簡(jiǎn)介編輯本段回目錄【天氣預(yù)報(bào)】(weatherforecast)是氣象工作者使用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)未來(lái)某一地點(diǎn)地球大氣層的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè),發(fā)布將要出現(xiàn)的天氣狀況,主要包括氣溫、陰天或晴天、降水的可能性、降水的強(qiáng)度、風(fēng)力的大小、空氣的能見(jiàn)度等。
天氣預(yù)報(bào)天氣預(yù)報(bào)常用天氣符號(hào)天氣預(yù)報(bào)是根據(jù)對(duì)衛(wèi)星云圖和天氣圖的分析,結(jié)合有關(guān)氣象資料、地形和季節(jié)特點(diǎn)、群眾經(jīng)驗(yàn)等綜合研究后作出的。如中國(guó)中央氣象臺(tái)的衛(wèi)星云圖,就是中國(guó)制造的“風(fēng)云一號(hào)”氣象衛(wèi)星攝取的。利用衛(wèi)星云圖照片進(jìn)行分析,能提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。
天氣預(yù)報(bào)常用符號(hào)從史前人類(lèi)就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)天氣進(jìn)行預(yù)測(cè)來(lái)相應(yīng)地安排其工作與生活(比如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事行動(dòng)等等)。現(xiàn)在的天氣預(yù)報(bào)主要是使用收集大量的數(shù)據(jù)(氣溫、濕度、風(fēng)向和風(fēng)速、氣壓等等),然后使用目前對(duì)大氣過(guò)程的認(rèn)識(shí)(氣象學(xué))來(lái)確定未來(lái)空氣變化。天氣預(yù)報(bào)是氣象工作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)服務(wù)的重要手段。但由于大氣過(guò)程的混亂以及現(xiàn)在科學(xué)并沒(méi)有最終透徹地了解大氣過(guò)程,因此天氣預(yù)報(bào)總是有一定誤差的。
天氣預(yù)報(bào)的誕生編輯本段回目錄1853-1856年,為爭(zhēng)奪巴爾干半島,沙皇俄國(guó)同英法兩國(guó)爆發(fā)了克里木戰(zhàn)爭(zhēng),結(jié)果沙俄戰(zhàn)敗,正是這次戰(zhàn)爭(zhēng),導(dǎo)致了天氣預(yù)報(bào)的出現(xiàn)。這是一場(chǎng)規(guī)模巨大的海戰(zhàn),1854年11月14日,當(dāng)雙方在歐洲的黑海展開(kāi)激戰(zhàn)時(shí),風(fēng)暴突然降臨,最大風(fēng)速超過(guò)每秒30米,海上掀起了萬(wàn)丈狂瀾,使英法艦隊(duì)險(xiǎn)些全軍覆沒(méi)。事后,英法聯(lián)軍仍然心有余悸,法軍作戰(zhàn)部要求法國(guó)巴黎天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)勒佛里埃仔細(xì)研究這次風(fēng)暴的來(lái)龍去脈。那時(shí)還沒(méi)有電話(huà),勒佛里埃只有寫(xiě)信給各國(guó)的天文、氣象工作者,向他們收集1854年11月12-16日5天內(nèi)當(dāng)?shù)氐奶鞖馇閳?bào)。他一共收到250封回信。勒佛里埃根據(jù)這些資料,經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析、推理和判斷,查明黑海風(fēng)暴來(lái)自茫茫的大西洋,自西向東橫掃歐洲,出事前兩天,即11月12日和13日,歐洲西部的西班牙和法國(guó)已先后受到它的影響。勒佛里埃望著天空飄忽不定的云層,陷入了沉思:“這次風(fēng)暴從表面上看來(lái)得突然,實(shí)際上它有一個(gè)發(fā)展移動(dòng)的過(guò)程。電報(bào)已經(jīng)發(fā)明了,如果當(dāng)時(shí)歐洲大西洋沿岸一帶設(shè)有氣象站,及時(shí)把風(fēng)暴的情況電告英法艦隊(duì),不就可避免慘重的損失嗎?”
