漫談天氣預報:學點戶外探險天氣預報知識(一):
成也天氣預報,敗也天氣預報
在我們的日常生活中,人人都關心未來的天氣情況,尤其是當你驅車原野“自駕游”的時候,你更會關注未來的天氣狀況。
的確,準確的天氣預報會讓我們充分地享受大自然,獲益非淺,而錯誤的天氣預報會讓我們困難重重甚至帶來生命威脅。
對于每一位非專業氣象人員的戶外愛好者來說,能否自己了解、掌握一點點戶外探險天氣預報知識為我所用呢?
我的答案是“可以”。
下面,我分四部分回答這個問題。
一.成也天氣預報,敗也天氣預報, 二.如何做局地天氣預報,三.戶外探險天氣預報思路和方法,四.我在珠峰登山天氣預報中的故事與收獲。
由于篇幅較大,分四次發表。
一、成也天氣預報,敗也天氣預報
首先,談談天氣預報與你我他的關系。
這里,僅僅舉三個我熟悉的例子。兩個是準確天氣預報的經驗,一個是錯
誤天氣預報的教訓。
“孔明借東風”奠定三國鼎立基礎
這個故事家喻戶曉,神秘莫測。
還記得,在《三國演義》中,有如此的描述:建安十三年冬十一月十五日晚,
月明星稀,曹操在戰船上橫槊賦詩,躊躇滿志。升帳謂眾謀士曰:“若非天命助吾,安得鳳雛妙計。鐵索連舟,果然渡江如履平地。”程翌曰:“船皆連鎖,固是平穩。但彼若用火攻,難以回避,不可不防。”操大笑曰:“程仲德雖有遠慮,卻還有見不到處。”荀攸曰:“仲德之言甚是,丞相何故笑之?”操曰:“凡用火攻,必藉風力。方今隆冬之際,但有西風北風,安有東風南風耶?吾居于西北之上,彼矣皆在南岸。彼若用火,是燒自己之兵也,吾何懼哉!若是十月小春之時,吾早提備矣!”可見曹操對天時、地利是做了充分考慮的。
其時,諸葛亮與周瑜共同制定了火攻曹營的計劃。但連日來江上一直刮西北風,用火攻不但燒不著長江水域北部的曹兵,反而會燒到自己。
諸葛亮說他能借來東風,他讓周瑜為他搭起高九尺的七星壇,然后自己在壇上做法。最后借來了東風,火燒曹操連環水營,大敗曹操,奠定了三國鼎立的基礎。
這是“演義”。我們不必去信孔明作法借東風,也不必去追究是周瑜還是孔明借東風,但赤壁之戰的確是火燒曹操水營而勝利的。
根據我們的研究,冬天,長江中下游以西北風為主,要出現偏東風,只有依靠地面冷高壓移到長江口附件的恰當位置時(如圖1),長江中下游才有可能出現偏東風。無論是孔明還是周瑜做的天氣預測,都是了不起的。
圖1. 冬天,當地面冷高壓移到長江口附近如圖位置時,
長江中下游會出現偏東風
陶詩言準確預報挽救武漢數十萬人命運
1954年8月,長江流域暴雨連綿,洪水猛漲,長江中游水位已經超過歷年最高水位近兩米。時任中央氣象局聯合預報中心副主任的陶詩言副研究員主持預報工作。國務院詢問:長江流域的暴雨能不能夠停止?如果不能夠,必須立刻利用荊江分洪工程,緩解長江中下游洪災。其時,陶詩言當機立斷,預報暴雨明天停止。根據預報,國務院決定不通過荊江分洪工程分洪。天氣實況證明,陶詩言先生預報準確,挽救了長江中下游武漢市等地區的經濟損失。
第二天,國務院通令嘉獎陶詩言先生,1956年,國務院授予陶詩言“全國先進工作者”稱號。
陶詩言老師是我就學《中國科學技術大學》地球物理系時的老師,教授我們的“天氣學”課程(照片1)。1966~1975年,我參加了中國科學院組織的珠穆朗瑪峰科學考察,并應邀參加了中國登山隊攀登珠穆朗瑪峰的天氣預報。在這兩次科學考察中,我完成了12篇科學論文,每篇論文都經過老師親筆修改。這些論文成為我后來獲得國家自然科學一等獎的主要論著。
照片1. 1980年,我為陶詩言老師拍攝的工作照
