收集数据
最传统的数据是在地面或海面上通过专业人员、爱好者、自动气象站或者浮标收集的气压、气温、风速、风向、湿度等数据。世界气象组织协调这些数据采集的时间,并制定标准。这些测量分每小时一次(METAR)或者每六小时一次(SYNOP)。
气象卫星的数据越来越重要。气象卫星可以采集全世界的数据。它们的可见光照片可以帮助气象学家来检视云的发展。它们的红外线数据可以用来收集地面和云顶的温度。通过监视云的发展可以收集云的边缘的风速和风向。不过由于气象卫星的精确度和分辨率还不够好,因此地面数据依然非常重要。
数据同化
在数据同化的过程中被采集的数据与用来做预报的数字模型结合在一起来产生气象分析。其结大气状态的更好估计,它是一个三维的温度、湿度、气压和风速、风向的表示。
数据天气
按照物理学和流体力学的结果来计算大气随时间的变化。
输出处理
模型计算的原始输出一般要经过加工处理后才能成为天气预报。这些处理包括使用统计学的原理来消除已知的模型中的偏差,或者参考其它模型计算结果进行调整。
重要工具
天气预报的重要工具是天气图。天气图主要分地面和高空两种。天气图上密密麻麻地填满了各式各样的天气符号,这些符号都是根据各地传来的气象电码翻译后填写的。
每一种符号代表一定的天气。
表示云状的符号,有卷云、卷积云、卷层云、高积云、雨层云和积雨云等等。
表示天气现象的符号有:雷暴、龙卷、大雾、连续性大雨、小雪和小阵雨等等。
此外,还有表示风向风速、云量及气压变化的符号。
所有这些符号都按统一规定的格式填写在各自的地理位置上。这样,就可以把广大地区在同一时间观测到的气象要素如风、温度、湿度、气压、云以及阴、晴、雨、雪等统统填在一张天气图上。从而构成一张张代表不同时刻的天气图。有了这些天气图,预报人员就可以进一步分析加工,并将分析结果用不同颜色的线条和符号表示出来。
地面天气图的分析内容包括:圈画出各地重要的天气现象(如降水、大风、雪暴等)的区域范围,画出冷锋、暖锋、准静止锋的所在位置,绘制全图等压线,标出低压、高压中心及强度。经过这一分析,就可从图中清晰地看出当时的气压形势:哪里是高压,哪里是低压,冷暖空气的交锋地带在哪里。
高空天气图上填写的气象要素是同一等压面上各点的高度,因而分析绘制的是相隔一定数值的等高线。等高线画好后,就能看出当时高空的气压形势:哪里是低压槽,哪里是高压脊。然后再画出等温线,标出冷暖中心。从冷暖中心与低压槽、高压脊的配置情况,预报人员就可对未来的气压形势作出大致的判断。
随着气象科学技术的发展,有些气象台已经使用气象雷达、气象卫星及电子计算机等先进的探测工具和预报手段来提高气象预报的水平,收到了显著的效果。据报道,自1966年以来,发生在全世界热带海洋上的台风,几乎没有一次逃过气象卫星的“眼睛”。卫星云图对于监视和早期发现大型风暴、强烈的灾害性天气都有显著效用。
*** 过程
①根据有关部门提供的数据在电脑上 *** 全国气象形势图表(就是天气预报节目的背景图)
②主持人站在一块蓝幕前“指指点点”,讲解天气(如何把握各个地区的位置,主持人只有一个秘诀——死记硬背)
③影视中心进行影像合成,在电脑上用过程①中的图表代替过程②中的蓝幕;
④影视中心将 *** 完毕的节目传送到中央电视台。
现代天气预报有五个组成部分:
收集数据
最传统的数据是在地面或海面上通过专业人员、爱好者、自动气象站或者浮标收集的气压、气温、风速、风向、湿度等数据。世界气象组织协调这些数据采集的时间,并制定标准。这些测量分每小时一次(METAR)或者每六小时一次(SYNOP)。
使用气象气球气象学家还可以收集上空的气温、湿度、风值。气象气球可以一直上升到对流层顶。
气象卫星的数据越来越重要。气象卫星可以采集全世界的数据。它们的可见光照片可以帮助气象学家来检视云的发展。它们的红外线数据可以用来收集地面和云顶的温度。通过监视云的发展可以收集云的边缘的风速和风向。不过由于气象卫星的精确度和分辨率还不够好,因此地面数据依然非常重要。
气象雷达可以提供降水地区和强度的信息。多普勒雷达还可以确定风速和风向。
数据同化
在数据同化的过程中被采集的数据与用来做预报的数字模型结合在一起来产生气象分析。其结果是目前大气状态的更好估计,它是一个三维的温度、湿度、气压和风速、风向的表示。
数据天气预报
数字天气预报是使用电脑来模拟大气。它使用数据同化的结果作为其出发点,按照今天物理学和流体力学的结果来计算大气随时间的变化。由于流体力学的方程组非常复杂,因此只有使用超级计算机才能够进行数字天气预报。这个模型计算的输出是天气预报的基础。
输出处理
模型计算的原始输出一般要经过加工处理后才能成为天气预报。这些处理包括使用统计学的原理来消除已知的模型中的偏差,或者参考其它模型计算结果进行调整。
