少年氣象科學(xué)家養(yǎng)成記

氣象工作者在寒冷的北極村建成的國家氣象站（攝影/莊白羽）

我生長在江南，家鄉(xiāng)的天氣給我留下了深刻印象。

每年五六月份的梅雨季，天總是陰沉沉的，還不時下場毛毛雨。細(xì)雨落在我的臉上，柔柔綿綿的，這讓我養(yǎng)成了下小雨不打傘的習(xí)慣。

到了七八月份，天氣一下子變得悶熱起來，只有午后的暴雨和偶爾登陸的臺風(fēng)能夠給酷暑按個“暫停鍵”。而臺風(fēng)讓我早早就見識了自然災(zāi)害的破壞力——狂風(fēng)驟雨、電閃雷鳴，滿地瓦片和被刮倒的大樹……

后來，我開始通過天氣預(yù)報了解天氣。晚飯時，一家人圍坐在一起，邊吃飯邊聽天氣預(yù)報。預(yù)報有雨，出門時，我會帶傘；預(yù)報有臺風(fēng)，我會閉門不出。有時，我會不由自主地哼出天氣預(yù)報的背景音樂，但直到上大學(xué)后，我才知道那首曲子叫《漁舟唱晚》。也是從那時起，我漸漸對天氣預(yù)報產(chǎn)生了濃厚的興趣，我很好奇，預(yù)測未來天氣是怎么做到的。

懷著對天氣預(yù)報的好奇，我來到中國氣象局學(xué)習(xí)和從事數(shù)值天氣預(yù)報工作，嘗試揭開天氣預(yù)報的神秘面紗。

作為現(xiàn)代天氣預(yù)報的核心技術(shù)，數(shù)值天氣預(yù)報是一個數(shù)學(xué)、物理和計算機等多學(xué)科交叉的領(lǐng)域。它是根據(jù)現(xiàn)在的大氣狀態(tài)，利用超級計算機模擬出未來的大氣狀態(tài)，也可以認(rèn)為是“虛擬現(xiàn)實”版的地球大氣。

這其中，首先是要認(rèn)識大氣中各種物理、化學(xué)過程的規(guī)律；其次，要掌握能描述這些過程的數(shù)學(xué)方程組以及求解方程的數(shù)學(xué)工具；最后，是將其改寫成計算機語言，通過超級計算機來實現(xiàn)對未來天氣的預(yù)測。

氣象工作者在西藏建設(shè)觀測站（供圖/王富）

現(xiàn)階段，中國業(yè)務(wù)數(shù)值天氣預(yù)報能力已達(dá)到8天左右，與國際最先進水平相差0.5天左右。趕超國際最先進水平是我們未來努力的方向，但達(dá)成這一目標(biāo)的前提是不斷探索、勇于創(chuàng)新，熟練掌握和運用交叉學(xué)科知識。

氣象，是一門基于觀測的學(xué)科，天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性取決于我們對大氣狀態(tài)及其變化觀察得是否準(zhǔn)確、及時、全面。認(rèn)真觀察也是分析和歸納大氣過程新規(guī)律的第一步，而獨立思考則是我們成為氣象科學(xué)家的基本素養(yǎng)之一。

要如何做到認(rèn)真觀察、獨立思考呢？在這里給讀者推薦“四步學(xué)習(xí)法”：

（1）明確問題含義，例如要回答“如何提高數(shù)值天氣預(yù)報的預(yù)報能力”這個問題，就要明白數(shù)值天氣預(yù)報和預(yù)報能力的定義；

（2）查閱請教答案，通過閱讀書本和請教老師、同學(xué)，明確是否有答案，“是”則回到第（1）步，“否”則進入第（3）步；

（3）尋找解決方法，通過類比或歸納，嘗試用不同的方法回答這一問題；找到方法則進入第（4）步，如果沒有合適的方法或證明問題無解，則回到第（1）步，思考在問題含義的理解上是否存在偏差；

（4）推導(dǎo)和檢驗，如果檢驗錯誤，則回到第（3）步，尋找新的方法；如果檢驗正確，則回到第（1）步，思考一個新的問題。

這個方法簡單、直接又具有可操作性，它準(zhǔn)確描述了我們從學(xué)習(xí)向研究轉(zhuǎn)變的過程。通過第（1）（-2）-（3）步的循環(huán)來學(xué)習(xí)知識的過程，讓我們更能體會到完成第（4）步時的喜悅。

近年來，數(shù)值天氣預(yù)報在中國天氣預(yù)報業(yè)務(wù)中發(fā)揮了重要作用。而要實現(xiàn)天氣的精準(zhǔn)預(yù)報，特別是提升災(zāi)害性、高影響天氣的預(yù)報能力，還需要我們充分發(fā)揮自身學(xué)習(xí)的積極性，認(rèn)真觀察、獨立思考。

如果你也對氣象感興趣，不妨從學(xué)好基礎(chǔ)知識做起。在未來，讓我們一起觀云識天，探索大氣的“喜怒哀樂”吧！

（責(zé)任編輯/高琳 美術(shù)編輯/周游）