天氣預(yù)報(bào)看起來神乎其神，說下雨就下雨，說刮風(fēng)就刮風(fēng)，其實(shí)你也能預(yù)報(bào)。多少年來，世界各國勞動(dòng)人民總結(jié)了豐富的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，像一些諺語就反映了這點(diǎn)。
這些諺語有的是關(guān)于測短時(shí)天氣的，如朝霞不出門，晚霞行千里，是大家再熟不過的例子。有意思的是，美國還有一個(gè)與此類似的諺語，叫傍晚天空紅，水手樂無窮。歸納起來，古代諺語可以分四類，一是看云識(shí)天氣的，如天上鉤鉤云，地上雨淋淋；一是看風(fēng)識(shí)天氣的，如南風(fēng)吹到底，北風(fēng)來還禮；一是看光識(shí)天氣的，如東虹日頭西虹雨；最后是看物象識(shí)天氣的，如燕子高飛晴無云，燕子低飛雨來到等。
也有些諺語是預(yù)測長期天氣的，如黃梅寒，井底干、雨打梅頭，無水飲牛。這些諺語生動(dòng)形象，讀來朗朗上口，較為準(zhǔn)確地把握了未來天氣的變化形勢。所以說，根據(jù)這些言簡意賅的諺語，你也能進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)。不過，話說回來，今天的天氣預(yù)報(bào)其精確度要高得多，這除了與無數(shù)探測儀器的功勞分不開之外，也離不開無數(shù)氣象工作者的辛勤勞動(dòng)與心血。那么，天氣預(yù)報(bào)究竟是怎樣做出來的呢？它也像我們看到的氣象節(jié)目那樣輕松而簡單嗎？當(dāng)然不是。有趣的是，當(dāng)你懂得它的整個(gè)制作過程后，你甚至也可以加入到他們的活動(dòng)中去。
首先，在全球大氣監(jiān)測網(wǎng)上，成千上萬個(gè)地面和高空觀測站、氣象衛(wèi)星接收站、天氣雷達(dá)站等，夜以繼日地觀測著大氣的變化，它們迅速地將觀測結(jié)果傳送到各個(gè)國家的氣象中心，各個(gè)國家的氣象中心及時(shí)將這些數(shù)據(jù)通過通信設(shè)備傳送給世界氣象中心。世界氣象中心將這些資料匯集整編后，再轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)國家和地區(qū)的氣象臺(tái)，氣象臺(tái)則把這些資料加工成各種天氣圖，條件好的則直接顯示在計(jì)算機(jī)上。氣象預(yù)報(bào)員再結(jié)合其他輔助性資料，根據(jù)大氣動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)理論，運(yùn)用各種預(yù)報(bào)方法，做出天氣預(yù)報(bào)。有時(shí)候可能有根據(jù)不同的方法得出不同的預(yù)報(bào)，乃至相反結(jié)論的情況；抑或碰到非常時(shí)期，如舉辦大型運(yùn)動(dòng)會(huì)，或者可能會(huì)涉及到災(zāi)害性天氣時(shí)，氣象臺(tái)會(huì)招集各個(gè)氣象專家進(jìn)行集體討論，最后得出比較一致的意見。為了保證天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，一些氣象站還會(huì)與附近氣象臺(tái)進(jìn)行氣象信息的交流活動(dòng)。
由此可以看出制作天氣預(yù)報(bào)的程序并不難。不過，在一些具體制作方法上卻不容易。下面分別對(duì)幾處預(yù)報(bào)方法扼要談?wù)劇Ｏ日f天氣圖預(yù)報(bào)方法。天氣圖分地面和高空兩種。前者填有在各地用同一時(shí)間觀測到的海平面氣壓、氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速以及天氣現(xiàn)象等；等溫線、等壓線也標(biāo)明出來，這樣從圖上就可以分析出高壓、低壓、冷鋒（冷空氣向暖空氣方向移動(dòng)的鋒）、暖鋒（暖空氣向冷空氣方向移動(dòng)的鋒）等各種天氣系統(tǒng)，根據(jù)天氣系統(tǒng)在一段時(shí)間后的移動(dòng)情況和強(qiáng)弱變化，就可以確定它未來的位置和天氣狀況。但天氣形勢也會(huì)有變化的時(shí)候，它與天氣現(xiàn)象并非是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，這就要依靠各地氣象預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)了。
