天气预报做到精准预测是因为观测雷达的采集覆盖做到的。
最近北京持续高温,女朋友突然说,“好希望天气预报能报不准!”
“为啥啊?”我百思不得解。
“报不准嘛,比如,突然来一场雷雨降降温,或者,预报37摄氏度其实30摄氏度也行!”
我的女朋友,果然脑回路与众不同呢。不过我还是对她说,“这基本不可能。现代天气预报可是很准的。”
“虽然这么说,但在我的印象中,天气预报以前也报错过啊。”
“确实有报不准的情况,但是概率很小,而且这种情况会越来越少,不信你看。”
现代的天气预报是如何进行的?
要说现代天气预报有多准,可以先看看现代天气预报是怎么做的。
“东风不与周郎便,铜雀春深锁二乔”。自古以来,小到黎民百姓的生产生活,大到国家民族间的兵戎相见,都免不了受到当时天气的影响和制约。古人对于天气的预测纯属来自千万年口耳相传的观测经验,偶然性相当大。近代以来,随着雷达技术,卫星技术以及计算机技术的进步,人类不光能从地面获知大气层的变化动态,更能从遥远的太空俯瞰广大的地表区域,实现对灾害性天气事件的预防和日常天气的预报。
现代的天气预报系统,主要分为地上气象观测站,地面气象雷达系统,高层大气气象观测,气象卫星以及数据解析中心等几种分工不同,各有侧重的观测 *** 体系。
地上气象站主要负责采集各地的气压、气温、湿度、风向、风速、降水量、积雪深度、日照时间、云量以及空气质量等气象数据。这些数据一方面用于与其他途径采集的大气活动信息进行汇总,以便进行实时天气预报,另一方面则形成数据库,作为长期研究气候变动的宝贵资料。
地面气象雷达系统通过建立在各地的雷达设施向所在空域云层发射厘米级波长的电磁波,来观测数百公里范围内云层中的凝结核、冰晶以及雨滴或雪花的形成情况。雷达获得的数据再与地面观测站的实测结果进行汇总分析,从而实现对雨雪天气的预报。
左:地上气象站, 右:地面气象雷达站
高层大气气象观测主要通过释放无线电探空仪和布置风廓线雷达实现。前者可以认为是地面气象站的高空版,可以实现收集约三十千米高空处气象数据的功能。后者可以认为是地面雨雪气象雷达的孪生兄弟,主要测量高空中的风速和风向等信息。
气象卫星位于这个由低到高层次分明的观测 *** 的最上方,主要负责监测大范围区域内的气象变化,特别是台风一类的灾害性气象事件。
此外,云层在数天内的变化趋势,大范围的海水温度分布,森林火灾的预警和监测,对于气象卫星来说都不过是略施身手,农业害虫的迁徙,火山活动的监测,海水潮位的异常变化也都难逃气象卫星法眼。
以超级计算机作为核心的信息处理中心堪称整个气象监控与预报 *** 的大脑。各级观测设施,装置中收集到的无数琐碎信息,经过超级计算机的运算,多重因素复合作用下的复杂动态过程亦可轻松模拟。小到当天某时某地的天气精准预报,大到全国范围内整个季节中降水量与往年平均值的相对大小,超级计算机可谓是无所不知。
天气预报会“报不准”吗?
即使有了这么强大的预报系统,我们还是不得不承认,天气预报确实有时会“报不准”。为什么呢?
这个问题一般来说受到两个因素制约。
首先,现代天气预报早已不是曾经的全市统一,一天播报一次,而是定位精准并且实时更新。正如上面所述,天气变化是一个多因素作用下的极端复杂体系,现今的技术很难实现数小时后的精确预报,但是大城市局地的短时预报精准度还是相当高的。很多人的习惯还停留在当年的头天晚上收听第二天的天气预报,最后发生偏差也是情理之中了。
其次,夏天的锋面雨等短时强对流天气,由于其演化规律突然性大,即便是超级计算机也时常有心无力,无法精准预知。但是,做到在强对流天气发生一两个小时前实现应急预警,目前的技术还是把握颇大的。
在气象预报方面,人类从无知懵懂到小有所成,技术进步的脚步仍然坚定向前,天气预报的精准度和有效预测时间还会逐渐增加。
如何提高气象预报特别是降雨预报的精确性?
