人工智慧時代，天氣如何預報
①天氣預報的發展,經歷了從定性預報、描述性預報向數字化、網格化預報的過程。比如,我國氣象部門原來發布的城鎮天氣預報,內容只包括2400多個城鎮的天氣現象、高低溫和風速風向預報,頻次也只是一天三次,預報的時間精度和空間精度不夠高。
②2012年,國家氣象中心推出了一個新的預報產品,即大城市精細化預報,該產品把全國省會城市、計劃單列市24小時內的天氣預報進行細化,每6小時開展一次預報,降水量可以預報到毫米。但即便這樣也不夠精細,不能滿足各行業及公眾的需求。
③於是,“網格預報”這一概念被引進到我國的精細化預報業務中。如何理解它呢?可以這樣比喻,就像地球上的經緯網一樣,我們可以把中國以及每個城市所在的區域分解成許多個5公里×5公里甚至1公里×1公里的網格,而公眾就是生活在這樣的一個個網格中,每個網格中的天氣情況也會有所差異。與原來的定點預報相比,它在空間上更加精細,也更具針對性。拿北京的預報來說,原來的預報只是以南郊觀象臺這一個點的氣溫、降水等來代表整個城市的天氣情況,但通過開展網格化預報,北京的天氣不再由一個定點來反映,針對北京的氣象服務和天氣預報可以精細地反映在整座城市每個不同的網格之中。網格化預報的精細程度不僅體現在空間上,還反映在可以每天以更高頻次更新和釋出上。原來一天的天氣預報只會涉及一種天氣現象,現在網格化預報可以做到全國範圍內逐3小時預報。隨時隨地,公眾都能瞭解到自己當前所處的網格未來是什麼樣的天氣,能夠清楚地瞭解氣溫、降水、風等多個基本氣象要素。除了對陸地上的網格進行預報外,氣象部門還將我國的責任海區劃分為多個10公里×10公里的網格,並進行海上能見度、海上大風等要素的精細化預報。
④在原先的預報產品中,公眾接觸較多的就是氣溫、風和天氣現象這三個要素,而當前的陸地和海洋預報產品就已細化到四大類18個氣象要素。第一類是基本要素,即氣溫、降水、降水相態、風、雲量、相對溼度等。以前,12小時的預報中就只反映一個要素值,現在有了更精細的逐3小時預報,可以反映不同時段的要素值。第二類是環境氣象要素,包含霧、霾、沙塵暴、能見度等。第三類是災害性天氣要素,包含短時強降水、雷暴、雷暴大風、冰雹等強對流天氣預報。第四類是海上氣象要素,在產品中具體體現為海上大風、海上能見度、海上天氣現象等預報。
⑤與以前的天氣預報相比,網格預報是精細定量的數字化預報。在方便公眾獲取更精準更精細的天氣預報之餘,還將有助於預報員開展高影響天氣預報和氣象災害風險預報預警,同時基於精細的智慧網格預報開展的地質災害、暴雨洪澇、高溫乾旱等影響預報準確率也會大大提高。
⑥未來,氣象部門還將發展結合物理機理與數值預報大資料探勘應用的智慧預報技術。一方面,基於數值預報機理的數理統計形成複雜預報模型、預報方法；另一方面,通過基於氣象大資料的`挖掘萃取、機器學習等,人工智慧將與天氣預報更深入地結合。
⑦人工智慧對預報提出了挑戰,但也給人類帶來機遇。擊敗世界圍棋排名第一人柯潔的“阿爾法狗”發展到現在,已經脫離了靠大量棋譜來“餵養”的階段,憑深度學習就能不斷進步。氣象與圍棋都有所不同,圍棋雖然內部機理比較複雜但規則相對簡單,而氣象是個更為複雜的系統,受影響的因素太多。比如降雨,即便水汽、溼度條件都滿足了,但大氣沒有抬升水汽無法凝結,空氣中沒有“凝結核”,雨滴也不會長大掉落地面。因此,“智慧”並不意味著預報員在這一過程中毫無“用武之地”。預報員的優勢在於豐富的經驗和對關鍵天氣形勢的把握,在智慧預報發展過程中,預報員多年的預報經驗可以用來“餵養”機器和模型。在災害天氣過程的預報服務中,預報員仍將發揮關鍵作用。
(作者：宗志平 薛峰，有改動)
16．（3分）通讀全文，概括“網格預報”的優越性。
17．（3分）第④段畫線部分使用了哪些說明方法，有何作用？
18.（2分）第⑦段加點詞“餵養”的具體含義是什麼？
19.（3分）簡述本文的說明思路。
（三）（11分）
16.（3分）“網格預報”的時間精度和空同精度高，可以提供更為細緻和豐富的預報內容內；預報準確率大大提高。
17.（3分）列數字、作比較．將當前的預報產品和原先的預報產品的氣象要素數目進行比較，突出當前預報產品中氣象要素的豐富多樣。
18.（2分）預報員對智慧工具無法做出準確判斷的天氣進行具體分析和把握，以此對智慧預報的不足加以補充和完善。
19.（3分）首先介紹天氣預報的發展過程；然後重點說明網格預報的優越性；最後指出未來天氣預報將機一部完善智慧預報技術。
