这是一场争分夺秒的计算，其结果关乎生死。

争分夺秒，是因为留给这场计算的时间窗口很窄。

晚一点，哪怕0.1秒，计算的结果就没有任何意义了。

因为这场计算的对象是：未来。

在人类目前所做的对“未来”的所有计算中，大部分都是错的。

但有一件，还能称得上靠谱，并且正在变得越来越靠谱：天气预报。

而天气，关乎生死。

点击下方视频，了解这关乎生死的计算。

在关乎生死的计算中，如何做到更好？丨华为云

天有不测风云。

天气，一直是大自然展现它的狂暴和变幻莫测的最有力的手段。

人类自古以来就试图掌握风云雷电、雨雪冰雹等自然现象背后的气象规律并对未来的天气作出准确的预测。

早在三千年前的甲骨文中，就出现了关于天气实况的记载，包括风、云、虹、雨、雪、霜、霞、龙卷、雷暴等。“二十四节气”更是人类历史上制定的第一个反映年循环的气候钟。

今日小寒丨图虫创意

在西方，大约在公元前340年，亚里士多德便写下了世界上最早的气象学专著——《气象通论》(Meteorologica)。书中不仅阐述了各种风的成因与分布，晕、虹、雷电等大气光象，云、雨、雹和霾的形成，气候变化等，还对各种气象学思想和经验进行了系统的整理，提出了自己对各种天气现象的见解和理论，使之成为一门有系统的科学。

除了官方和知识分子层面，无数靠天吃饭的水手、渔民、农民和猎人更是通过看云、看风、看天象、看物象来预测天气，在实践生活中总结了一套宝贵的经验规律。

这些努力取得了一些成效，然而，通常都只能进行一些比较粗浅宏观描述，准确率也不高。

一旦有人能对天气作出较为准确的预测，那往往关乎生死。

《三国演义》第四十八回“宴长江曹操赋诗 锁战船北军用武”中写到，周瑜引众将于山顶看隔江曹操的战船：

正观之际，忽狂风大作，江中惊涛拍案。一阵风过，刮起旗角于周瑜脸上拂过。瑜猛然想起一事在心，大叫一声，往后便倒，口吐鲜血。诸将急救起时，却早不省人事。

而周瑜所虑者无他，欠东风耳。

所以才有了第四十九回“七星坛诸葛祭风 三江口周瑜纵火”。

关乎生死吗？

去问问曹操。

“观今夜天象，可知天下大事。”

曾经的天气预报是人工基于经验的推测，现代的天气预报则变成了基于数据和方程的计算。

现代天气预报中最早采用的方法是天气图法。通过把同一时间不同地点的气象情况填在一张张地图上，然后推断高、低气压系统未来的移动路径和强度变化，进而根据这些系统对气候的影响来实现天气预报。

天气图法的诞生是以一次战争为契机。

1854年11月14日，英法联军集合了主力舰队，准备在黑海的巴拉克拉瓦港对俄军实施登陆作战。但一场十一级至十二级的强风暴突然袭来，英法联合舰队不战自溃。

天气曾一度影响了克里米亚战争的进程丨维基百科

事后，巴黎天文台台长勒弗里埃受命研究这次风暴。他向各国科学家发信，收集了1854年11月12日~16日5天的天气实况，然后依次把同一时间不同地点的气象情况填在一张张地图上，发现这场风暴是从西欧东移而来。

1855年3月19日，勒弗里埃向法国科学院提出，如果组织观测网，将观测资料集中一地，绘制天气图，就可以推断风暴未来的移动路径。

彼时电报机已经发明，于是这一方法具备了实施的可能。因此后来各国纷纷组织观测网站，拍发气象电报，根据地面天气图来预报天气。

虽然当今的精准天气预报早已不依赖于这一方法，但天气图仍然具有极高的价值。

如今的天气预报，是利用计算机，对地球与大气进行建模，将历史观测数据作为模型的初始参数，然后利用数值分析方法进行求解。

而天气预报，也变成了在海量无垠，瞬时变幻的大数据里寻找唯一的答案。

“夫天可不阶而升，地不可得尺寸而度，请问数安从出？”

现代天气预报本质上是一场数值计算。

首先是建模。

建模是指建立地球与大气状态的物理模型，通常是用一组偏微分方程来描述大气状态和运动的基本规律。其他因素也需要被考虑，比如地表是草原还是积雪，地形如何等等，因为会对热量和气流有影响。

有了模型之后，还需要初始参数。通过气象卫星、雷达、探空仪、地面气象站等手段，对不同高度的气压、气温、湿度、风速、风向进行观测。

最后通过计算机建立全球大气模型，将模型划分为一个个网格，将观测到的气象参数作为网格的初始状态参数，然后根据物理方程计算这些参数随时间的变化。