第一章　天气预报里的小秘密

气象先生妙说天书，带你探究自然科学的奥秘！大家好，欢迎来到“地球的呼吸”，我是中央电视台的天气预报主持人冯殊，小朋友们都喜欢叫我冯叔叔，很高兴能在这里和大家见面！

估计各位看到我，多数是在每晚《新闻联播》之后的天气预报节目里。冯叔叔总是手指气象云图，告诉大家明天是晴天还是阴天，是刮风还是下雨。看完天气预报，你们的爸爸妈妈可能还会对你说：“宝贝，明天上学记得带把伞，预报要下雨哟。”

说不定你也想过这个问题，这天气预报究竟是怎么播出来的呢？现在，冯叔叔就来告诉你，天气预报节目背后有哪些不为人知的科技小秘密。

如果仔细观察的话，你会发现我在天气预报中从来不穿绿色的衣服，也不会打绿色的领带。难道这是因为冯叔叔衬不住绿色么？说到这里，就不得不提天气预报中的第一个秘密，神奇的抠像技术。

电视里，大家通常会看到在我身后有一个巨大的彩色地图，这地图上还有很多符号，比如太阳代表晴天，深色云朵代表阴天，实心三角形代表冰雹，等等（更多天气符号，请看左图）。还有叠加符号，如果云朵和太阳叠加，那就说明天气是多云。这是你通过电视看到的情形，但是你知道吗，真正在演播厅里面，我的背后什么都没有，只有一张巨大的绿色幕布。

为什么是这样呢？那是因为制作《天气预报》这档节目时，需要把我和动态的中国气象地图实时合成在一起，将动态地图变成我身后的背景。而省时又省力的高科技的办法就是在拍摄时，把我的人像从身后的真实背景中抠出来，单独合成在动态变化的地图上。举个例子，这就像你们小时候玩的剪贴画，把自己喜欢的人像单独剪下来，贴在另外一张更好看的图画上。

所以，实际拍摄的时候呀，我身后的背景只有一张绿色大幕布。拍摄的时候，技术人员会通过电脑用色键扣绿技术把我身后的绿色变成透明色。这就是为什么我不能穿绿色的服饰了，如果我穿着绿色衣服录节目，那就会像哈利·波特披上隐身斗篷一样，变成一个透明人。看看我在演播室拍的图片，你们就清楚了。

这下你终于知道为什么冯叔叔平时不能穿绿色的衣服了吧。这个技术呢，其实也应用在我们看到的很多电影大片里面，比如著名的《阿凡达》和《少年派的奇幻漂流》，还有同学们非常喜欢的《变形金刚》，其实都是在拍摄的时候采用了这样的技术。因为搭建实景拍摄真是费时费力，通常都是演员在绿色幕布背景下完成拍摄，后期再通过特效合成，最终呈现出我们看到的酷炫画面。

那么你可能要问了，既然在我的身后只有一块绿色幕布，那么我是怎么做到播报的时候，要指湖南，绝对不会指到湖北，要指重庆，绝对不会指到成都的呢？要知道，这动态变化的中国地图并不在我的身后，我的身后只有绿色幕布呀。

这个问题问得好！说到这里，冯叔叔不得不骄傲一下，因为天气预报主持人必备的一项特殊基本功，就是“镜像指图”。

什么是“镜像指图”呢？在回答这个问题之前，咱们先来做个互动小游戏。假如你家里有一张中国地图，你能迅速指出你家乡所在的地方吗？如果可以，说明你对中国地理已经有了一定的了解。现在我们来提升提升难度，把这张地图挂在墙上，你要目视前方并且背对着地图，这时候，你还能伸出左手，准确地指出你的家乡的位置吗？这个挑战的难度，是不是一下提升了不少？

其实，冯叔叔在播报天气的时候，背后正是刚才提到的绿色的大幕布。而我左侧的监视器呈现的是实时变化的虚拟地图与我本人合成的场景，也就是大家通常在电视里看到的天气预报的画面。而在我的对面就是摄像机镜头了。所以，冯叔叔需要做的是目视前方，准确地进行口头播报，同时还要准确地指出播报的地方，而我真正指图的参照系，正是在我左侧的监视器，虽然我的眼睛能瞄到左侧的虚拟地图和我的动态合成画面，但这可是镜面成像，所以啊，我的方向是需要反着来的。而且，这个监视器和我还呈一个90°的关系，那可更是难上加难。也就是说，你在真实的空间画面当中，你的手往左指，那么在人图合一的监视器上，你就是往前在动。所以在录制的时候，冯叔叔需要将这些图像与方位在脑子里快速地反转过来，迅速判断这究竟是指向左还是向右，这步子是迈大还是迈小，这手是伸得远还是近。如果你对中国地图不熟悉，就很有可能出现本来你想指陕西，结果指远了，指到了河北，甚至是方向错了，指到河南去了。这镜像指图最大的难度，就在于空间的想象力和肌肉的记忆力，这可不是一天两天就能练成的哟，冯叔叔在正式主持天气预报之前，可是真刀真枪地练习指图，足足练了两个月！所以啊，要真正做好一份工作，练好一门手艺，可真不是件轻松的事情。

