天气预报为何总是“扑空”？
“晴空万里，出门却成了落汤鸡”，或者“期待的初雪，结果只能在朋友圈看别人家的雪”，这类“与预报大相径庭”的情形，每个人都可能经历过。这就是我们对天气预报常有的吐槽。那么，为什么天气预报总是让人失望？天气预报究竟能不能做到百分之百准确呢？让我们一探究竟，弄明白预报偏差的根源。
一小步差异，预报大不同
回到1961年，著名气象学家爱德华·洛伦茨用当时的老式计算机进行天气预报实验。他进行的计算中，两个几乎完全相同的输入数据，分别是0.506127和0.506，这看似微不足道的差距，却导致了两次预报结果截然不同——一次预报是晴空万里，另一次却预示着雷雨交加。这个差异让洛伦茨大吃一惊，而他进一步的研究也揭示了一个惊人的事实：微小的初始条件差异可以在计算中引发巨大的变化。由此，洛伦茨提出了著名的“混沌理论”，并且为了形象地说明这种现象，他创造了“蝴蝶效应”的概念——比如在南美洲的亚马逊雨林里，一只蝴蝶翅膀的轻微扇动，可能在美国德克萨斯州引发一场。
那么，这种蝴蝶效应到底是如何影响天气预报的呢？我们不妨从实际的天气预报过程入手，来看看这只“蝴蝶”的神秘影响。
天气预报的“两步走”
制作一个天气预报，实际上分为两个关键步骤：第一步是获取大气的初始状态，第二步是通过复杂的数学方程进行计算。我们先来看看第一步，准确了解天气系统的状态。为了预报一个降水系统，我们必须对它以及周围的大气状况有一个详细的了解，现实中任何一个微小的差别都不能忽视。在目前的气象观测中，最常见的方式依然是通过地面气象站点采集数据，假设每个站点的观测数据能够代表它周围的气象状态。尽管我国现已拥有超过6万个自动气象站，覆盖面和观测密度在全球范围内首屈一指，然而即便如此，这种“以点代面”的方式仍然无法避免“捞小鱼”的困境。
举个例子来说，假如我们拿这种观测方式去分析爱因斯坦的照片，虽然观测点密集，仍然很难还原出完整的画面。更何况，当这些数据用于天气预报时，精度的差距也常常让我们难以准确预测天气的变化。大家或许会想，如果我们能够将观测做得更精准，岂不是一切就能迎刃而解？的确，随着科技的进步，除了地面气象站，我们还使用了卫星、雷达等多种高科技设备进行全方位的观测，但即便是未来科技再发展，想要精确测量全球几十公里高空的大气层，依然面临着巨大的挑战。
小蝴蝶的巨大影响
既然第一步的精确观测无法做到，那么我们不妨看看第二步：在计算过程中，能否通过调整漏掉的小“蝴蝶”来弥补误差。以去年台风“安比”为例，这个罕见影响到北京的台风，在路径预测中，气象专家通过给初始条件加入50个不同的小扰动——也就是50只“蝴蝶”，让它们轻轻扇动翅膀（例如温度波动±0.1℃，风速波动±0.1m/s），并分别进行五天的预报。结果却让人，五十个不同的预报路径竟然完全发散，有的甚至预测到内蒙古，而有的则预示着台风会直接转向国外。可以说，这种差异正是典型的“差之毫厘，失之千里”——微小的变化，竟然带来了完全不同的结果。
蝴蝶效应：天气预报的“命门”
从这些例子中不难看出，天气预报的偏差往往源于我们观测中的微小差异，而这些“蝴蝶效应”对预报结果产生了深远的影响。无论我们如何努力改进观测和计算方法，要想做到百分之百的精确预报，几乎是不可能的。虽然天气预报永远也无法做到完美无缺，但随着气象技术的不断进步，我们的预报准确率已在不断提高。今天，无论是从观测设备、计算能力，还是气象专家的专业素养方面，我们的气象事业已经比以往任何时候都更加先进。
尽管如此，每次出门前还得拿着手机看一眼天气预报，这种情况恐怕是我们生活中的常态。希望在未来，天气预报能尽量减少“扑空”的频率，让我们少一些因天公不作美而带来的遗憾。