于是,1855年3月19日,勒佛里埃在法國(guó)科學(xué)院作報(bào)告說(shuō),假如組織氣象站網(wǎng),用電報(bào)迅速把觀測(cè)資料集中到一個(gè)地方,分析繪制成天氣圖,就有可能推斷出未來(lái)風(fēng)暴的運(yùn)行路徑。勒佛里埃的獨(dú)特設(shè)想,在法國(guó)乃至世界各地引起了強(qiáng)烈反響。人們深刻認(rèn)識(shí)到,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)天氣,不僅有利于行軍作戰(zhàn),而且對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活都有極大的好處。由于社會(huì)上各方面的需要,在勒佛里埃的積極推動(dòng)下,1856年,法國(guó)成立了世界上第一個(gè)正規(guī)的天氣預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)。
天氣預(yù)報(bào)的誕生歷史說(shuō)明,氣象條件可以影響局部戰(zhàn)爭(zhēng)或戰(zhàn)役的勝敗,而由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要,又推動(dòng)和發(fā)展了氣象事業(yè)。
天氣預(yù)報(bào)的歷史編輯本段回目錄從史前開(kāi)始人類(lèi)就試圖預(yù)測(cè)一天或者一個(gè)節(jié)氣之后天氣會(huì)是怎樣。前650年左右巴比倫人使用云的樣子來(lái)預(yù)測(cè)天氣。前340年左右亞里士多德在他的《天象論》中描寫(xiě)了不同的天氣狀態(tài)。中國(guó)人至少在前300年左右有進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)的紀(jì)錄。
古代天氣預(yù)報(bào)主要是依靠一定的天氣現(xiàn)象,比如人們觀察到晚霞之后往往有好天氣。這樣的觀察積累多了形成了天氣諺語(yǔ)。不過(guò)許多這些諺語(yǔ)后來(lái)被證明是不正確的。
從17世紀(jì)開(kāi)始科學(xué)家開(kāi)始使用科學(xué)儀器(比如氣壓表)來(lái)測(cè)量天氣狀態(tài),并使用這些數(shù)據(jù)來(lái)做天氣預(yù)報(bào)。但很長(zhǎng)時(shí)間里人們只能使用當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)來(lái)做天氣預(yù)報(bào),因?yàn)楫?dāng)時(shí)人們無(wú)法快速地將數(shù)據(jù)傳遞到遠(yuǎn)處。1837年電報(bào)被發(fā)明后人們才能夠使用大面積的氣象數(shù)據(jù)來(lái)做天氣預(yù)報(bào)。
20世紀(jì)氣象學(xué)發(fā)展迅速。人類(lèi)對(duì)大氣過(guò)程的了解也越來(lái)越明確。1970年代數(shù)字天氣預(yù)測(cè)隨電腦硬件發(fā)展出現(xiàn)并且發(fā)展迅速,現(xiàn)在成為天氣預(yù)報(bào)最主要的方式。
天氣預(yù)報(bào)內(nèi)容編輯本段回目錄天氣預(yù)報(bào)圖標(biāo)天氣預(yù)報(bào)的主要內(nèi)容是一個(gè)地區(qū)或城市未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)的陰晴雨雪、最高最低氣溫、風(fēng)向和風(fēng)力及特殊的災(zāi)害性天氣。就中國(guó)而言,氣象臺(tái)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)寒潮、臺(tái)風(fēng)、暴雨等自然災(zāi)害出現(xiàn)的位置和強(qiáng)度,就可以直接為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和群眾生活服務(wù)。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人類(lèi)活動(dòng)范圍空前擴(kuò)大,對(duì)大自然的影響也越來(lái)越大,因而天氣預(yù)報(bào)就成為現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的重要信息。
