天气预报准确性背后的真相

By ABC气象学家 Tom Saunders

• Topic:Weather

Thu 15 MayThursday 15 MayThu 15 May 2025 at 8:23pm 气象学家Tom Saunders认为，尽管存在批评，但天气预报已经有所改进。(ABC News: Esther Linder) abc.net.au/news/weather-forecast-accuracy-bom/105297540 Link copied ShareShare article

我被问到的最常见问题之一是天气预报的准确性如何。

这些问题通常是礼貌的询问；然而，对气象服务的在线评论可能更加激烈，甚至暗示预报几乎毫无价值。

让我们来检查这些说法，首先从准确性随时间的变化开始。

改进的措施

与最近关于气候变化使预报更加困难的说法相反，计算机能力的提高、详细的卫星数据以及对大气科学认识的提高，极大地促进了现代气象学基础的模型模拟。

自20世纪70年代以来，这使得温度预报的准确性每十年提高约一天，而且根据澳大利亚气象局（BOM）发言人的说法，近年来进展甚至更快。

“最高温度的预报准确性在过去10年中提高了两天。这意味着今天发布的四天预报与2015年发布的两天预报一样准确，”他们说。

在其他领域，如降雨、风和飓风路径，也取得了显著的改进。

下面的地图说明了1974年至2010年之间的天气模型如何预测飓风Tracy的路径，毫无疑问，如果这场风暴今天发生，达尔文将得到充分的警告。

使用1974年至2010年的模型预测的热带气旋Tracy的预计路径的准确性。(澳大利亚气象局)

七天后的温度预报准确吗？

大多数澳大利亚人消费的预报的两个主要部分是温度和降雨。

BOM对2024-25财年最高温度的验证显示，预测值在91%的时间内与观测值相差2摄氏度。

但是，我们如何判断这是否是一项熟练的预测？

气象知识匮乏的达尔文居民可能只需假设明天的最高气温将达到长期平均水平，就可以达到这一准确度。

在天气波动剧烈的地区，即使有较大误差的预报也可能是有益的——例如，如果某个地点的平均气温为25摄氏度，预测将达到45摄氏度，但实际上只达到了40摄氏度，那么该预报可能偏差了5摄氏度，但仍然是对可能威胁（如热应激和丛林火灾）的宝贵指导。

这就是为什么应该根据基线评估温度预报，一种方法是计算预报误差，并将其准确性与气候学（一年中该时间的长期平均值）进行比较。

下图显示了来自领先的全球模型在澳大利亚和新西兰地区的预报误差（蓝线）与气候平均值（红线）的比较。

毫不奇怪，预测越远，误差越大；然而，关键的要点是，即使在九天时，该模型仍然比气候学更准确。

这是令人信服的证据，表明七天预报具有技巧性，甚至表明BOM可以证明扩展到九天甚至十天预报是合理的，正如许多天气应用程序已经做的那样。

评估技能的另一种方法是将预测与明天天气与今天天气相同（称为持续性预报）的假设进行比较。

然而，在中纬度地区，交替的暖空气和冷空气团会带来极端波动，持续性系统很快就会导致较大的误差。

以2025年4月的墨尔本为例，使用持续性预报来预测最高温度显示，仅提前一天，平均误差为3.1摄氏度——这远不如BOM的平均误差。

对于七天预报，此误差会膨胀到5.1摄氏度，而远期（仅在表面上方）建模误差平均低至2.4摄氏度。

上个月悉尼的相同持续性误差提前一天为2.5摄氏度，提前七天为3.1摄氏度，再次低于建模的准确性。

BOM的降雨预报接近完美

气象局的降雨预报的结构与温度不同，表示为降雨的可能性和可能的降雨范围。

验证降雨的可能性很简单，因为可以将预测与实际发生的降雨天数的比率进行比较。

BOM提供给ABC的数据显示，在2024-25财年，第二天的降雨概率预报非常准确：

• 当气象局预测有30%的降雨概率时，实际降雨的概率为26%。
• 当气象局预测有50%的降雨概率时，实际降雨的概率为50%。
• 当气象局预测有70%的降雨概率时，实际降雨的概率为77%。

气象局发言人说：“气象局对在2024-25年度接收任何降雨的概率的预测，准确度在0到4个百分点之内。”

验证降雨量更复杂，因为给定的范围定义为：较低的值是有75%概率超过的量，而较高的值是有25%概率超过的量。

与观测到的降雨量相比，第二天在500个地点的降雨量范围预测的准确性。(澳大利亚气象局)

在2023-24年度，提前一天的降雨总量超过了78%的日子的较低值，超过了29%的日子的较高值。

换句话说，尽管降雨的性质反复无常，但气象局的预测准确度在3到4个百分点之内。

发言人说：“对预报准确性的常规评估……表明，即使考虑到降雨的高度局部变化，气象局的预报也是准确可靠的。”

气象局没有提供涵盖超过一天以上的预报的验证；但是，来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的数据表明，至少在八天前，降雨预报比气候学更准确——由高于零的技能值表示。

为什么对准确性的认知与现实不符

如果如上所示，预测数据具有很高的技巧性，那么为什么预测的质量没有得到一致的重视呢？

仅仅是选择性记忆，还是对预测的误解以及不可靠的自我验证方法？

今年的天气图有什么问题？

Photo shows A clear blue sky over paddocks in Auburn, SA 随着南澳大利亚州和维多利亚州继续面临干旱和异常高温，主要降雨系统明显缺失。那么，发生了什么事？

最后两个因素几乎肯定会共同降低对准确性的认知。

例如，BOM使用术语“高几率有阵雨”来描述有一天有65%到84%的“可测量降雨”的可能性。

然而，这种预测经常被误解为“潮湿的一天”，而实际上这意味着高达35%的可能性没有降雨，并且涵盖了常见的场景，即降雨仅持续几分钟，因此大多数人都错过了。

温度也可能被不准确地感知。

在夏季，湿度高且微风的情况下，25摄氏度的一天在阳光直射下可能会感到不舒服的温暖，而在冬季（太阳角度较低），结合低湿度和强风，25摄氏度的高温可能会感到明显凉爽，特别是如果一天中的大部分时间都远低于最高温度。

还有关于天气应用程序的最后一句话。

美国国家海洋和大气管理局最近的一项研究表明，应用程序现在很容易成为天气数据的最受欢迎来源，但有些应用程序提供超本地化预报，其准确性无法合理期望——例如，提供提前10天的逐小时预测或提前45天的每日预报。