过去气象学家必须自己做处理工作,今天24小时以上的天气预报主要是使用多种不同模型后对其结果进行综合。气象学家还必须分析预报出来的模型数据来使最终用户能够理解它。此外天气预报的模型一般分辨率不是特别高。当地的气象学家还必须通过当地的经验在涉及地区性的影响,使得当地的天气预报更加精确。不过随着天气预报模型的不断精密化这个工作量越来越小了。
展示
对于最终用户来说天气预报的展示是整个过程中最重要的。只有知道最终用户需要什么信息、如何才能将这些信息易懂地传达给最终用户才能完成这个任务。
远在3000年前的商代,我国就用甲骨文来记载关于刮风、下雨、旱、涝等的天气情况了。这是公元前1217年商代甲骨文的气象记录,上面的文字是:癸亥卜,鼎(真)旬。三月。乙丑,夕(夜),雨。丁卯,明,雨。戊(辰),小采日,雨,风。己(巳),明,启(霁)。壬申,大对于天气现象产生的原因,我国古代人民对一些现象作了解释。《庄子》一书中说:“大块噫气,其名为风。”这说明风是由于空气的流动而形成的。南宋的朱熹对雨的产生作了解释:“气蒸而为雨,如饭甑盖之,其气蒸郁而汗下淋漓。”他还说过露不是降落的。李时珍的《本草纲目》中说:“露者,夜气着物而润泽于道旁也。”
我国古代的史书以及各地的地方志上,都有较详细的气象记录。从汉代以来,就记录了大旱、大寒以及霜雪冰雹等特殊的气象,特别是各朝的首都一带地区更为详细。
我国很早就使用气象仪器来观测天气状况了,是最早发明风向计和雨量器的国家。东汉的张衡在公元132年发明了候风地动仪。它立一根5丈(约16.7米)的高竿,竿上装一只可以转动的铜鸟,根据铜鸟随风转动的方向,就可以看出是什么风向了。这同12世纪外国书籍上记载的候风鸡相似,比铜鸟的记载要晚1000年。
我国古代还有一种风向旗,在旗上系着小铃,挂在高竿上。看看旗被吹向的方向,就知道吹的是什么风。这同现代的风向袋相似。
我国最早使用了雨量器。在1247年宋代的《数书九章》中有记叙。雨量器大小统一标准,圆筒直径14厘米,并有铜制的量雨标尺。
1854年11月14日,风暴突然袭击黑海,风速达每秒30米,海上掀起巨浪,英法联军舰队正在海上协助土耳其同俄国作战,几乎全军覆灭。后来,法国军队的作战部要求巴黎天文台台长勒佛里埃研究风暴的来龙去脉。他分别写信给各国的天文、气象工作者,要求他们提供这次风暴发生前后几天里的气象情报,收到了250封回信。根据这些报告分析,原来这次风暴来自大西洋,自西向东吹向黑海,出事前两天,西班牙和法国首先受到影响,如果那里设有气象台、站,而那时已有了电报,如果把风暴的消息早日电告英法舰队,就可以减少损失。
1855年,勒佛里埃在法国科学院作报告说,如果建立了气象站网,用电报集中到一个气象总台,分析绘制成天气图,就可能推断出风暴的行踪。当时,社会上需要有关气象消息,法国于1856年成立了世界上之一个正规的天气预报服务系统,这比用谚语作预报又大大前进了一步。
1856年,巴黎的气象局每天都印制出当天的天气图。1863年开始,在报刊上开始刊登天气预报。很快,在欧洲其他国家也开展了气象工作,从1914年开始,又将各国资料汇集在一起,绘制出全欧洲的统一的天气图。
到了20世纪40年代,无线电探空仪被发明和应用后,从此除了同时汇集的各地气象站、台的地面资料,又增加了高空气象资料。有了高空天气图,就出现了气压场为中心的长波理论和气压系统的发展理论,它可以作出未来3~5天天气状况的预报。
挪威气象学家维?比扬克尼斯首次尝试把天气预报问题变成数学问题,由于工作十分艰巨,没能实现。后来,英国数学家里查逊组织人力,花了九牛二虎之力才算出24小时的预报。由于计算过于简单,效果也不好。里查逊说,如果要同天气“比赛”,每天大约要几万人日夜不停地计算才行。从此,就再没有人去用数学来求解计算了。
电子计算机出现了,计算速度真神。几万人一天的工作量,用电子计算机来计算,只要几分钟就解决问题啦。从此,气象学家越来越完善了预报方程。在方程中,既考虑到大陆,也考虑到海洋;不仅考虑到平原、高山,还考虑到高空。20世纪50年代起,气象学家实现了一种新型的预报 *** ——数值天气预报。它完全由电子计算机计算作出预报。它既可以测算未来12小时、24小时、48小时的短期天气,也可以预报5天、10天、15天的中期天气。气象学家甚至利用新发现的大气中的一种特长的慢波,通过精密计算预报未来一个月、两个月、三个月甚至更长时间的天气。
百度中的天气预报起止时间是,每天早上5点,六点,更新一次,以后每两个小时更新一次,22点以后,三四个小时更新一次
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