​蝴蝶效应(“蝴蝶效应”你真的了解吗？)

蝴蝶效应(“蝴蝶效应”你真的了解吗？)

说好的晴空万里，出门就被淋成落汤鸡!

说好的漫漫初雪，结果只能在朋友圈眼睁睁看别人家的雪!

这就是你我每天都在吐槽的天气预报。那到底是什么导致了天气预报总也不那么准?而天气预报又能不能有完全准确的一天呢?下面我们就来看看，天气预报的偏差到底是哪来的。

1961年冬天，著名气象学家爱德华·洛伦茨，用他的老爷计算机计算了两次同样的天气预报，而中间数据分别用了0.506127和0.506，可结果却让他大跌眼镜，这个远小于千分之一的差距，造成了两次结果完全不同，一次说这一天将晴空万里，可另一次却预示着雷雨交加。随后，他在进一步的计算中发现，输入的细微差异可能很快成为输出的巨大差别。于是他提出了混沌理论，为了直观表述这个名词，他又提出了“蝴蝶效应”——南美洲亚马逊丛林里的一只蝴蝶扑腾一下翅膀，就可能引起美国德克萨斯的一场龙卷风。它的本质是指初始值的微小扰动，能够引起结果的极大变化。那蝴蝶效应又是如何影响天气预报的呢?这个大家天天见却又不太了解的“蝴蝶效应”到底又是怎么回事呢?下面我们就来看看天气预报中的“小蝴蝶”。

其实制作一次天气预报无非就是两步：第一，获取大气初始状态，第二，利用方程计算结果。先看第一步，要想精确把握一个降雨云团，就要知道他和他周围所有大气的状态，意味着任何一支小蝴蝶都不能放过。而目前最基本的气象观测，依然是布点取样的方法，我们认为选择的气象站点的观测数据能够代表他周围一定范围内的大气状态，如今，全国已经拥有了6万多个自动气象站，无论数量、密度，我们都是世界之最。但即便如此，也依然走不出“以点代面”、“大网捞小鱼”的困境。

形象来说，我们用这种方式来观测爱因斯坦的照片，红色是观测站点，看得出来已经很密集了，可是结果依然是不尽如人意。那如果我们用这样一个观测初始值再去预测谁是爱因斯坦，也必定是傻傻分不清楚。那讲到这里大家可能会想，只要观测完全精确不就好了吗?那么，观测到底能不能精确呢，现在的观测手段除了地面气象站还有卫星、雷达等多种手段，可谓是海陆空全方位观测。但是很遗憾，即便未来科技再发展，手段再提升，想要精确测量覆盖地球，高度几十公里的大气，也基本上是不可能的。

那第一步精确观测看来是做不到了。那现在我们看看第二步，这些观测中漏网的小蝴蝶，是否能在计算中加以调整。

看一个台风的例子，去年的台风“安比”是少有的影响到北京一次台风，在他的路径预报中，我们给初始条件，添加50个不同的小扰动，也就是放进去50只小蝴蝶，让他们扇翅膀(比如温度加减0.1℃，风速加减0.1m/s)。然后将这50个成员用同一种方法进行5天的预报，结果十分发散，有的到了内蒙古，而有的直接出国了。这是真正的「差之毫厘，失之千里」。

综上不难看出，观测中的小蝴蝶会对我们的预报产生不可估计的影响。这就是蝴蝶效应对天气预报造成的巨大影响。不过当然了，除了蝴蝶效应之外，造成天气预报不准的远远不止蝴蝶效应这一个原因，天气预报永远也做不到100%的精确。但即便如此，我们的预报准确率也依旧在不断提升着。今天的气象事业无论是从观测手段、计算能力还是人员素质等等方面都比以往任何时候更加先进。