蓝星球｜黄河石林越野极端天气能预测吗？

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　　极端天气能否预警？复旦大学张军平教授撰文指出，气象复杂性对监测和预测造成的困难，包括软硬件条件的限制，是需要正视的现实问题。

　　源数据的多模态多类型跨属性分析难度，是态势感知智能面临的挑战，也是物联网时代必须攻克的难关。

　　下文由蓝星球获 复旦大学计算机科学技术学院张军平教授 授权转载，文章首发于微信公号平猫科技。

　　昨天在黄河石林举办的百公里越野赛，可以说是史上最惨烈的一场赛事。21名逝者中，一半可能都是国内跑马界的顶级高手。因为限定了人数，能参加的172名选手也肯定都是非常厉害的。

　　为什么会出现这么大的事故呢？主要原因在当天的天气出现了极端恶劣天气，导致选手们出现了严重的失温。这对于跑马高手尤其可怕，一是他们跑得快，跑得远，完赛的意志比一般人强太多；二是为了追求速度，往往是更轻量级的装备上阵；三是体脂比通常都很低，缺乏脂肪起不到御寒的作用。

　　但不管是出于哪个原因，跑者的做法都是以追求比赛成绩，追求PB（个人最好成绩 Personal Best）为目的的，这无可厚非。而真正导致出现这么重大伤亡的原因，还是极端恶劣天气的出现。

　　那么，大家肯定非常愤怒，为什么没有及时把这个极端恶劣天气预报出来，这样不就可以提前终止比赛，避免伤亡吗？

　　遗憾的是，极端恶劣天气，以目前的气象软硬件条件来看，还是异常难以预测的。原因如下：

　　一是地形原因。整个赛程是一百公里，出事的位置是在检查点2-3之间，即CP2到CP3之间，这里的赛道是8公里上升1000米。按我们学过的物理知识，大概知道每升1000米温度平均降6度。这可以说是气象预报中的一个常识性指标。但更麻烦的是，1000米的上升会导致其它气象要素产生非常大幅度的变化，如相对湿度、风速风向、云量、气压、降雨量等。加上黄河石林所处的白银本就是高海拔地区。所以，它的天气变化本就比较复杂。一天四季的情况也不少见。

　　二是监测。显然，海拔差异那么大的地方，指望用一台固定高度的天气监测设备去预测不同海拔位置的气象情况，大家想想也知道，是不太靠谱的。卫星云图，能从天上往下看，但它的尺度也大，采集和回传地面进行分析的速度也慢，而且它也提供不了与海拔相关的参数。雷达相对靠谱，现在有很多种类型和不同波段的雷达，可以相互弥补缺陷，提供好的预测。但价格也不便宜，多数地区能装个一两台就不错了。但并非能把天气百分之百看清楚，比如地面上升的水气，它就无法捕获，需要结合其它观测设备来进行预测。这时，可能最需要的，就是地面观测站了。但是，国内有完完整整的、可进行连续海拔变化气象监测的，就我所知，只有一个地方有，就是1950年建立、后2006年从原有的大理气象站升级的大理观象台 [1]。该观象台建成了从大理点苍山到洱海的、较为完整的复杂地形下的区域气象综合观测网，通过用十多套特种大气观测系统包括地基 GPS水气监测、点苍山-洱海剖面典型山地气象观测等，形成了对湖面、地面再到高空的立体气象观测。正是由于这一原因，该气象观象台也成为2006年中国气象局建立的5个国家气候观象台之一。所以，可以想象，在黄河石林赛道，指望其能有一套完整的全地形连续监测的气象预测设备，是不太现实的。

　　三是软件预测能力。在气象上面，做得比较好的往往是大尺度、中长期的。比如气象台用的很广泛的一个模型，是欧洲中期天气预报中心推出的模式。简单来说，它是把全球各个观测站的数据收上去，然后用气象领域的专家总结出来的一套模型算好后，再分发个各个地方。大家都用这套模型，说明其预测效果还是八九不离十的。但是，试想，他里面的优化目标是从全局、中长期角度来考虑的，局部肯定误差比较大。类似的问题在其它气象模块中也存在。这也导致了一个困难，就是气象软件本身很难对短时间如1-2小时的突发变化、局部的如10公里范围内的，能形成非常准确且及时的判断。

　　四是气象本身。气象本身比我们想象的要复杂，既有大尺度的台风的难以捉摸，也有小尺度的下击暴流、冰雹、局地雷暴的难以预报。原因也有很多，一是物理建模方式容易丢掉小的，可能引起小尺度天气变化的那些项。二是气象本身的要素太复杂，要想准确建模本身就很困难。不夸张地说，把气象预测做好和把人工智能做好，可能是同样的难度。

　　综上，我们知道，气象预测的能力受限于地形、软硬件预测环境和我们对气象本身的理解不足，想准确预测极端恶劣天气还是异常困难的。在此前提下，爱好越野跑的跑者参加这类型的比赛时，切记要敬畏自然，带好强制装备，高海拔地区一定要做好防寒的准备，哪怕是影响配速。遇到极端恶劣天气时，千万别跟天斗，该退赛就退赛。而组织比赛的一方，也最好跟当地气象部门多沟通，了解清楚赛道周边气象的变化情况以及短临极端恶劣天气的出现时间和频次，再确定合适进行比赛的时间，并做足应急救援的准备。

　　最后，衷心希望国内的各类跑马、戈壁跑、越野跑越来越规范，越来越安全！

　　参考文献：

　　[1]徐安伦,李建.大理国家气候观象台综合气象观测和研究[J].气象科技进展,2017,7(05):8-14.

　　注：封面图来自网络。

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