• 标题：揭秘“蝴蝶效应”：为何天气预报总有误差？

标题：揭秘“蝴蝶效应”：为何天气预报总有误差？

说好的晴空万里，出门却被淋成落汤鸡!

说好的初雪纷飞，却只能在朋友圈看别人家的雪景!

这样的天气“惊喜”，我们几乎每天都在经历。那么，是什么让天气预报总有那么一点不准呢? 天气预报又能否有完全准确的一天呢? 下面，我们就来深入探讨，找出天气预报误差的根源。

1961年冬天，著名气象学家爱德华·洛伦茨在一次计算中发现了令人震惊的现象：一个微不足道的差异——仅仅0.0000506127与0.0000506的差别，竟然导致了完全不同的天气结果。这一现象，后来被称为“蝴蝶效应”——一只蝴蝶在亚马逊丛林里轻轻扇动翅膀，可能引发德克萨斯的一场龙卷风。这种效应揭示了天气预报的复杂性和不确定性。

制作天气预报的过程其实并不复杂：首先，我们需要获取大气的初始状态；然后，利用复杂的数学模型和方程进行预测。但在第一步——获取大气初始状态上，我们就遇到了巨大的挑战。理论上，我们需要知道每一个降雨云团及其周围所有大气的状态，这就像是要捕捉每一只“小蝴蝶”。然而，目前的气象观测手段，如布点取样，只能获取有限的数据，这些数据只能代表观测点周围一定范围内的大气状态。

想象一下，如果我们试图通过有限的观测点来拍摄爱因斯坦的照片，即使观测点再多，也难免出现偏差。这种“以点代面”的观测方法，使得天气预报的初始值就存在误差。

那么，如果我们能观测得足够精确，是不是就能提高天气预报的准确性呢？遗憾的是，无论地面气象站、卫星还是雷达，都无法实现对地球大气层的精确观测。即便未来的科技再发展，要想精确测量覆盖地球、高度达几十公里的大气层，也几乎是不可能的。

那么，即使初始值存在误差，我们能否在计算过程中进行修正呢？事实上，这种误差会随着时间的推移而放大。以一个台风为例，去年影响北京的台风“安比”的路径预报中，我们给初始条件添加了50个不同的小扰动，然后将这50个成员用同一种方法进行5天的预报，结果十分发散，有的到了内蒙古，而有的直接出国了。这就是“差之毫厘，失之千里”的真实写照。

除了“蝴蝶效应”之外，天气预报的误差还受到其他多种因素的影响，如观测设备的精度、模型的误差、计算能力的限制等。因此，天气预报永远也无法做到100%的精确。然而，随着科技的发展，我们的预报准确率正在不断提高。

作者：沈越婷 北京市怀柔区气象局

本文来源：中国数字科技馆