日本氣象廳：從天氣預報到防災，忙得不可開交

2011年3月，東日本大地震引發的海嘯造成18,000人死亡，此後，日本列島逐漸變成了「災害列島」。2014年8月，暴雨在廣島引發泥石流災害，奪走了70多人的生命，同年9月，御嶽山火山噴發，導致58人死亡，5人失蹤，這是戰後傷亡最慘重的一次火山災害。2015年9月，颱風帶來的暴雨導致流經茨城縣的鬼怒川決堤，以常總市為中心的村落和農田瞬間被洪水淹沒，化為一片湖澤。

茨城縣常總市，颱風帶來的暴雨將村落化為一片湖澤（攝影：古川武彥）

作為日常生活的資訊基礎設施

近年來，每當出現這些現象時，氣象廳就會走到臺前，電視臺轉播預報科科長和海嘯監控科科長等人召開的記者會，氣象廳可謂忙得不可開交。當然不只是災害發生之時，今天的氣象服務已經作為社會必需的資訊基礎設施，滲透到了人們的日常生活之中。

首先，天氣預報的發展令人瞠目結舌。現在有每小時發布的「定點精確預報」、提前一兩天的「短期預報」，以及「未來一週預報」和「未來一月預報」等。

一旦發生地震，除了震源、各地的地震烈度外，還會在幾分鐘內預報是否會出現海嘯，如果可能出現海嘯，還會預報海嘯登陸時間。不僅如此，在感到地震搖晃之前，氣象廳就已通過電視、手機等向各家各戶乃至每一個人發送「緊急地震速報」，還對火山活動實施24小時不間斷監控。並且，氣象廳還運用數艘海洋觀測船、漂流浮標和沿岸海浪測量儀等，觀測暖流和寒流，開展海浪預報。

人們往往認為氣象廳是一個負責天氣預報工作的政府部門，但大家並不太了解它的服務範圍、依靠怎樣的觀測系統和預測技術以及它的組織結構和預算等。

全球罕見的「全面」服務

氣象廳的前身是1875年時由不到10人構成、且在聘用的外籍人員指導下成立的東京氣象臺。主管單位由內務省地理局變為文部省以後，更名為中央氣象臺，戰後劃歸運輸省管理，1956年升格為氣象廳。2001年，日本的中央政府部門實施重組，氣象廳成為了國土交通省的外部局級單位。總管氣象廳的人稱為長官，和海上保安廳、觀光廳同級。

氣象廳這一組織的最大特點在於，包括歷任臺長和長官在內的所有員工幾乎全是技術人員。

其負責的工作範圍覆蓋了從以天氣預報為代表的氣象到洪水等水文現象、滑坡、地震、火山、海嘯、海洋、航空氣象、二氧化碳與臭氧層監控等方方面面。也可以說，它是與「空」「陸」「海」發生的幾乎所有自然現象打交道的一個組織。

從全球範圍來看，這樣面面俱到的政府機構都很少見。比如，美國國家氣象局（NWS，National Weather Service）、英國氣象局（Met，Meteorological Office）、中國氣象局（CMA，China Meteorological Agency）、韓國氣象廳（KMA，Korean Meteorological Agency）等，只是專門負責氣象服務的單位。

實際上，氣象廳發布天氣預報等具體服務內容，依據的是1952年制定的《氣象業務法》。這是以次年舊金山和約的生效為契機，為確定氣象廳服務內容而全新制定的法律。日本在1953年成為了世界氣象組織（WMO）和國際民用航空組織（ICAO）這兩個聯合國專門機構的一員，而加入聯合國則是在3年之後。

24小時不間斷運作

就氣象廳的組織結構來說，總廳設有總務、預報、觀測、地震火山、地球環境與海洋等5個內部部門，共有預報科、地震海嘯監控科、環境氣象管理官等共計21個科和管理官。還有氣象研究所、氣象大學校、氣象衛星中心等附屬機構，作為地方組織，採用了設立「札幌管區氣象臺」等管區劃分制度。

在各個管區之下，每個府縣都設有「地方氣象臺」。每個地方氣象臺約有30名員工，以輪班方式24小時不間斷地開展每天的天氣預報和氣象預警等工作。同時還開展著關於氣溫、氣壓和風等情況的地面氣象觀測活動。

茨城縣水戶地方氣象臺的觀測場地（攝影：古川武彥）

成田和羽田等各個機場還另設了「航空地方氣象臺」和「航空測候所」，以期保障飛機飛行的安全。

氣象廳員工約5,200人，年度預算約600億日圓，其中，機器配置和維修費等物件費用占了約40%。

具有先驅意義的無人氣象觀測系統「AMeDAS」

要說氣象廳總是走在「IT社會」的最前沿也毫不為過。下面，讓我們看一看氣象廳的主要觀測系統。

首先，上世紀50年代中期引進了可以隨時監控哪裏在下雨的「氣象雷達」，並在全國進行了部署。在全世界率先開發出來的無人氣象觀測系統「AMeDAS」於1974年投入運用，全國共設有約1,300處觀測點。