天氣預(yù)報(bào)圖標(biāo)
根據(jù)氣象觀測(cè)資料,應(yīng)用天氣學(xué)、動(dòng)力氣象學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法,對(duì)某區(qū)域或某地點(diǎn)未來(lái)一定時(shí)段的天氣狀況作出定性或定量的預(yù)測(cè)。它是大氣科學(xué)研究的一個(gè)重要目標(biāo)。
天氣變化和人們的生產(chǎn)活動(dòng)、社會(huì)活動(dòng)、軍事活動(dòng)以至日常生活,都有十分密切的關(guān)系。準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào),能幫助人們充分利用有利的天氣,避免和預(yù)防不利的天氣,減免不必要的損失,為人民造福。
天氣預(yù)報(bào)發(fā)展編輯本段回目錄天氣圖標(biāo)天氣預(yù)報(bào)的發(fā)展,大體上可分為單站預(yù)報(bào)、天氣圖預(yù)報(bào)、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)三個(gè)階段。
單站預(yù)報(bào)
17世紀(jì)以前人們通過(guò)觀測(cè)天象、物象的變化,用簡(jiǎn)潔生動(dòng)的語(yǔ)言編成天氣諺語(yǔ),據(jù)以預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)匚磥?lái)的天氣。17世紀(jì)以后,溫度表和氣壓表等氣象觀測(cè)儀器相繼出現(xiàn),地面氣象站陸續(xù)建立,這時(shí)則主要根據(jù)單站氣壓、氣溫、風(fēng)、云等要素的變化來(lái)預(yù)報(bào)天氣。這是天氣預(yù)報(bào)的初始階段。
天氣圖預(yù)報(bào)
1851年,英國(guó)首先通過(guò)電報(bào)及時(shí)將各地氣象站同時(shí)間的觀測(cè)資料傳至該國(guó)的氣象中心,繪制成地面天氣圖,并根據(jù)天氣圖上高壓和低壓系統(tǒng)的移動(dòng),制作天氣預(yù)報(bào)。隨后,歐美等許多地區(qū)也相繼發(fā)展了天氣圖預(yù)報(bào)。20世紀(jì)20年代開(kāi)始,氣團(tuán)學(xué)說(shuō)和極鋒理論先后被應(yīng)用在天氣預(yù)報(bào)中。30年代,無(wú)線(xiàn)電探空儀的發(fā)明、高空天氣圖的出現(xiàn)、長(zhǎng)波理論在天氣預(yù)報(bào)上的廣泛應(yīng)用,使天氣演變的分析,從二維發(fā)展到了三維。40年代后期,天氣雷達(dá)的運(yùn)用,為降水以及臺(tái)風(fēng)、暴雨、強(qiáng)風(fēng)暴等災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào),提供了有效的工具。
數(shù)值天氣預(yù)報(bào)
自20世紀(jì)50年代使用電子計(jì)算機(jī)以來(lái),動(dòng)力氣象學(xué)原理、數(shù)學(xué)物理方法、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法等,廣泛應(yīng)用于天氣預(yù)報(bào)。用高速電子計(jì)算機(jī)求解簡(jiǎn)化了的大氣流體力學(xué)和熱力學(xué)方程組(見(jiàn)大氣動(dòng)力方程),可及時(shí)作出天氣預(yù)報(bào)。尤其是自60年代發(fā)射氣象衛(wèi)星以來(lái),利用衛(wèi)星的探測(cè)資料,彌補(bǔ)了海洋、沙漠、極地和高原等地區(qū)因氣象站稀少而資料不足的缺陷,使天氣預(yù)報(bào)的水平有顯著的提高。
隨著衛(wèi)星技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步,天氣預(yù)報(bào)正向全盤(pán)自動(dòng)化的方向發(fā)展。從氣象觀測(cè)、發(fā)報(bào)、通信、資料收集和分發(fā)、填繪天氣圖、按模式進(jìn)行計(jì)算,直到作出數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和輸出預(yù)報(bào)結(jié)果等,均由電子計(jì)算機(jī)所控制。工作人員可按熒光屏上顯示所需的各種天氣圖表進(jìn)行預(yù)報(bào)。
