天气预报准确性背后的真相

快速阅读: 《ABC 在线》消息，天气预报准确性随时间提高，尤其在温度和降雨预测方面表现突出。尽管公众对其准确性存疑，但数据证明了预报的可靠性和技巧性。用户需正确理解预报含义并谨慎依赖超长期的超本地化预报。

我经常被问到的一个最常见问题是天气预报究竟有多准确。这些问题大多是以礼貌的方式提出的，但在网络上的气象服务评论中，语气可能会变得尖锐，甚至有人暗示天气预报几乎毫无价值。那么，让我们来探讨一下这些说法是否属实。

首先从准确性随时间的变化开始说起。有些人认为气候变化使得预测变得更加困难，但实际上，计算机能力的提升、详细的卫星数据以及对大气科学的深入理解，极大地推动了现代气象学的基础——模型模拟技术的发展。自20世纪70年代以来，温度预报的准确性每十年大约提高一天。澳大利亚气象局（BOM）的发言人提到，近年来进步的速度更快。“在过去十年中，最高气温预报的准确率提高了两天。这意味着如今发布的四天预报，与2015年的两天预报同样精准。”他们说道。自20世纪70年代以来，温度预报的准确性每十年大约提高一天。根据澳大利亚气象局（BOM）的发言人所说，近年来进步的速度更快。其他领域如降雨、风速和气旋路径也取得了显著改善。

下图展示了1974年至2010年的天气模型如何预测特雷西气旋的路径，毫无疑问，如果这样的风暴今天发生，达尔文将能够得到充分的预警。（澳大利亚气象局）

那么，七天前的温度预报是否准确呢？大多数澳大利亚人消费的预报主要分为温度和降雨两部分。澳大利亚气象局2024-25财年的最大温度验证显示，预报与实际观测结果误差在2摄氏度以内的比例为91%。但如何判断这是否是一个有技巧的预报呢？达尔文的居民即便没有气象知识，也可以通过假设明天的最高气温将达到长期平均值来达到相同的准确性。而在天气波动较大的地区，即使预报误差较大，仍然可能有益——例如，如果一个地方平均气温为25摄氏度，预报将达到45摄氏度，但实际只达到40摄氏度，尽管预报偏离了5摄氏度，但依然是对可能威胁如热应激和山火的重要指导。

这就是为什么温度预报需要一个初始基线来进行评估。一种方法是计算预报误差并与气候学（该时间段的长期平均值）进行比较。下图显示了来自全球领先模型的澳大利亚和新西兰地区的预报误差（蓝线）与气候学平均值（红线）的对比。不出所料，预报越远，误差越大；然而，关键点在于即使在九天后，模型仍然比气候学更准确。这是七天预报具有技巧性的有力证据，甚至表明澳大利亚气象局可以合理地延长至九天甚至十天的预报，就像许多天气应用程序已经做的那样。

另一种评估技巧的方法是将预报与假设明天的天气与今天相同（称为持续性预报）进行比较。然而，在中纬度地区，交替的暖空气和冷空气团可能导致极端波动，持续系统很快就会导致平均误差达3.1摄氏度。以墨尔本为例，在2025年4月，使用持续性预报预测最高温度仅提前一天就显示出平均误差达3.1摄氏度——这远远低于澳大利亚气象局的平均误差。对于七天预报，这个误差增加到5.1摄氏度，而提前这么长时间（刚超过地面）的建模误差平均仅为2.4摄氏度。上个月悉尼的持续性误差是一天前2.5摄氏度，七天后3.1摄氏度，再次不如建模准确。

对于七天预报，这个误差增加到5.1摄氏度，而提前这么长时间（刚超过地面）的建模误差平均仅为2.4摄氏度。澳大利亚气象局的降雨预报接近完美。该局的降雨预报结构不同于温度，以降雨概率和可能的降雨范围表示。验证降雨概率很简单，因为预报可以与实际降雨发生的概率进行比较。澳大利亚广播公司从澳大利亚气象局获得的2023-24财年数据显示，对于第二天的降雨概率预报非常准确：当局预报有30%的降雨概率时，实际降雨发生的概率为26%；当局预报有50%的降雨概率时，实际降雨发生的概率为50%；当局预报有30%的降雨概率时，实际降雨发生的概率为26%；当局预报有70%的降雨概率时，实际降雨发生的概率为77%。2024-25财年，该局对任何降雨概率的预报准确率在0到4个百分点以内。”一名局方发言人说道。

验证降雨量更为复杂，因为给定的范围定义为较低值有75%的概率超过，而较高值有25%的概率超过。接下来一天在500个地点的降雨范围预报与实际降雨的准确性对比。（澳大利亚气象局）

在2023-24财年，提前一天的降雨量在78%的日子里超过了较低值，在29%的日子里超过了较高值。换句话说，尽管降水变化莫测，该局的预报仍准确在三到四个百分点内。“常规的预报准确性评估……显示，即使考虑到降雨的高本地差异，该局的预报也是准确且可靠的。”发言人说道。换句话说，尽管降水变化莫测，该局的预报仍准确在三到四个百分点内。

该局未提供超过一天以上的预报验证；然而，下面来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的数据揭示，至少八天前的降雨预报比气候学更准确——由高于零的技巧值表示。

为什么人们对准确性的感知与现实不符？如果预报数据如上所示高度熟练，为什么预测的质量却得不到一致的认可呢？这可能是选择性记忆的影响，或者是对预报的误解以及自我验证的方式不可靠。今年我们的天气预报图表出了什么问题？照片显示南澳州奥本牧场上方的一片湛蓝天空随着南澳大利亚州和维多利亚州继续面临干旱和反常的高温，缺乏大规模降雨系统的现象尤为突出。那么，到底发生了什么？

最后两个因素几乎肯定共同作用，降低了对准确性的感知。例如，澳大利亚气象局用“降雨概率较高”来形容一天中降雨的可能性在65%到84%之间的日子。然而，这种预报常常被误解为“雨天”，而实际上它意味着有高达35%的可能性不会下雨，并涵盖了常见的情况，即降雨仅持续几分钟，因此大多数人错过了。温度也可能被误认为不准确。在高湿度和微风的夏季，25摄氏度的日子在直射阳光下可能感到不适，而在冬季（太阳角度较低）25摄氏度的高温，加上低湿度和强风，可能会感觉明显凉爽，尤其是如果大部分时间都远低于最高温度。

最后再谈一下天气应用程序。一项近期的国家海洋和大气管理局研究显示，应用程序现在已成为最受欢迎的天气数据来源，但一些应用程序提供了超本地化的预报，其准确性无法预期——比如提前10天的逐小时预报或提前45天的每日预报。

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