罗布·汤普森，雷丁大学

英国录得有史以来最高气温，首次超过40℃。但你不能否认它早有预警。英国气象局(Met Office)在热浪来临前六天发布了黄色天气预警，三天后将预警升级为红色，有足够的时间与朋友交换降温建议，并储备冰棍。

人们很容易认为现代天气预报技术和预警系统是理所当然的，但新的进步挽救了生命。英国历史上最著名的天气预报失误发生在35年前。资深天气播报员迈克尔·菲什(Michael Fish)表示，“西班牙不会有飓风，但会刮大风”。几小时后，这场毁灭性的风暴席卷了整个西班牙，夺去了18条生命。

自1987年以来发生了巨大的变化。天气预报更加精确、可靠，沟通也更好。重新分析表明，在2022年，1987年的风暴将在几天前被注意到，但可能存在不确定性。安珀警报很可能会被发出，风暴也会被命名，提醒公众。那么预测究竟是如何改进的呢?

真正的变化是人们对极端天气的体验。例如，2022年2月的风暴尤尼斯，以每小时122英里的速度打破了英国的阵风记录。暴风雨提前几天就预报了，前一天晚上发布了罕见的红色预警。

驱动热浪的高压用旧的模型更容易预测，因为物理学限制了在距离上可能发生的变化。因此，我预计即使在1987年，极端高温事件也会在几天前被预测到(尽管最近的高温在当时不会受到影响，因为气候变化加剧了高温)。

然而，今天人们对预测会更有信心，而且最关键的是，会有更好的机制向公众发出警告。如果没有这样的警告，可能会有更多的人死亡。

发生了什么变化

我们大多数人走路时口袋里都装着一台比1987年用来预报天气的电脑强好几倍的电脑。它是当时世界上运算速度最快的计算机之一，每秒能运算400万次。目前英国气象局的超级计算机的运算速度是每秒14000万亿。

自20世纪20年代以来，天气预报一直是通过在网格上计算物理的数值模型来完成的。在20世纪50年代，这一过程转移到计算机上，这使得及时预测变得更加可行，因为人类无法以足够快的速度独自完成计算。天气预报是用一个位置网格做出的，计算某一点的天气状况，然后按时间向前推进。

随着计算机的改进，它们可以使气象计算更快。网格和时间步可以更小。现代数值模型使用的网格在英国各点之间小于一公里(在全球范围内小于10公里)。1987年，气象预报员使用的是一个全球网格，每隔150公里。

这些模型所依赖的科学在今天得到了更好的理解。例如，我们了解刺射流，小范围的强风是如何形成的。

仰望天空

卫星改变了气象学。从90年代开始，它们就被整合到计算机模型中。1987年的一个关键问题是缺乏海上天气监测，但卫星和浮标填补了这一空白。1987年风暴的直接结果就是在英国各地建立了浮标网络。

充分利用观测结果的技术正在迅速发展。但主要的变化是可观测的绝对数量。我们有更少的地面站，但更多的综合观察点来自卫星、雷达和安装在商用飞机和其他系统上的仪器。卫星读数每天提供数千亿次观测数据。

卫星数据使南半球的预测(陆地较少意味着地表观测较少)达到了与北半球相似的精度。以前，南半球天气预报的提前时间通常要少一天。

英国也生活在雷达的黄金时代。2018年，雷达网络升级完成，使天气预报员开始使用新的雷达技术，可以告诉我们更多关于雨滴和雪花的形状和大小的信息，而不仅仅是它们的位置。

说一个布特它

在2022年，我们倾向于依靠应用程序为我们的社区预测，而不是通过地区电视预测。街道层面的预测很难准确。在多变的天气条件下，比如夏季阵雨，天气预报员知道会有阵雨，但不知道阵雨的确切位置。就像在炉子上加热水一样，你可以预测沸腾的时间，但你不能预测每个气泡的位置。

英国的天气变幻莫测是出了名的。晴天可以在几分钟内变成倾盆大雨。英国的冬季天气主要由大片的云带、风和雨组成，这使得预测更加可靠。然而，当气象学家知道一个地区可能会有阵雨，但不知道准确的位置和时间时，一个优秀的预报可能会在普通用户看来很糟糕。

天气预报员认为，英国公众不理解科学的不确定性，所以不要传达他们对预测的肯定程度。但在美国，天气预报让人相信几十年来有可能下雨)。

展望未来

由于蝴蝶效应，天气预报将始终保持不确定性，这意味着条件的小变化可能导致随后的大变化。

但这一过程正在改善。未来的大事包括更多的整合思维。例如，科学家们正在考虑将天气和洪水模型联系起来。

计算机模型将变得更加真实。卫星(和其他观测系统)正在改进。我正在研究一颗卫星，我们希望能在10年内发射，它能测量全球云层中的风速。

随着气候变化导致全球极端天气增多，天气预报变得空前重要。随着更多的洪水、野火、风暴和破纪录的气温，这可能是一个生死攸关的问题。

罗布·汤普森，雷丁大学气象学博士后研究科学家

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