2月20日，中央氣象臺(tái)連續(xù)發(fā)布霾黃色預(yù)警，中國(guó)氣象局和環(huán)保部也首次聯(lián)合發(fā)布京津冀及周邊地區(qū)重污染天氣預(yù)報(bào)。同日，北京市啟動(dòng)首個(gè)空氣重污染黃色預(yù)警信號(hào)。

    那么，霧霾的預(yù)報(bào)和空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)是如何做出來(lái)的？為什么說(shuō)霾的預(yù)報(bào)難度更大？

    霧霾預(yù)報(bào)要采集兩方面數(shù)據(jù)

    “霧、霾及空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)的第一步是監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集。”中央氣象臺(tái)高級(jí)工程師張恒德說(shuō)。要采集的數(shù)據(jù)主要有兩部分，一是一般氣象要素?cái)?shù)據(jù)，二是大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)。氣象要素?cái)?shù)據(jù)包括溫度、濕度、降水、邊界層特征量實(shí)況演變及其他參數(shù)，用以確定是否會(huì)出現(xiàn)霧、霾及沙塵，這部分?jǐn)?shù)據(jù)主要靠氣象觀測(cè)基本站采集，同時(shí)參考衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)包括PM2.5、PM1、氣溶膠等。

    相關(guān)數(shù)據(jù)采集到位后，重頭任務(wù)是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。“中國(guó)霧、霾數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)”在其中承擔(dān)了重要角色。該系統(tǒng)由中國(guó)氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報(bào)中心負(fù)責(zé)運(yùn)行和維護(hù)，產(chǎn)品由中央氣象臺(tái)具體應(yīng)用。

    空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)，主要是預(yù)測(cè)污染物稀釋、擴(kuò)散條件。譬如，較強(qiáng)的一股氣流可以將污染物迅速吹散，明顯的降水也可能清除霧、霾；而在冷空氣較弱、氣壓較穩(wěn)定的情況下，霧、霾則不易消散。此外，氣溶膠濃度與相對(duì)濕度對(duì)霧、霾生成與持續(xù)，也至關(guān)重要。

    在得到基本氣象要素、大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)和模式運(yùn)行結(jié)果后，預(yù)報(bào)員會(huì)考慮高空環(huán)流型變化、低層環(huán)流及溫度場(chǎng)、冷空氣活動(dòng)、地面氣壓場(chǎng)變化等。霧、霾數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)很好地耦合了氣溶膠模式和大氣模式，對(duì)于氣壓、風(fēng)速、空氣濕度等實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，而輻射、季風(fēng)、氣候模式等因素也將被考慮進(jìn)去。

    機(jī)制理解和數(shù)據(jù)采集“欠火候”

    與常規(guī)天氣預(yù)報(bào)比，霧、霾及空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)難度無(wú)疑更大。張恒德坦言，我國(guó)開(kāi)展空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)的時(shí)間并不長(zhǎng)，各方面還需要積累經(jīng)驗(yàn)；相對(duì)于常規(guī)天氣預(yù)報(bào)，空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)除了需要天氣要素?cái)?shù)據(jù)外，大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)也很重要，污染源數(shù)據(jù)不容易獲得；空氣污染氣象條件預(yù)報(bào)對(duì)近地層氣象數(shù)據(jù)的要求精度較高，而近地層受到地面粗糙度、植被及城市熱島效應(yīng)等因素左右，數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品相對(duì)偏差較大。

    中央氣象臺(tái)首席預(yù)報(bào)員馬學(xué)款指出，霾預(yù)報(bào)難主要是因?yàn)椋忽埠挽F一樣，主要發(fā)生在大氣的淺層，下墊面條件非常復(fù)雜，影響因素眾多，預(yù)報(bào)難度非常大；天氣預(yù)報(bào)是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，數(shù)據(jù)主要來(lái)源于高空，這必然會(huì)影響霾的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率；在霾的預(yù)報(bào)中，對(duì)于水汽凝結(jié)的臨界點(diǎn)很難把握，因?yàn)榕R界點(diǎn)的變化常常是在誤差范圍以內(nèi)的。

    精確預(yù)報(bào)霾天氣，既需要對(duì)霾產(chǎn)生的物理化學(xué)機(jī)制有準(zhǔn)確的理解，更需要獲取地面污染源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也就是污染物排放清單，來(lái)做數(shù)值預(yù)報(bào)的應(yīng)用研究。華東師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授束炯坦言，目前我國(guó)針對(duì)這兩者的研究還“欠火候”。有經(jīng)驗(yàn)的霾預(yù)報(bào)專業(yè)人才匱乏，也是霾預(yù)報(bào)研究發(fā)展受阻的一個(gè)原因。