1982年初,中國(guó)的北京氣象中心,已將數(shù)值天氣預(yù)報(bào)投入業(yè)務(wù),并逐步向自動(dòng)化、定量化的方向發(fā)展。
天氣預(yù)報(bào)的形勢(shì)預(yù)報(bào)編輯本段回目錄天氣預(yù)報(bào)即預(yù)報(bào)未來(lái)某時(shí)段內(nèi)各種天氣系統(tǒng)的生消、移動(dòng)和強(qiáng)度的變化。它是氣象要素預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。形勢(shì)預(yù)報(bào)的方法可分為兩大類(lèi):一類(lèi)是數(shù)值預(yù)報(bào)方法,即直接積分大氣方程組或其簡(jiǎn)化方程組,按所得結(jié)果對(duì)未來(lái)的氣壓場(chǎng)、溫度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)作出預(yù)報(bào);另一類(lèi)是天氣圖方法。后者有以下幾種作法:
經(jīng)驗(yàn)外推法
又稱(chēng)趨勢(shì)法,是根據(jù)天氣圖上各種天氣系統(tǒng)過(guò)去的移動(dòng)路徑和強(qiáng)度變化趨勢(shì),推測(cè)它們未來(lái)的位置和強(qiáng)度。這種方法,在天氣系統(tǒng)的移動(dòng)和強(qiáng)度無(wú)突然變化或無(wú)天氣系統(tǒng)的新生、消亡時(shí),效果較好;而當(dāng)其發(fā)生突然變化或有天氣系統(tǒng)的新生、消亡時(shí),預(yù)報(bào)往往不符合實(shí)際。
相似形勢(shì)法
又稱(chēng)模式法,是從大量歷史的天氣圖中,找出一些相似的天氣形勢(shì),歸納成一定的模式。如當(dāng)前的天氣形勢(shì)與某種模式的前期情況相似,則可參照該模式的后期演變情況進(jìn)行預(yù)報(bào)。由于相似總是相對(duì)的,完全相同是不可能的,因此,用此法也往往出現(xiàn)誤差。
統(tǒng)計(jì)資料法
又稱(chēng)相關(guān)法,是用歷史資料,對(duì)歷史上不同季節(jié)出現(xiàn)的各種天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和移動(dòng),進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得出它們的平均移速,尋找預(yù)報(bào)指標(biāo)(如氣旋生成、臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向的指標(biāo)等),進(jìn)行預(yù)報(bào)。對(duì)歷史上未出現(xiàn)過(guò)的或移動(dòng)很快及很慢的例子,則此法不能應(yīng)用。
物理分析法
首先分析天氣系統(tǒng)的生消、移動(dòng)和強(qiáng)度變化的物理因素,在此基礎(chǔ)上制作天氣預(yù)報(bào),此法通常效果比較好。但當(dāng)對(duì)反映這些物理因素的運(yùn)動(dòng)方程所進(jìn)行的簡(jiǎn)化和假定不大符合實(shí)際時(shí),就常常造成預(yù)報(bào)誤差,甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離實(shí)際情況。
上述四種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),使用時(shí)需相互補(bǔ)充,取長(zhǎng)補(bǔ)短,綜合考慮,才能獲得較好的效果。
天氣預(yù)報(bào)的要素預(yù)報(bào)編輯本段回目錄即預(yù)報(bào)氣溫、風(fēng)、云、降水和天氣現(xiàn)象等在未來(lái)某時(shí)段的變化。要素預(yù)報(bào)有以下幾種方法:
經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)方法
