讲真的，新冠肺炎疫情令全球天气预报更不准？

夜夜夜夜枭2016

新冠肺炎疫情在全球蔓延
给各行各业带来了巨大影响
气象领域也不例外
疫情之下
会有多少气象观测缺失？
天气预报会否因此变得不准？
近日，欧洲中期天气预报中心（ECMWF） 、世界气象组织（WMO）以及美国国家海洋和大气管理局（NOAA）都关注了疫情对气象观测和预报的影响 ——
WMO 关注新冠病毒（COVID-19）疫情对观测系统的影响


WMO 的全球观测系统是 WMO193 个会员国和地区向其公民提供的所有天气与气候服务及产品的支柱。它通过陆基、海基和天基仪器，提供对大气和海洋表面状态的观测。这些数据用于天气分析、预报、咨询和警报的筹备。
" 尽管面临冠状病毒大流行的严峻挑战，各国气象和水文部门仍在继续履行其全天候基本职能。"WMO 秘书长佩特里 · 塔拉斯说。
" 气候变化仍在产生影响，与天气相关的灾害数量仍在增加。COVID-19 大流行构成了额外的挑战，并可能在单一国家层面加剧多灾种风险。因此，尽管出现了 COVID-19 危机，各国政府仍须重视其国家的预警和天气观测能力。" 塔拉斯先生说。
观测系统中的很大一部分，如卫星和许多地面观测网等，都已部分或全部自动化。因此，预计它们将继续发挥作用，不会在几周内（有些情况下甚至会更长）出现显著弱化。但如果大流行持续几周以上，于是错过维修、维护和供应工作，并错过重新部署，则会日渐堪忧。
观测系统的有些部分已经受到了影响。最值得注意的是，空中飞行的显著减少已经产生了明显影响。飞行中对环境温度、风速和风向的测量对天气预报和气候监测来说是非常重要的信息源。


全球 AMDAR 飞机报数量在 2020 年 3 月呈现断崖式下跌。数据由 EUMETNET 提供
航空气象观测资料缺失明显
商业飞机为航空气象数据中继计划 ( AMDAR ) 做出了贡献。该计划使用机载传感器、计算机和通信系统，用以收集、处理、格式化气象观测数据，并通过卫星或无线电将其传输到地面站。
欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的研究结果显示，AMDAR 数据因其更高的垂直分辨率和水平分辨率，是改善全球 24 小时 NWP 预报的第四重要观测数据集。


飞机报（图中蓝框）对降低预报误差的贡献仅落后于三个从极轨卫星获得的数据集，超过了 GPS 掩星资料（GPS-RO）、探空资料（TEMP）和地面天气报告（SYNOP）
在世界上有些地区，特别是在欧洲，在过去的几周里，测量数量急剧减少。
EUMETNET 是欧洲 31 个国家气象部门间的合作项目。隶属于该网络的国家目前正在讨论如何提高其观测网络其他部分的短期能力，以部分减轻飞机观测的损失。
AMDAR 观测系统传统上每天产生 70 多万次高质量的气温、风速和风向观测，以及所需的位置和时间信息，并正在增加湿度和湍流测量。


3 月以来 ECMWF 收到的欧洲飞机报比平时减少了 65％，全球飞机报总量减少了 40％以上，这种情况将至少持续到夏季。


欧洲 AMDAR 覆盖范围（左侧是 2020 年 3 月 2 日，右侧为 2020 年 3 月 23 日）
部分地区人工观测数据显著减少
在大多数发达国家，地基气象观测现已几乎完全自动化。然而在许多发展中国家，向自动化观测的转型仍在进行中，气象部门仍然依赖气象观测员手动进行的观测，并传输到国际网络，用于全球天气和气候模型。
在过去的两周，WMO 发现此类人工观测的可得率显著下降。部分原因可能与当前的冠状病毒情形有关，但目前尚不清楚其他因素是否也起了作用。WMO 目前正在对此进行调查。


深色显示的国家在过去一周提供的观测量少于 2020 年 1 月（COVID-19 前）的平均值；黑色显示的国家目前没有发送任何数据。数据由 WMO 提供
" 目前，预计观测损失对天气预报产品质量的不利影响还不是很严重。然而，随着可获得的飞机气象观测数据继续减少，预报的可靠性可能会逐渐降低。"WMO 基础设施司地球系统处处长 Lars Peter Riishojgaard 说。
目前，全球共有 16 颗气象卫星和 50 颗科研卫星、1 万多个人工和自动地面气象站、1000 个高空站、7000 艘船、100 个系泊浮标和 1000 个漂流浮标、数百个天气雷达和 3000 架带特别装备的商用飞机，每天测量大气、陆地和海洋表面的主要参数。
气象预报准确率受多大影响？
总的来说，这是个非常复杂的科学问题，基本逻辑是：观测资料减少了，观测误差变大了，数值预报准确率可能降低。
ECMWF 的观点是：飞机观测资料减少可能会对天气预报造成影响。


飞机数据对风力预报误差的影响。黄色 / 红色表示没有飞机报告就无法预测，阴影线表示在 95％置信水平下具有统计显着性差异
ECMWF 进行的敏感性研究表明， 移除所有飞机数据会使 7 天内预报质量显著降低，对 1012km 高度风况和温度的短期预报质量降低 15%，对地面气压预报的影响最高可达 3%。
总之，欧洲乃至全球飞机观测资料数量的大幅下降会在短期内对预报质量产生相当影响，尤其是在极地附近的急流高度上（海拔 1012km）。


是否采用飞机观测资料对 12 小时温度预报结果的差异对比
但另一边，NOAA 的观点是：飞机观测数据减少不一定会造成预报准确度下降。
美国国家天气局（NWS）发言人认为飞机观测数据的减少会对数值模式的预报技巧产生影响，但不一定会造成预报准确度下降，因为气球探空、地面站、雷达、卫星和浮标观测数据依然占据主要地位 。
此外，虽然商业客运航班大幅减少，但 NOAA 仍然可以从货运航班获取有价值的飞机观测数据。
另据美国气象学会 2017 年发布的一项研究，飞机观测数据的加入使得全美范围内 6 小时的风、湿度和温度预测误差减少了 15% 至 30% 。飞机观测量的 " 大幅减少 " 会对模式输出产生一定程度的影响。
以上各种统计
仅帮我们对其数量级有个大概认识
但具体降低多少
因时因地因事而异
还是充满想象空间
……
但话说回来
如今全球气象观测数据互通共享
疫情之下
哪国的预报都无法独善其身
也从气象的角度诠释了
我们同属人类命运共同体
（编辑 张宇）