天气预报下午有雨吗?
问这个问题的人,应该是不懂大气科学的。 现代天气学是在观测的准确性和概率论的基础上发展起来的学科,对于不确定性的描述和分析有着非常严格的方法和理论。在介绍“下午会不会下雨”这个问题的答案之前,先简单介绍一下关于不确定性的问题。
人类对地球系统的认识是逐步深入的,比如早期人们认为太阳系只有水星、金星、地球以及月球这四颗行星,后来发现了木星、土星等行星,又认识到太阳系只是银河系数十亿恒星系统中的一个。现在,我们甚至已经可以探测到宇宙中的脉冲星和黑洞,但是对整个宇宙的了解依旧是十分有限的。尽管人们对地球系统和太阳系的认识已经有了很大的进步,但是人类对于大气的了解依旧十分有限,大到台风的形成机理,小到云的形状和构成,都有着很多未知的领域。 大气科学是对大气进行研究的科学,这门科学同时涉及物理、化学、生物等多种学科,在大气的研究中,需要将问题简化为各个因子间的相互作用的体系,再通过数理统计的方法提取信息。然而人类是难以做到完全控制的实验,所以通过数理统计的方法来对数据进行解释是需要极为谨慎的,尤其是在分析含有随机因素的数据时,结论的解释更是要尽可能客观。否则很容易出现“张五常错把鸡蛋扔进鱼缸里找鱼”的情况——自己误以为自己找到了规律,其实只不过是把本来无关联的两个变量搅合在了一起而已。 所以说,如果单纯考虑科学本身,天气预测这种东西是有很大的的不确定性的。如果要从我国现有科技水平来说的话,那么这种不确定性很大程度上是被允许的。因为作为发展中国家,我们的气象科技虽然有了一定的发展,但和发达国家相比还是有相当大差距的(比如我们现在的计算速度只能达到美国的二十分之一)。所以我们只能尽量控制影响天气的各要素,而不能完全依赖数值模式来确定最后的结果。
但这不代表我们不能给出一个大概率会发生的情景。如果从统计学上来讲,当发生某事件的概率低于5%的时候,我们可以认为该事件发生的可能性基本为0,而当概率高于95%时,我们就可以认定该事件发生的可能性几乎为100%。在这之间,我们可以认为事件发生的可能性大小介于两者的数值之间。 所以当我们看到电视上预报员报出“今天下午到夜间有小雨,局部中雨”这样的预测时,从科学的角度讲,我们是完全可以同意的——只要我们的科技水平和统计数据支持这样严谨表述。