在天氣圖形勢(shì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上,根據(jù)天氣系統(tǒng)的未來(lái)位置和強(qiáng)度,對(duì)未來(lái)的天氣分布作出預(yù)測(cè)。例如低壓移來(lái)并得到加強(qiáng)時(shí),可預(yù)報(bào)未來(lái)將有陰雨天氣或較大的降水。這種方法的準(zhǔn)確性,在很大程度上取決于預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn),又由于天氣系統(tǒng)和天氣現(xiàn)象并非一一對(duì)應(yīng),故預(yù)報(bào)效果不夠穩(wěn)定。
分析天氣的歷史資料,尋求大氣狀態(tài)的變化同前期氣象因子的相關(guān)性,用回歸方程和概率原理,篩選預(yù)報(bào)因子,建立預(yù)報(bào)方程。將近期氣象要素代入方程,即得所需的預(yù)報(bào)值。這種方法的效果主要取決于因子的正確選擇。
動(dòng)力-統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)方法
將數(shù)值預(yù)報(bào)方法算出的未來(lái)氣象參數(shù)作為預(yù)報(bào)因子,用回歸方程求得一組預(yù)報(bào)公式,作出要素預(yù)報(bào)。隨著數(shù)值模式的改進(jìn),此法的準(zhǔn)確率可能穩(wěn)定提高。
天氣預(yù)報(bào)種類(lèi)編輯本段回目錄按天氣預(yù)報(bào)的時(shí)效長(zhǎng)短,可分為:
短時(shí)預(yù)報(bào):根據(jù)雷達(dá)、衛(wèi)星探測(cè)資料,對(duì)局地強(qiáng)風(fēng)暴系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)況監(jiān)測(cè),預(yù)報(bào)它們?cè)谖磥?lái)1-6小時(shí)的動(dòng)向。
短期預(yù)報(bào):預(yù)報(bào)未來(lái)24-48小時(shí)天氣情況。
中期預(yù)報(bào):對(duì)未來(lái)3-15天的預(yù)報(bào),主要包括受何種天氣過(guò)程影響,能否出現(xiàn)災(zāi)害性天氣,以及主要的天氣變化趨勢(shì)。
長(zhǎng)期預(yù)報(bào):常指1個(gè)月到1年的預(yù)報(bào)。主要應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法,根據(jù)各月氣象要素平均值與多年平均值的偏差進(jìn)行預(yù)報(bào)。用數(shù)值預(yù)報(bào)方法制作長(zhǎng)期預(yù)報(bào)的方法正在試驗(yàn)之中,已有了一定的進(jìn)展。預(yù)報(bào)時(shí)效1-5年的稱(chēng)為超長(zhǎng)期預(yù)報(bào),5年、10年以上的則稱(chēng)為氣候展望。
按預(yù)報(bào)范圍的大小,可將天氣預(yù)報(bào)分為:
1、大范圍預(yù)報(bào)。一般指全球預(yù)報(bào)、半球預(yù)報(bào)、大洲或國(guó)家范圍的預(yù)報(bào)。主要由世界氣象中心、區(qū)域氣象中心及國(guó)家氣象中心制作。
2、中范圍預(yù)報(bào)。常指?。▍^(qū))、州和地區(qū)范圍的預(yù)報(bào),由省、市或州氣象臺(tái)和地區(qū)氣象臺(tái)制作。
3、小范圍預(yù)報(bào)。如一個(gè)縣范圍的預(yù)報(bào)、城市預(yù)報(bào)、水庫(kù)范圍的預(yù)報(bào)和機(jī)場(chǎng)、港口的預(yù)報(bào)等,這些預(yù)報(bào)由當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)站制作。
意義編輯本段回目錄氣象臺(tái)通過(guò)各種渠道及時(shí)準(zhǔn)確地公開(kāi)發(fā)布天氣預(yù)報(bào),特別是災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào),在保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用。天氣預(yù)報(bào)技術(shù)最初是隨著電報(bào)的發(fā)明而迅速發(fā)展起來(lái)的。