完成一份天气预报,首先需要依次收集在一定时间段里从地面到高空的气象数据包括气温、气压、风向、风速、湿度等。
全国各地的人工地面气象站和自动地面气象站每天定时观测并记录下这些气象数据,汇总后发给中国气象局气象数据中心。向气象数据中心汇报气象观测记录,因此,它是气象测站网的重要补充。
气象雷达(多普勒雷达)是通过目标对雷达波的反射来确定目标的位置和特性的。气象雷达发射电波,通过回波判断降水强度及其变化,通过接收回波的时间判断与雨雪云层的距离。
气象卫星每时每刻都在探测和预报大气变化情况,并进行全天时和全天候观测,快速收集和处理数据信息,反馈给地面接收站,绘制图像,确定走向。
天气预报天气预报发展历史
数值是科学的语言。天气预报离不开仪器对大气运动的定量观测。我们可以把气象仪器的发明与应用定为早期天气预报的开始时间。
西方15世纪发明了压板风速仪,首次可以对大气运动的速度(能量)进行定量测量了。17-18世纪,科学家相继发明了各种定量测量天气现象的仪器,标志着气象科学研究的探测手段开始进入了一个新的发展时期。英国物理学家虎克(1635-1703)发明了湿度计。
1606年,伽利略发明温度计。1639年,伽利略的弟子BenedettoCastelli发明雨量器。1644年,托里拆利发明气压计。1774年,Cotte发明了湿度计。18世纪中叶,人们开始进行高空探测的尝试。
收集数据
最传统的数据是气压、温度、风速、风向、湿度等数据。由专业人士、爱好者、自动气象站或浮标在地面或海面收集。世界气象组织协调数据收集的时间并制定标准。这些测量每小时(METAR)或每六小时(SYNOP)进行一次。
气象数据变得越来越重要。气象卫星可以收集世界各地的数据。他们的可见光照片可以帮助气象学家研究云的发展。他们的红外数据可以用来收集地面和云顶的温度。通过监测云的发展,我们可以收集云边缘的风速和风向。但是气象卫星的精度和分辨率还不够好,所以地面数据还是很重要的。
数据同化
在数据同化过程中,收集的数据与用于预测的数字模型相结合,以产生气象分析。它是对大气状态的更佳估计,是温度、湿度、气压、风速和风向的三维表示。
数据天气
根据物理学和流体力学的结果计算大气随时间的变化。
输出处理
模型计算的原始输出通常可以在变成天气预报之前进行处理。这些处理 *** 包括利用统计学原理消除已知模型中的偏差,或者参考其他模型的计算结果进行调整。
重要工具
天气预报的重要工具是天气图。天气图主要分为地面和高空。天气图上密密麻麻地写满了各种天气符号,都是根据各地的天气代码翻译后填写的。
每个符号代表一种特定的天气。
代表云的符号,如卷云、卷积云、卷层云、高积云、雨层云、积雨云等。
表示天气现象的符号有:雷暴、龙卷风、大雾、连续大雨、小雪和小阵雨等。
此外,还有表示风向、风速、云量、气压变化的符号。
所有这些符号都以统一的格式填入各自的地理位置。这样,在一个广阔的区域内同时观测到的所有气象要素,如风、温度、湿度、气压、云、阴、晴、雨、雪等。,可以填写在天气图中。从而形成代表不同时间的天气图。有了这些天气图,预报员可以进一步分析处理,用不同颜色的线条和符号显示分析结果。
地面天气图的分析内容包括:圈出重要天气现象(如降水、大风、暴风雪等)的区域范围。),画出冷锋、暖锋、准静止锋的位置,画出全图的等压线,标出低压和高压的中心和强度。经过这样的分析,我们可以从图中清楚地看到当时的气压情况:哪里是高压,哪里是低压,哪里是冷暖空气的对抗区。
高空天气图中填充的气象要素是同一等压线面上所有点的高度,所以通过分析画出相隔一定值的等高线。等高线画出来后,我们就可以看到当时的气压情况:哪里是低压的槽,哪里是高压的脊。然后画等温线,标出冷暖中心。从冷暖中心、低压槽、高压脊的配置,预报员可以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,一些气象台站利用气象雷达、气象卫星、电子计算机等先进的探测工具和预报手段,提高气象预报水平,取得了显著成效。据介绍,自1966年以来,世界各地热带海洋的台风几乎都逃不过气象卫星的“眼睛”。卫星云图对于监测和早期发现大风暴和严重灾害性天气是有效的。
制造工艺
①根据有关部门提供的资料,在电脑上 *** 全国气象形势图(即天气预报节目的背景图)。
②主持人站在一块蓝屏前“点”讲解天气(主持人掌握每个区域位置的秘诀只有一个——死记硬背)
③影视中心进行图像合成,在电脑上将流程②中的蓝屏替换为流程①中的图表;
④影视中心将完成的节目传送到中央电视台。
因为报天气预报的时间通常在早上,而一天的更低气温通常出现在凌晨,报天气预报的时候,当天气温更低的时间已经过去,也就谈不上“预报”了.当天的更高气温出现在中午,还可以预报,所以在报未来天气的时候只报当天更高气温和次日更低气温.
每天晚上,当我们打开电视,在新闻联播之后,可以看到第二天全国各大城市的天气预报。这样大范围的天气预报是如何做出的呢?
现在的天气预报不再是经验型的。而是靠根据风云一号气象卫星发回的云图和各地气象台站测得的温度、气压、风向、风速等数据绘出的气象图,在经有关资料、经验判断后得出的。这样的预报以前一直是靠人工进行的,这种办法即慢,又不十分准确。难怪有人说:天气预报,仅供参考,不可不信,不可全信。
要想准确预报天气,必须把上面得到的数据列出几百阶乃至更高阶的线性方程组。若靠人工求解则需几百人用几个星期的时间内才能完成。这时已不是天气预报了,已经变成了天气报告了。现在有了电子计算机,这一工作已由计算机来担任了。只要几分钟时间就可完成任务。
每天中央电视台的天气预报就是由国家气象局利用两台大型计算机计算后得到的。每天晚上,当我们打开电视,在新闻联播之后,可以看到第二天全国各大城市的天气预报。这样大范围的天气预报是如何做出的呢?
现在的天气预报不再是经验型的。而是靠根据风云一号气象卫星发回的云图和各地气象台站测得的温度、气压、风向、风速等数据绘出的气象图,在经有关资料、经验判断后得出的。这样的预报以前一直是靠人工进行的,这种办法即慢,又不十分准确。难怪有人说:天气预报,仅供参考,不可不信,不可全信。
要想准确预报天气,必须把上面得到的数据列出几百阶乃至更高阶的线性方程组。若靠人工求解则需几百人用几个星期的时间内才能完成。这时已不是天气预报了,已经变成了天气报告了。现在有了电子计算机,这一工作已由计算机来担任了。只要几分钟时间就可完成任务。
每天中央电视台的天气预报就是由国家气象局利用两台大型计算机计算后得到的。
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。
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。
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