为了减少“报不准”的情况,提高预报精度,可以加强对各大气象预报系统的硬件建设投入,只有拥有了遍布城乡的观测和雷达系统,覆盖区域上空的气象卫星 *** ,才能实现气象预报数据的有效采集,预报精度自然随之上升。比如,国土狭小人口密集,技术、资金实力雄厚的日本拥有密度远超一般国家的气象信息采集系统,其气象预报的精准程度超过中国乃至其它发达国家也就不足为奇了。
看来,与其盼天气预报不准,可能还不如盼“雨神”来一下,突然来场雨的希望更大。
几年以前,天气预报用的是笼统的表达形式,诸如:明日有雨,明日可能有雨,明日不会降雨等等。天气预报经常出错。
今天,天气预报采用了不同的形式:明日有雨的可能性为60%。这个60%意味什么?这样的预报比起早期的预报形式来说包含更多的信息吗?或许,对那些完全不知道“可能性”代表什么的人来说,今天的天气预报会引起混乱,甚至会产生今天的预报不如过去准确或是不如过去有用的印象。
天气预报中,无论怎样都会有不确定的因素。因而,从逻辑上讲,没有给出预测精度的预报,对决策来说是毫无意义或者是没有用的。天气预报中,60%这个数字提供了预测精度的一个度量。作出这样的预报,常常意味的是明天有60%可能会降雨。当然,不可能断言某一特定时刻会降雨。在这个意义下,预报“明日有雨的可能性为60%”更有用,比起“明日有雨”的笼统说法来说更有逻辑性。那么,在什么意义下这个叙述是有用的呢?
假设基于天气预报“明天有雨的可能性为60%”的情形下要决定是否带伞。再假设无论哪一天,由于带伞所引起的不便能用钱来量度,设为m元,而由于没有带伞被淋湿了的损失设为r元,则当降雨的可能性为60%时,以元的形式求出两种决策下所期望的损失为:决策,期望的损失;带伞 m;不带伞 0.6×r+0.4×0=0.6r;因而,当m≤0.6r,决定带伞, m0.6r时不带伞可以让你的损失最小。
气象站
墨迹天气的天气预报精准度确实是比较高,这个主要是归结于三个方面。第1个方面就是墨迹天气,在天气领域的专业,因为一直在这个行业探索,所以说掌握的数据是比较多的。第2个就是现在气象探测手段的多样化,是卫星还是地面的监测手段,都是比较先进的,墨迹天气有自己的叫做众包数据,补充气象数据的观测。在一个现在计算机技术的发展让自动化成为现实也更容易方便统计数据。
首先,天气预报是一门对未来预测的学科,要做到百分之百的准确是不可能的,也是不现实的。
其次,既然不可能百分之百准确,就必然会出现失误。我国短期天气预报准确率达到八成以上,这已经是达到发达国家预报水平了。
第三,天气预报准不准说实话要看群众怎么感觉了。我之前有一次做我们这地区预报,报的是有雨,后来东边地区下雨了,西边大晴天,你说这种情况西边的人肯定认为报的不准。这也无可奈何,毕竟你没法精确预测出降水区域,或者是我水平不够。再比如人家报的阵雨,也确实下了,但你没看到,也许你又觉得预报员报的不准了。
第四,报的不准也有可能是预报员水平不够。但我相信,发布一个预报都是好几个预报员会商的结果,也是充分考虑的结果,不能将锅全都甩给预报员。但是预报员也不应该无视预报的错误,虽然不可能百分百准确,但是“不能完全认识真理,但可以无限的接近真理”,不断的提高预报准确率是预报员以及这个学科内的相关人员应当做的。
现代科学技术的发展为现代的天气预报提供了先进的装备,先进的气象卫星、遍布各地的雷达站 *** ,以及能运算复杂天气模型的强大的超级计算机系统,使天气预报的准确性大大提高。
20世纪70年代末,日本使用了气象卫星,不仅从高空可以收集到各种气象资料,而且使气象部门大大提高了工作效率,还提高了预报的正确程度。电视台的天气预报也由此变得生动而形象:台风眼和它的周围的云层、活动范围、方向、速度等,还有雨、雪区的移动等,一目了然。
美国的领土十分辽阔,它的气象预报系统的规模更大。为了了解世界范围的气象,有四颗气象卫星提供气象信息。有两颗电视与红外线观察卫星,它们的轨道经过地球南北极的上空,卫星上的电视摄影传播云的形状和运动方向,红外照相指示出云层的高度和水汽所含的水分。另外两颗同步气象卫星位于赤道上空对地静止的轨道上,在固定点定时拍摄地球的照片。
此外,有几百个小型资料收集装置设在飞机、轮船、浮筒或充氦气球上。这些收集装置的传感器会自动测出各地的风速、温度、湿度和气压等。还有70多个雷达站遍布全国,对雷暴和旋风进行跟踪。
有一种多普勒雷达系统是先进的气象检测设备。这个系统向周围半径为200千米的各个方向发射波束,通过检测大气中的水滴、草籽、尘土、昆虫等的运动,来测量同地面平行的各个水平面上的风速、风向。它作出的天气预报十分具体:哪一个地方,几点到几点钟将降落多少毫米的雨。如果局部地区在几分钟内将发生突然的气流变向,多普勒雷达系统也能作出相当准确的预报。
另一种激光多普勒雷达——“莱达”,是一种监视地面气象状况的新装置。它装在极地轨道卫星上,每天可测取两次风速。如果有两颗卫星装有“莱达”,这可以监测整个地球的大气状况。采用“莱达”系统以后,可以使7~10天的中期天气预报,同目前的24小时的预报一样准确。航空公司也能从“莱达”获益,因为驾驶员有了详尽的当时的气流图,就可以利用快流风,避开迎头风,既可节省时间和燃料,还可保证飞行安全可靠。
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