超级单体雷暴，云墙(WallCloud)拍摄于吉林省
天气预报的精准预测得益于科技进步。如今，人们已经可以用飞行在地球上空的卫星高精度观测地球表面的天气变化，并使用超级计算机来进行运算，以获取更高精度和准确率的天气预报，这就是数值预报。
今天是世界气象日，我们发布了《追风的人》短片，短片内有3位人物，追风暴00后b站up主，复旦大学大气与海洋科学系高艳红教授和联想高性能计算资深架构师郝常杰。
他们试着来解答，气象预测是如何更精准地传到手中，以及如何为人们所利用的。
追风的00后up主
苏镝坷是一位b站up主，科学艺术、风暴追击、气象科普这三个词是他在主页上对自己的介绍。2021年他追击的气象（台风、雷暴、洪水等）有10多个，经历追击上百次天气系统，其中包括超强台风“烟花”。
苏镝坷正在大学三年级，摄影专业，而他追风的爱好却要追溯到高二时候父亲带着他去追风。如果用一句话解释自己正在干的事，那就是“用摄影来展现严谨的气象预报、追踪过程”。他相信有了这些画面，人们能够真正地“看到”台风，了解其如何产生破坏，如何影响人。
“特别是在国内追风，因为不是典型的大平原追风，受能见度的限制，我们必须要靠仪器和精准的数据，去判断风暴和我们所处的方向。把我们导航到离风暴接近的位置，就可以看到它了。”
每一次追风，都离不开精细的数据，最先也都是以观察预报开始。
在风季、强对流季的时候，平均每4天左右到一周看一次比较长周期的预报，看接下来几天会不会有一个强对流的大环境。追击台风或者风暴系统都是从看预报开始的。一旦发现过两天仍然有一个还不错的状态，他们就会持续关注。
苏镝坷正在分析最新的大气探测资料 ，准备第二天的追击
到了前一天，他需要关注一些更高精度的预报资料，全球尺度的预报分辨率这时候已经不够用了，因为它大概是每6个小时更新一次，更新频率可能会慢。去年的风暴追击，北京城市气象研究院的睿图平台每小时更新一次，分辨率也更高。“ 比起全球模式10多公里的分辨率，它的分辨率能达到3公里。”
在实际追风的时候，苏镝坷会不停地利用这个系统看数据，把实况雷达和预报进行对照。
“我们得顺着风暴来，顺着自然来，自然有时候在教我们做事，可以帮我戒掉很多的燥气，会真正意识到在他的面前是很渺小。“ 几年的追风，苏镝坷有了这些感悟。
为什么天气预报愈加的准确
高艳红从1997年开始进入学校研究数据模拟和预报，到现在已经有25年。过去的25年里，数值模拟发生了很大的变化。
复旦大学大气与海洋科学系/大气科学院教授 高艳红
以前的模式只有几百公里一个网格，模拟时间也短，计算机的计算性能和条件不够，现在计算水平突飞猛进，数值预报已经到了公里级的模拟尺度，越来越精细化，模拟时间也越来越长。
人们把一般突发的叫做天气事件，气候是天气的一个统计概念，几个月以上乃至多少年，多用于研究领域。
联合国气候变化大会(COP26) 提出目标，要将全球变暖幅度控制在比工业革命前高1.5°C或2°C。值得注意的是，这种全球范围内的升温并不是均匀一致地──北极地区温度的上升速度就是其他地区的三倍，一些人口较稠密地区的气温也会高于平均水平。
据很多数值预报和未来预估显示，如果气温升高两度的话，全球生态系统将会发生很大变化。最显著的就是海冰，升温两度海冰将全部融化，或者至少超90%会融化。而海洋里的生物如珊瑚礁，如果升温两度，珊瑚礁会全部死亡。升温控制在1.5度，是维持生态系统多样性的一个关键。
至于天气预报的最难点，在于变化。
大气是多变的，这个变化包括时间上的变化和空间上的非均匀性。时间的变化带来一种混沌现象（蝴蝶效应），导致某个地方发生飓风或者强降水事件。
从空间上来说，人们日常所关注的天气预报，局地性强：这边的街道下雨，那边不下雨。这涉及到中小尺度的预报。而小尺度的计算是非常不稳定的，要保证它的稳定性，先要保证各种能量守恒，在各种条件守恒的基础上精细尺度地进行预报。
预报需要采集数据。最开始没有任何依据，全凭经验，到了17、18世纪开始有观测仪，欧洲国家用它来航海，只是把它安装在一个地方，用于观测周边地方气象要素的变化，以便预测航向。随着点布的越来越多，一段时间的纪录后，可以看区域范围内的走向和趋势，根据这些经验和数据判断它的发展态势和方向，以此来进行数值天气预报。到了现在，我们更多是用卫星和雷达资料，结合地面的观测。数值预报需要丰富的资料，而这些信号采集得越多，预报就会越准确。
事实上，正是计算水平带动了数值气象预报发展。
变化可以很明显感受到，从前的预报经常会有不准确，而近几年来天气预报变得更加准确。据中国气象局，2018年，全国24小时晴雨预报准确率达87%，暴雨预警准确率提高到88%，气象服务满意度首次超过90分。
“百米级、分钟级”精准预报能力
在许多大型赛事上，精细化气象服务都发挥了至关重要的作用。
比赛场馆的气象数据需要提前24小时接收到，联想为承担本届冰雪盛会气象服务的北京市气象局提供了高性能的计算系统，以满足7*24小时无休的天气、气候及环境气象服务需求。
气象数据精确到“百米级、分钟级”，基本形成了山地赛场核心区域100米分辨率，逐10分钟快速更新的气象预报业务，这也是此项赛事服务史上的最高标准。
郝常杰所在的高性能计算团队，一直长期服务于许多国家的气象局，包括像中国、韩国、马来西亚等，联想服务为全球天气和海洋预报行业提供支撑。由于有比较长时间的技术积累，团队和气象预报平台形成了一个日益紧密的连接。
联想为北京气象局提供的后端平台，算力提升近20倍，能耗降低42%，推动发展绿色低碳理念。
联想超级计算机的存储（数据的预处理）-读取-计算（天气预报数据模型+算法）-预报的能力，能够满足短时间内快速地得到一个比较准确的预报的需求，一方面保证运动员能够正常或者高效的发挥，另一方面通过精准的预报，最大程度地避免运动可能带来的伤害。
早在2012年，水冷的概念就已经在联想第一代X86上有所应用了。当时在全球有较大规模的安装和部署，到现在已经有超过10年的历史。联想为北京气象局提供后端高性能计算平台的技术支撑，还有部分GPU节点供气象局的专家研究新方法。（图片：北京气象局）
随着高性能计算的日益强大，卫星、雷达、地面等综合观测系统的完善，数值天气预报算得更精准。从大型体育赛事到人的衣食住行，从生命安全、防灾减灾到给生活带来更多可能，这些新技术、新变化和新探索，在无声润物中，让我们的生活更美好。
