下午天气有雨吗?
这题我会,之前在某个公司做过一段时间的气象学研究(其实是搞环评的)。 先上结论,以目前可用数据,无法准确预测下午是否有雨以及下雨的概率。 想准确知道下午是否降雨,需增加长期观测数据和气象站数据。 以下就问题谈一下我的看法。
问题描述中有两个关键词“午后”和“暴雨”,其实这两个词描述的时间范围并不一样,“午后”更多地指的是12点到2点这段时间,而“暴雨”则更倾向于雨量较大的降水。 由于气象站的数据是有延迟的,我们通常使用的是48小时的雨水强度,也就是说今天下雨的量是昨天和前天下雨量的总和除以2,以此作为判断的依据。但这样计算的问题在于,它并没有将同一时间范围内上下瞬时降雨量差值考虑在内。 举个例子,假如我所在的位置1分钟内的瞬时雨量达到了50毫米,但30秒内又过去了10毫米,那么48小时内我这一分钟的降水量应该是60毫米,但实际则是10毫米,这个差距就是我忽略了上下瞬时降水量差值导致的结果。而这个变化率是我所在位置未来发生强降水概率的关键指标。 所以我所在的科研团队当时提出一个方法来对气象数据进行加权处理,把每个气象站的数值按照其出现的频率进行加权求和,然后计算出所有站点数值的和,再利用统计的方法得到当日每100平方米雨强、1小时雨强、1日雨量和1个月雨量的平均值及其标准误差。同时为了弥补单个气象站数据存在的不确定性问题,我们还提出了利用多个气象站数据的联合优化方法。 虽然我们的方法得到了许多气象学者和客户认可,并在大气科学领域发表了不少论文,但我们仍然无法解决下面这个问题:
如果仅从数值上看,以上方程的拟合优度似乎还可以接受,但是它的预测精度实在难以让人恭维。这是因为决定降水的因素很多,比如季风爆发、温度槽沿某特定路径前进等都可能引起降水,而这些非线性因素是很难通过几个简单的指数拟合出来的。而且就算确定了模型参数,因为没有包含当前时刻的任何信息,所以预测值为0的概率还是很大。 后来我又研究了气候变暖对降水影响,发现全球变暖确实会导致我国南方地区的雨季加长和暴雨频次增多。当然这里的“暴雨”指的是平均状况,并非特指某天是否会下雨。