再說數(shù)值預(yù)報(bào)方法。數(shù)值預(yù)報(bào)的產(chǎn)生與高等數(shù)學(xué)的關(guān)系很密切。當(dāng)氣象學(xué)家們把大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律用微分方程表示出來時(shí)，實(shí)際上就是建立了一種數(shù)學(xué)模型。數(shù)值預(yù)報(bào)是由氣象要素場在某一時(shí)刻的狀態(tài)，通過數(shù)學(xué)計(jì)算得出氣象要素在這一時(shí)刻的變率。數(shù)值預(yù)報(bào)模式，就是大氣情況的數(shù)學(xué)模型，這種模型數(shù)目很大，準(zhǔn)確率大小不一。但是數(shù)值預(yù)報(bào)報(bào)出的等壓面高度、風(fēng)、溫度、濕度等值涉及面大，其解決的是大尺度環(huán)流形勢場的預(yù)報(bào)，而局部地區(qū)數(shù)值預(yù)報(bào)卻很難有所作為?？茖W(xué)家們經(jīng)過一番努力，開始把天氣資料用統(tǒng)計(jì)方法羅列，再將數(shù)值預(yù)報(bào)報(bào)出的值代入方程進(jìn)行運(yùn)算，竟然得出局部地區(qū)的天氣預(yù)報(bào)，這樣，完全預(yù)報(bào)方法產(chǎn)生。
到本世紀(jì)60年代末期，美國氣象學(xué)家們提出了一種.. MOS（Model OutputStatistics模式輸出量）方法。此方法利用模式中輸出的各種動(dòng)力統(tǒng)計(jì)量，建立了與局部地面氣象要素存在的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，并用概率統(tǒng)計(jì)方法建立一種關(guān)系模式進(jìn)行預(yù)報(bào)。它也被稱為動(dòng)力統(tǒng)計(jì)方法。MOS的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率比較穩(wěn)定，美國、日本分別在.. 1972、1976年開始使用.. MOS方法。
另外，美國還有一種 AFOS系統(tǒng)（Automation of FieldOperation andService），用在短期預(yù)報(bào)服務(wù)上。此系統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，可以對(duì)未來兩天的降水量類型、概率、風(fēng)、云量、最高最低溫度等天氣現(xiàn)象作出預(yù)報(bào)。關(guān)于長期天氣預(yù)報(bào)方法，特別是進(jìn)行氣候預(yù)報(bào)方法，目前并不理想，但長期天氣預(yù)報(bào)并非不可能。本世紀(jì)二、三十年代，英國氣象學(xué)家瓦克根據(jù)大氣活動(dòng)中心與世界天氣的關(guān)系進(jìn)行過長期天氣預(yù)報(bào)。幾乎在同一時(shí)期，前蘇聯(lián)氣象學(xué)家莫爾坦諾夫斯基也以北極極地氣團(tuán)（氣團(tuán)指一些基本屬性與性質(zhì)比較均勻的大范圍空氣）的動(dòng)向?yàn)楦鶕?jù)，做過區(qū)域性長期預(yù)報(bào)和一般性季節(jié)預(yù)報(bào)。三、四十年代，還有不少氣象學(xué)家，如德國的保爾，還用過周期性方法進(jìn)行了長期預(yù)報(bào)。
