 時(shí)時(shí)間分割造成的空漏報(bào):天氣評(píng)分是以21～20 時(shí)為1 天記錄，預(yù)報(bào)員必須判斷某天氣是在20 時(shí)前(后)開始或結(jié)束，否則極易產(chǎn)生空(漏)報(bào)。

　　(5)災(zāi)害性天氣:對(duì)強(qiáng)度的過高(過低)，同樣產(chǎn)生空(漏)報(bào)。

　　(6)人為偏執(zhí)性誤差:預(yù)報(bào)員對(duì)某因素或某預(yù)報(bào)產(chǎn)品不適當(dāng)?shù)剡^分關(guān)注或忽略不計(jì)時(shí)，易發(fā)生誤差。

　　3.正確應(yīng)用氣象預(yù)報(bào)的前提

　　(1)信任現(xiàn)在氣象預(yù)報(bào)水平以固原市氣象臺(tái)短期天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率而言(表略)，24h 晴雨(有無降水)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率平均在83%，24h 最高、最低溫度準(zhǔn)確率在71%，比十幾年前有了質(zhì)的提高。

　　(2) 正確了解氣象術(shù)語盡管氣象預(yù)報(bào)在發(fā)布時(shí)已經(jīng)考慮了用戶的易懂易用性，但因?yàn)闅庀箢A(yù)報(bào)是相對(duì)精確的科學(xué)，有關(guān)用語不可避免仍然要帶有專業(yè)色彩，正確了解這些術(shù)語可以防止用戶錯(cuò)用氣象預(yù)報(bào)信息。

　　(3)了解更多的氣象信息由于氣象預(yù)報(bào)發(fā)布途徑、發(fā)布時(shí)間和發(fā)布內(nèi)容有限，導(dǎo)致大多數(shù)公眾并不能及時(shí)、全面了解所有氣象信息，如目前還沒有高頻率插播氣象信息的廣播、電視臺(tái)，從而造成公眾了解氣象信息不全面。

　　4.應(yīng)用氣象預(yù)報(bào)的簡單二元決策方法

　　所謂簡單二元決策方法，即氣象預(yù)報(bào)有或無，用戶是用或不用該信息。

　　例：一個(gè)可以估計(jì)損失的案例：某農(nóng)家有溫室小拱棚用來種菜賣菜，氣象臺(tái)上午發(fā)布大風(fēng)降溫消息，說夜間到明天白天有大風(fēng)、小雪天氣、降溫6 度。問是否采取防護(hù)加固措施?(設(shè)防護(hù)加固花費(fèi)500 元，沒有采取防護(hù)而出現(xiàn)災(zāi)天的直接損失5 000 元)決策方法：大風(fēng)指陣風(fēng)≥8 級(jí)或全天平均風(fēng)力≥6級(jí)，一般的溫室小拱棚連陣風(fēng)7 級(jí)都不能抗住;積雪會(huì)對(duì)塑料產(chǎn)生壓力，根據(jù)雪壓公式[2]P=h×ρ(注：P 為雪壓，h 為雪深，ρ 為密度，ρ=120kg/m3), 厚2cm的積雪，每平方米有2.40kg 的雪壓;降溫6 度時(shí)，被掀開的溫室小拱棚內(nèi)的蔬菜會(huì)被凍壞。氣象臺(tái)一般不會(huì)輕易發(fā)布災(zāi)害性天氣預(yù)警信息，如果發(fā)了則出現(xiàn)的可能性很大(>80%)。只要不防護(hù)的最大損失費(fèi)高于防護(hù)費(fèi)，采取防護(hù)加固的經(jīng)濟(jì)收益都會(huì)是最大的，因此應(yīng)當(dāng)采取防護(hù)措施。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]韋延年. 地區(qū)氣候特征與氣候適應(yīng)性對(duì)節(jié)能住宅建筑熱工設(shè)計(jì)的影響[J]四川建筑科學(xué)研究, 2001, (03) .

　　[2]黃瀅,彭俊龍,盧峰本,黃思源. 防城港市沿海風(fēng)能資源分析[J]安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, (20) .

　　[3]張曦,吳誠鷗,吳香華. 基于多項(xiàng)式典型相關(guān)方法選擇長江下游降雨量預(yù)報(bào)因子[J]安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, (21) .

　　[4]楊文艷,遲春艷. 遼寧省四季降水時(shí)空變化特征分析[J]安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, (21) .

　　科技期刊投稿須知：《能源與節(jié)能》是經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)，由山西省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管、山西能源研究會(huì)，山西節(jié)能研究會(huì)共同主辦、以及社會(huì)各界企事業(yè)單位大力支持的優(yōu)秀能源綜合科技類學(xué)術(shù)期刊。該刊創(chuàng)刊于1996年，2011年由原《山西能源與節(jié)能》雜志更名，本刊堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，關(guān)注我國能源經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，報(bào)道能源與節(jié)能領(lǐng)域最新科研成果，探求我國該領(lǐng)域的方針 、政策和發(fā)展戰(zhàn)略，積極普及節(jié)能知識(shí)。