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为什么天气App的预报不一致

一款App说周六降雨概率20%,另一款说60%。这个差距本身并不能证明谁错了。不同的初始估计和预报选择,可能得出不同但都合理的结果,预报时间越远越是如此。

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一款App说周六降雨概率20%,另一款说60%。这个差距本身并不能证明谁错了。不同的初始估计和预报选择,可能得出不同但都合理的结果,预报时间越远越是如此。

小小的起始差异会不断放大

1961年,爱德华·洛伦茨重新运行一次天气模拟时,用了打印输出上的0.506,而不是存储的0.506127。这个差别约为四千分之一。在模拟的两个月里,两次运行逐渐走向截然不同的天气。

两次模拟天气运行,一次从0.506127开始,一次从四舍五入的0.506开始,起初同步,两个月内逐渐分开;差别约为4000分之一
约四千分之一的舍入差异,让洛伦茨的两次运行走向了不同的天气。

这说明了对初始条件的敏感性。预报从对大气的估计开始,而这种估计来自并不完整的观测。探空气球、浮标和卫星测量之间都有空白,所以起始画面永远不可能精确。

随着误差增长,可信度通常会下降。NOAA给出过一条粗略的科普经验:五天预报准确率约90%,十天及以上约为一半。NOAA在那里并未定义单一的验证指标,所以这些数字既不是对你所在城镇的保证,也不是对某款App的评分。

不同的App可能共用数据,也可能做出不同选择

天气数据提供商要在模型、如何填补观测空白以及如何调校本地预报上做出选择。设计不同的两款App可能使用同一家提供商;不同的两家提供商,对同一地点也可能给出不同的答案。

因此,只比较界面几乎看不出它们的预报有多独立。把两个相同的数字当作各自独立的证据之前,先弄清背后的来源。

弄清“降雨概率”是什么意思

对美国国家气象局来说,降水概率是预报点至少收到0.01英寸降雨的概率。40%并不表示一天中有40%的时间在下雨。

NWS定义卡片:40%表示这个地点有40%的概率至少收到0.01英寸降雨,“一天中40%的时间下雨”被划掉,背景是一片街区的航拍图
按NWS的定义,40%是该点至少收到0.01英寸降雨的概率,不是一天中40%的时间下雨。

这一NWS定义并不适用于所有提供商。比较百分比时,要保持地点和预报时段一致,也不要把概率理解成时长。

不一致本身就是信息

预报员用集合预报来探索不确定性:进行多次运行,每次的起始条件略有不同。ECMWF的集合预报有一个控制成员和五十个扰动成员。离散度小,说明对结果的看法更一致;离散度大,说明还有更多可能性。

ECMWF的五十一次集合运行,从周一到周六,起点相近后逐渐散开,标注“一致代表有信心”和“散开代表不确定”
集合运行靠拢说明信心较高;运行散开则说明还有更多可能的结果。

比较两家提供商只是对这一思路的小小类比,并不是经过校准的集合预报。在示意性的周六例子中,20%对60%是一个理由:留一个备用方案,临近当天再看一次。一致可以增加信心,但两个预报也可能一起出错。

要点

下次可以这样核对:

  1. 弄清每款App背后的数据提供商。
  2. 比较同一地点、同一时段、同一数值。
  3. 预报不一致时先留有余地,临近时再查看一次。
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两款天气App。同一座城市,同一个周六。一款说降雨概率百分之二十。另一款说百分之六十。那肯定有一款错了,对吧?不一定。这个差距也许是屏幕上最有用的数字。

一九六一年,MIT气象学家爱德华·洛伦茨重新运行一次天气模拟,从打印输出上抄了一个数字:零点五零六,而不是零点五零六一二七。差别约为四千分之一。在模拟的两个月里,两次运行逐渐走向完全不同的天气。

这就是混沌:起始画面中微小的误差会不断放大。而这幅画面从来不完美:每个探空气球、浮标和卫星之间都有空白。所以预报会随时间减弱。按NOAA粗略的经验法则,五天预报大约十次对九次。十天后,大约一半。

接着,每家天气数据提供商都有自己的选择,有些App还共用同一家。模型、补缺和本地调校都不一样。

就连“降雨概率”也没有统一的含义。对美国国家气象局来说,百分之四十表示某个地点至少收到百分之一英寸降雨的概率是百分之四十。并不是一天中百分之四十的时间在下雨。

预报员把这种不确定当作工具。他们不只做一次预报,而是运行几十次,每次在起点稍作调整。欧洲的主要预报中心运行五十一次。各次运行一致时,信心就高。各次运行分散时,可能的结果范围就更宽。两款App不一致,就是这种情况的微缩版。这不能证明哪一款错了,只说明天气还不确定。

所以:两者一致时,可以更有信心地安排计划,不过它们也可能一起出错。不一致时,留个备用方案,临近周六再看一次。

记住:差距就是信息。大多数App只给你一个答案。Forecast Bar能给你看两个。“对比预报来源”把The Weather Company和Apple天气并排显示,用阴影标出分歧,并点名最大的分歧:周六,二十对六十。你还可以选择由谁提供主预报。

Forecast Bar。看到预报的两面。

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Forecast Bar能帮上什么

学以致用。

对比预报来源

把两份预报放在同一张图表上。

Forecast Bar把The Weather Company和Apple天气并排比较,用阴影标出分歧,并点名最大的一处差异。拖动图表时,两组读数会同步显示。

  • “对比预报来源”可在iPhone、iPad和Mac上使用
  • iPhone和iPad上的Gold;Mac上的Pro
  • 示例中的20%和60%并不表示某家提供商总体上更偏湿
预报来源

选择你的主预报。

“预报来源”设置让你在最高订阅级别中,选择用Apple天气代替The Weather Company提供主预报。比较结果能帮你在选择之前看清会有哪些变化。

  • 花粉、空气质量、历史数据和15分钟降水仍来自The Weather Company
  • 比较同一地点、同一时间的两份预报
常见问题

常见问题

为什么两款天气App显示的降雨概率不同?
它们可能使用不同的提供商、模型、初始估计和本地调校。比较之前,先查看来源、时段和概率定义。
40%的降雨概率表示一天中40%的时间下雨吗?
按NWS的定义,不是。它表示预报点在预报时段内至少收到0.01英寸降雨的概率为40%。
预报一致就说明都正确吗?
不是。一致可以增强信心,但预报可能共用输入数据,也可能一起出错。
Forecast Bar能同时显示两家提供商的预报吗?
能。“对比预报来源”在iPhone、iPad和Mac上把The Weather Company和Apple天气绘制在一起,需要iOS上的Gold或Mac上的Pro。
Forecast Bar App图标

结合背景读懂预报。

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