長期天氣預(yù)報(bào)也離不開統(tǒng)計(jì)方法，它建立于過去天氣變化的基礎(chǔ)上。不難理解，這無非是想通過過去天氣變化的規(guī)律來推知未來天氣演化的形勢。自然，數(shù)值預(yù)報(bào)也適合于長期預(yù)報(bào)。目前，長期天氣預(yù)報(bào)方法基本上是這樣的：通過對(duì)一些主要的大氣環(huán)流系統(tǒng)（如副熱帶高壓）和下墊面狀況（如海水濕度、地面溫度）的分析來確定它同旱澇、冷暖等長期天氣變化規(guī)律之間的關(guān)系，從而建立一種模式。這種模式有的是定性的，有的是定量的，有的是定性與定量的結(jié)合，不一而足。天氣統(tǒng)計(jì)方法對(duì)長期預(yù)報(bào)也有一定的啟發(fā)作用。例如，厄爾尼諾現(xiàn)象、秘魯和厄瓜多爾沿岸的海水升溫現(xiàn)象，與世界氣候異常很有關(guān)系。在每隔.. 2～7年后，從冬末春初開始的一年中，秘魯附近的海水開始增溫，增溫時(shí)產(chǎn)生很大的熱量使海面上空氣溫劇增，引起大氣環(huán)流和世界天氣異常。此時(shí)，一些地區(qū)發(fā)生很大的洪澇災(zāi)害，而另一些地區(qū)則出現(xiàn)特大的干旱；有的地方出現(xiàn)奇熱的現(xiàn)象，有的地方，甚至夏季會(huì)出奇地冷。據(jù)此，我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，我國東北地區(qū)在厄爾尼諾年冬季往往出現(xiàn)異常低溫，如.. 1969、1972年以來東北地區(qū)出現(xiàn)的幾次大范圍嚴(yán)重低溫，有六年是厄爾尼諾年。另外，還有用天文（如太陽黑子活動(dòng)）和地質(zhì)變化（如地震）等進(jìn)行長期預(yù)報(bào)的，此種方法還在探索之中。中期天氣預(yù)報(bào)介于短期和長期天氣預(yù)報(bào)之間，它的方法與前兩種并沒有嚴(yán)格的界限。這里主要介紹一下中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)。我國是世界上自然災(zāi)害最多的國家之一。暴雨、臺(tái)風(fēng)、寒潮、暴風(fēng)雪等害都給國家和人民帶來了巨大的損失。因此我國的中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)的研制極為迫切。經(jīng)過科技工作者的努力，1991年我國第一代具有中等分辨率的中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào).. T42L9業(yè)務(wù)系統(tǒng)投入使用，并開始向全國各級(jí)氣象臺(tái)（站）發(fā)布中期天氣形勢分析報(bào)告。幾年后，我國第二代中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)T63L16業(yè)務(wù)系統(tǒng)研制成功。該系統(tǒng)預(yù)報(bào)水平可與當(dāng)代中期數(shù)值預(yù)報(bào)的最高水平.. ECMWF（歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心）預(yù)報(bào)模式媲美。它以我國自行研制的銀河-Ⅱ巨型計(jì)算機(jī)（四臺(tái)計(jì)算機(jī)，每秒可運(yùn)算.. 10億次）為主，配接有各種不同的計(jì)算機(jī)。此系統(tǒng)包括要素庫、預(yù)處理、客觀分析、初值化、預(yù)報(bào)模式、圖形系統(tǒng)、業(yè)務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)等部分。中期數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品通過工作站，以各種形式輸給中央氣象臺(tái)預(yù)報(bào)員使用，各大區(qū)域中心和省、地氣象臺(tái)也可以收到其傳送的資料。不用說，中期數(shù)值預(yù)報(bào)的產(chǎn)品通過加工處理后，可以在各級(jí)新聞媒介播出?？偠灾?，我國的中期數(shù)值天氣預(yù)報(bào)水平已經(jīng)接近于國際先進(jìn)水平。
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