福井縣越廼AMeDAS觀測站（氣象廳）

綜合處理氣象雷達與AMeDAS數據後繪製的「降水臨近預報」圖像（氣象廳）

通過綜合處理「氣象雷達」和「AMeDAS」的數據，如今我們已經可以掌握降水實況和預測數小時後的降水情況，並實現了可視化。

另一方面，把視線轉向空中，全國的16個觀測點每天放飛具有無線功能且可以自動觀測約30千m高空的氣溫、氣壓和風等情況的「無線電探空儀（Radiosonde）」。

八丈島測候所放飛無線電探空儀的場景（氣象廳）

向日葵8號傳回的圖像。颱風向左旋轉的漩渦和颱風眼清晰可見（氣象廳）

「向日葵」氣象衛星是監控颱風等氣象情況所不可或缺的工具，1977年發射了向日葵1號，而今年夏天已經開始使用向日葵8號。衛星在約35,000千m的高度，以與地球自轉相同的速度飛行，所以看起來是靜止不動的。可根據「向日葵」傳輸圖像得出的地面溫度、可根據雲的運動狀態分析出的風資訊等，它們都是後文將提及的被稱為數值預報的預測模型所不可或缺的數據材料。

另外，地震的烈度、「緊急地震速報」以及幾分鐘內可預報的海嘯等資訊，都是以設置在全國各地的地震探測儀和鋪設在房總海域等的海底電纜上的地震海嘯探測儀所傳輸的數據為基礎的。氣象廳利用設置在氣象廳和大阪的「地震活動等綜合監控系統（EPOS）」，24小時不間斷地處理上述數據，確定震源、發布海嘯預報。

引進超級電腦發布數值預報

全球預測模型的格網（氣象廳）

明治時代直至上世紀70年代中期，一直採用的是預報人員盯著天氣圖進行預報的方式，那是基於人類判斷的、帶有主觀色彩的技術，而隨著氣象學的進步、觀測技術的發展，最重要的是可以快速進行大量運算的超級電腦的出現，現在所有天氣預報都是依據對氣象力學物理法則進行定式化處理後得到的預測模型（數值預測模型）來實施的。

圖1是用於以整個地球為對象的預測模型的格網示意圖。在這裏展示的各個格點上，只要輸入每日的觀測數據作為初期條件，就可以在1個小時左右的時間內計算得出氣溫、氣壓、風、降水量等天氣預報的基礎數據。這個模型運用的就是數值模擬技術，預報技術已經實現了從過去的主觀技術到客觀技術（數值預報）的變革。

除了前面提到的短期預報外，颱風路徑預報等其他所有預報工作都是基於這個數值預報模型完成的。

民營公司「氣象預報員」的誕生

氣象廳近年來有兩個較大的變化。首先是向民營公司開放了天氣預報服務領域，鼓勵民營公司參與的「氣象預報員制度」應運而生。

目前，擁有氣象預報員並提供預報服務的民營氣象公司約有60家。自第一屆氣象預報員資格考試以來，到今年夏季已舉行了44次考試，累計有超過17萬人參加應考，近1萬人過關。平均合格率為6%，年紀最小的合格者年僅12歲。不過，以「氣象預報員」身分工作的人恐怕還不足千人，接收單位非常少。今後，在支援地方自治體防災業務等方面，需要為他們提供新的活躍平臺。

另外，據筆者所知，這種針對天氣預報從業人員的國家級認證資格只有日本才有，在美國是獲得了美國氣象學會認證的人員來做天氣預報工作。

服務重點轉向防災領域與國際貢獻

第2個變化是氣象服務的工作重點轉向了防災領域。具有象徵意義的動向便是2013年8月「特別警報」開始投入運用。為了應對大雨頻發等異常氣象和全球暖化問題，氣象廳強化了沿用多年的氣象警報體系。「特別警報」屬於和大雨警報相同的警報範疇，由「地方氣象臺」負責向縣內的市町村發布，假設的觸發條件是出現了數十年一遇的極度危險狀況。近年，氣象臺還直接向所在的市町村防災相關人員提出建議，加強了針對應由地方首長發布的「避難勸告」「避難指示」的依據支持工作。

最後談一談氣象廳的國際合作。除了「向日葵」氣象衛星的運用和國際資訊交流外，氣象廳還承接了「熱帶低氣壓地區特別氣象中心」、「航空路線火山灰資訊中心」等國際性的區域支援中心的工作，並向設在瑞士日內瓦（Geneva）的世界氣象組織（WMO）派駐了員工。氣象廳對世界氣象組織的出資額約占各國出資總額的10%，僅次於美國，位居第2。而且，還參與了聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的全球變暖報告的起草工作。要和氣象打交道，開展國際合作必不可缺。

（2015年10月）