高温席卷30亿人，预测天气为什么这么难？02

但是这样的分析显然还不够客观与定量，要想得到更高精确度的定量结果，我们必须用人类积累至今的 数学工具精确地把结果“算”出来，这就是“数值天气预报方法”。

类似于我们中学解物理题的思路， 把各个物理定律以方程组的形式联立起来，建立模型，最后带入值解方程组，得到结果，这结果就相当于一个预报。

天气预报同样需要“建模-求解”的思路。科学革命后，人类通过几个世纪的研究掌握了大气的基本物理规律，如牛顿第二定律、热力学第一定律、质量守恒定律等，并通过数学方程组全部联立起来， 就建立了一个反映实际大气运动的模型，比如这个：

做个简单的连线题吧 ▼

当全球的观测点获得当前大气各个变量的初值后，我们就可以 通过解方程组来预测地球大气运动。

但“可以”是一回事，“做到”就是另一回事了。

把地球算得明明白白

刚刚那个方程在数学上属于“ 多元非线性偏微分方程组”，这么长头衔的数学名词一听就是叠满了buff， 直接求解是相当相当困难的。

但随着数学的发展，人们发现可以通过有限步的 加、减、乘、除四则运算得到某个连续变量的近似值，这种方法被称为 数值计算方法，让人们看到了求解的曙光。

第一位大胆尝试 将数值计算方法用于天气预报的是1916年英国的理查森，他将预报区域划分为棋盘上的网格，并将时间划分为一段一段，用后来记录在每个网格上的气象数据，随着时间一段段推算1910年5月20日那一天的天气状况。

人类科学技术不断发展的主要原因之一

就是科学家的想法总是具有前瞻性的

且总是超越当时的技术▼

最终，当时身处一战中的理查森在工作间歇时间， 用整整6个星期完成了6小时的天气预报，而且由于初始数据中存在噪音，其预测还存在相当的偏差，这就类似“蝴蝶效应”，失之毫厘，差之千里。

从人力计算的角度看，理查森算是“效率斐然”了。 但这个速度对于天气预报，显然太慢了。1922 年，理查森在专著中描述了他关于 “天气预报工场”的奇思妙想：

1922年发表的《数值过程天气预报》

（图：Twitter）▼

一个类似剧院的挂着世界地图的球形大厅， 64000个计算员在各自的座位上，分别对自己对应的地图位置予以计算，并将即时结果显示在身后的袖珍屏幕上，供周边计算员读取使用。

在大厅中心， 总指挥保证全球各地的计算员保持同步计算，他的助理们以最快的速度整理计算结果，最终将预报编码并向全世界各地广播。

没有计算机的年代，只能通过大量的人力来进行计算

但如何调度如此庞大的体量