说到这里，你大概对于我的工作有了一些了解了。可是，明天到底是下雨还是刮风，究竟谁说了算，又究竟谁来拍板呢？

冯叔叔可没有未卜先知的本领来提前知道明天的天气。这一切，多亏了一群可爱的人——天气预报员。他们不仅有着强大的装备，更有着过人的预测经验和庞大的团队协作能力。

先说说天气预报员的装备吧。首先呢，我们要获取气象数据，而随着科技的飞速发展，我们获取气象数据的方式可以说是越来越多，比如在地面的百叶箱自动观测仪，以及雷达，在空中的探空气球，还有我们发射上天的风云气象卫星，这些都是我们采集气象数据的主要手段和来源。接着，天气预报员将这些采集到的数据输入到计算机中，借助程序进行运算，并形成来自全球各个地方的一串串代码，转换之后，就可以得出预报天气的结果啦。这就像一个优秀的大厨，拿到一手好的原材料之后，经过一番清洗和烹饪，最后端上来是香喷喷的佳肴，这就好比我们预报出来的天气。而这些数据呢，有来自中国、日本、欧洲、美洲等多个国家和地区的不同的预报结果。这时候你可能要质疑了，这不就是电脑自动干的活儿吗？好像只要懂电脑，谁都能干啊。

预报天气还真不是谁都能干的事情。这是个专业活儿，需要凭借气象预报员多年的经验积累，去分辨那些预报结果中，哪些靠谱，哪些不靠谱，并对那些不太靠谱的结果进行修正。有了高科技与电脑程序的帮助，加上经验丰富的预报员们的辨析和订正，现在的天气预报啊，其常规预报的准确率已经超过90%了呢！

一个人的经验当然是有限的，而一群人的力量才更加强大。所以气象预报员们进一步想到了这样的策略：集思广益，商量着来！那还真是风雨无阻，一年365天，每天都会有国家对省区、省区对市县的视频会议。各路天气预报的首席大咖们坐在一起分析讨论，要不了多久，未来将是什么样儿的天气，就都能讨论明白了。

正是有了计算机预报、人工订正、逐层会商这三大步骤，我们的天气预报才能达到现在超过90%的准确率。但是这一切来之不易啊，如果时间倒退30年，在没有高新技术支撑的时候，你知道天气预报是怎么做出来的吗？

30年前，天气预报员们穿着白大褂，也是白衣天使，靠着画天气图来做预报。而天气观测的数据更是说多了都是泪，观测员们需要每小时观测一次！是的，即使是三更半夜，也得一小时起床一次，可以说是连上几次夜班，神经都衰弱了。风、湿度、气压、降水、气温、能见度，等等，这一系列的数据都需要人工观测和记录，等再回去睡回笼觉已经只剩半个小时了，半小时之后又得再起床！

说了这么多，这回你知道这短短几分钟的天气预报究竟是怎么做出来的了吧。今天啊，冯叔叔还跟你独家揭秘了我工作背后的秘密。

其实，自我从2008年7月1日成为联播天气预报节目主持人之后，逐渐认识到气象科学的重要性。它真的不仅仅只是天气预报那么简单，它跟科学、历史、地理、人文等不同领域密切相关。例如，在“赤壁之战”中，诸葛亮是怎么借到东风的呢？为什么美国承包了世界上80%的龙卷风？你所在的地方，其气候对你的性格又有怎样的影响呢？别着急，这些秘密我都会在这门课程当中，慢慢地讲给你听。

当然，冯叔叔还去过很多中小学，去跟那里的孩子们传播气象科普知识，用好玩、有趣的方式让孩子们知道气象科学的重要性。我也期待在这本书中，你能跟着冯叔叔一起去探索与生活息息相关的气候现象，掌握与气候有关的历史变迁，最重要的是我们要用跨学科的思维去看这个世界。