其中,特別是關于“攀登珠穆朗瑪峰氣象條件和預報”論文是經過陶老師多次鼓勵后我才敢提筆撰寫的??梢哉f,我在登山天氣預報方面能夠有一點點成就,與陶老師的鼓勵、支持密切相關。
然而,遺憾的是,1954年8月陶老師預報長江流域暴雨停止的原始資料已經無法查到,他所根據的大氣環流形勢預報圖不得而知。
天氣預報錯誤17人梅里雪山遇難
1990年11月下旬,中日聯合登山隊一行29人進入梅里雪山大本營。此時進入梅里雪山大本營,應該是適時的;因為,根據降水條件分析,在12月至1月上旬是宜于攀登梅里雪山的季節。日方隊長井上治郎為氣象學博士,中方隊長為登山家宋志義(照片2)。按照攀登梅里雪山的氣象條件來看,大雪和雪崩是攀登梅里雪山的最大威脅。因此,選擇無降水或少量降水日攀登是明智的。
然而,在宜于攀登梅里雪山的季節中,中日聯合登山隊卻于1991年1月3日晚被雪崩吞沒了17名登山家的生命。這是中國登山歷史上最慘痛的損失。
根據當時的報道和幸存者的回憶,1990年12月28日,根據日方井上治郎的登山天氣預報,中日聯合登山隊從海拔5900米高度的第4號營地突擊頂峰,但在海拔高度6400米遇暴風雪,突擊頂峰失敗,撤回海拔5100米高度的第3號營地待機。1月3日晚10時左右,大本營與第3號營地的聯系中斷。據說,從1月2日~4日,山上連續降雪,3號營地積雪深達1米2左右。
初步判斷為突發性山間危險,最大可能為1991年1月2日~3日的大雪造成的巨大雪崩埋沒了3號營地。
照片2. 我為宋志義(左一)等登山隊友拍照在南迦巴瓦峰(1984)
認真分析這次嚴重山難的原因,主要是登山者沒有認識攀登梅里雪山的氣象條件、大氣環流形勢等特點,更沒有認識橫斷山脈地區登山的最大威脅是大雪與雪崩,以及該地區大雪與雪崩預報的極其難度。
我與此次事件還有點淵源。
1990年下半年,中國登山隊政委王富洲電話我,希望我能夠像過去一樣,義務參加年底的攀登梅里雪山天氣預報。我因為有其他科學考察任務不能夠參加,但我建議邀請云南氣象局去大本營做天氣預報。其時,我的一位學生李玉柱是云南氣象局的一位負責人。經我聯系后,云南氣象局愿意參加,只是提出希望中國登山隊支持兩萬元經費。
在我看來,這是很正常也很合理的。
然而,也許受經濟因素的影響,中國登山隊不同意。日本登山隊隊長井上治朗是一位氣象學博士,他相信自己就可以做好登山天氣預報。
事實上,不管你是氣象學博士或教授,如果你不是專門從事天氣預報的,根本不行;即使你是專門的天氣預報員,但你沒有在梅里雪山地區從事過登山天氣預報的經歷,也很難準確預報。
結果已經證明,井上治朗博士自己嘗試了梅里雪山天氣預報的惡果。
梅里雪山山難發生后,中國登山隊副隊長許竟邀請我幫助分析此次登山山難的原因。我調來當時的歐亞大氣環流系統變化資料,讓我驚訝地發現,原來這次降雪過程是可預報的,這次山難之后有5天以上的宜于攀登的好天氣。
如圖2可見,1991年1月3日(17位中日登山家遇難日),在梅里雪山(圖中紅色表示)的西南側是比較強盛的西南氣流,把大量的暖濕空氣輸送到梅里雪山地區;另外,在梅里雪山北側恰好有一條冷鋒。這正好是梅里雪山容易下大雪的環流形勢,云南氣象局的有經驗預報員完全可以預報比較準確。
另外,從圖3還可看出,1月5日起有5天以上的宜于攀登梅里雪山的好天氣。井上治朗博士如果能夠預報出這段時間好天,情況就不同了。
圖2. 梅里雪山山難時期的大氣環流示意圖
圖3. 梅里雪山地區1991年1月上旬降水量(毫米)