當氣象雲遇上數據雲 在“雲時代”裡如何觀雲識天？

3月23日是世界氣象日，今年的主題是“觀雲識天”。在氣象日來臨之前，中國氣象局主辦了一場“直擊天氣——與科學家聊天”活動。活動中，多位專家向公眾介紹了在“雲時代”，當氣象雲遇上數據雲，如何用高新技術來觀雲識天，如何用雲計算來計算雲，可謂讓人眼界大開。

天地互通觀測雲

“天上魚鱗雲，地上雨淋淋”“朝霞不出門，晚霞行千裡”“有雨山戴帽，無雨雲沒腰”……我們的祖先曾經通過人工進行觀雲識天，並根據經驗總結出許多天氣諺語，那是前人智慧的總結。現在觀測雲、預測天氣狀況更多是運用可見光測雲儀、紅外測雲儀等儀器設備，人工觀測則越來越少了。

中國氣象局氣象探測中心副主任曹曉鐘說：“現在除了地面觀測，更多的觀測來自於太空。近幾年衛星與雷達的觀測手段發展很快，地面觀測已經變成了輔助手段。原來我覺得衛星還是有缺陷，結果這次‘風雲四號’是真的很給力，我們可以真真切切地看到許多以往看不到的東西。”

據曹曉鐘介紹，地面觀測和衛星觀測其實都有一些局限性，地面觀測的范圍比較小，但是精度會相對高一些，在衛星上看，觀測尺度比較大，范圍也比較廣，但精度又差一些，因此兩者結合效果是最佳的。

海量數據雲處理

國家衛星氣象中心副主任、“風雲四號”地面應用系統總指揮魏彩英表示，自從有了氣象衛星，沒有一個台風能夠逃出我們的視野，這就是因為這個“千裡眼”站得比較高，在台風還沒有編號的時候就已經進入了衛星的視野裡面，從開始形成一個氣旋，我們就開始跟蹤觀測了。

據魏彩英介紹， “風雲四號”氣象衛星成功發射后，可以在更大范圍更精准地進行觀測，不僅觀測頻次大幅提升，分辨率也越來越高了。與“風雲二號”衛星相比，剛剛發射的“風雲四號”配備的掃描成像輻射計通道數量增加了2.8倍，達到14個﹔觀測時間分辨率提高一倍，可每15分鐘對東半球掃描一次，最快可以每1分鐘生成一次區域觀測圖像﹔最高空間分辨率較之前提高了6倍，達到500米。

隨著衛星能力的提升，現在用科學算法就可以衍生出很多定量產品，比如不僅可以看到雲，而且還把雲進行分類，這樣就可以直觀地告訴預報員，這是什麼樣的雲﹔同時還可以進行降水估計，能了解不同的雲裡面哪個雲有可能下雨，有可能要下多少雨等等。

不過隨著觀測精度和數量的提高，另一個問題也隨之而來——海量的數據處理。魏彩英說，“風雲四號”已開發的定量產品種類和數量是“風雲二號”的3倍，數據量是“風雲二號”的160倍，每天要達到幾十個T的數據量，這種海量的數據就需要通過雲計算來處理，這可真是氣象雲遇到了數據雲。

氣候變化雲響應

在全球氣候變暖的大背景下，雲有什麼特殊變化嗎？這種變化又會有什麼特殊影響？

中國科學院大氣物理研究所研究員、雲降水物理與強風暴重點實驗室副主任孫繼明對這一問題進行了較長時間研究，他的研究結論是氣候變化實際上對雲已經產生了影響。他舉了一個例子，海洋上的郵輪航行時會排放一些煙霧，通過研究郵輪的行駛軌跡發現，在其行駛路線上，雲量會減少，雲滴會增多。雖然還無法回答氣候變化使得雲增加或減少了多少，但可以肯定這種變化是存在的。

而雲的變化對全球氣候的影響也是目前科學家面臨的難題之一。因為雲的變化非常快，而且地球很多地方被雲覆蓋，比如海洋上三分之一就被雲覆蓋，雲的生消對太陽的輻射有影響，這樣就會影響整個大氣的溫度，隻有知道雲的形成機理，它的變化趨勢，它產生的降水，並有一個預測和評估，才能夠對氣候變化有一個更加精確的預測和預報。

孫繼明認為，這種影響隻有通過數學模擬的方法才能夠驗証。他透露，目前中科院大氣物理研究所正在建設地球模擬器，希望通過對地球本身物理過程和雲模式的模擬，可以更准確地評估氣候變化對雲及其他地球物理過程的影響，這樣也許再過若干年我們就會對這一問題有精確的答案了。 （記者 游雪晴）