气象是如何预报的?

如题所述

第1个回答  2021-12-10
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,各有侧重的观测网络体系。

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。

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图1. 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。

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图2. 左: 风廓线雷达阵列, 右:无线电探空仪

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图3. 雨雪气象雷达和风廓线雷达的工作原理

气象卫星位于这个由低到高层次分明的观测网络的最上方,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网络的大脑。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。
第2个回答  2021-12-10

气象站观测的数据是天气预报的基础,气象站越多,预报越准确。为此,全世界建立了成千上万个气象站,配置了各种天气雷达,并在太空布设了多颗气象卫星,组成全球大气监测网。这个监测网每天在规定的时间里同时进行观测,从地面到高空,从陆地到海洋,全方位、多层次地观测大气变化,并将观测数据迅速汇集到各国国家气象中心,然后转发世界各地。气象台的计算机将收集到的数据进行处理和运算,得到天气图、数值预报图等产品,为预报员提供预报依据。
天气预报的方法有很多,最常用的有两种。一种是传统的天气学方法,就是将同一时刻同一层次的气象数据填绘在一张特制的图上,这张图称为天气图。经过对天气图上的各种气象要素进行分析,预报员就可以了解当前天气系统(如台风、锋等)的分布和结构,判断天气系统与具体天气(如雨、风、雾等)的联系及其未来演变情况,从而做出各地的天气预报。现在天气图的绘制和分析都由计算机来完成。另一种是数值预报方法,它是随着计算机技术的进步而逐步发展起来的,它做出的天气预报是靠计算机算出来的。由于大气的运动遵循一些已知的物理定律,根据这些定律,可以将大气运动状态写成一组偏微分方程,只要给出初值(大气的当前状况),就可以求解出方程组随时间变化的变量值,据此得到大气的未来状况。求解方程的过程极其复杂,要求在规定的时间里处理大量的气象数据,即使最简化的大气方程也必须在高速计算机上进行运算。
无论是天气学方法,还是数值预报方法,或者是其他预报方法,都存在一定的局限性,预报结论也不尽相同,这就需要预报员对各种预报结果进行综合分析判断。这时,预报员所掌握的理论知识、积累的经验和相应的智慧就显得极其重要。

第3个回答  2021-12-10
天气预报(测)或气象预报(测)是使用现代科学技术对未来某一地点地球大气层的状态进行预测。从史前人类就已经开始对天气进行预测来相应地安排其工作与生活(比如农业生产、军事行动等等)。今天的天气预报主要是使用收集大量的数据(气温、湿度、风向和风速、气压等等),然后使用对大气过程的认识(气象学)来确定未来空气变化。由于大气过程的混乱以及今天科学并没有最终透彻地了解大气过程,因此天气预报总是有一定误差的。
我国中央气象台的卫星云图,就是从“风云一号”等气象卫星摄取的。利用卫星云图照片进行分析,能提高天气预报的准确率。天气预报就时效的长短通常分为三种:短期天气预报(2~3天)、中期天气预报(4~9天),长期天气预报(10~15天以上)
天气预报的方法有很多,最常用的有两种。一种是传统的天气学方法,就是将同一时刻同一层次的气象数据填绘在一张特制的图上,这张图称为天气图。经过对天气图上的各种气象要素进行分析,预报员就可以了解当前天气系统(如台风、锋等)的分布和结构,判断天气系统与具体天气(如雨、风、雾等)的联系及其未来演变情况,从而做出各地的天气预报。现在天气图的绘制和分析都由计算机来完成。另一种是数值预报方法,它是随着计算机技术的进步而逐步发展起来的,它做出的天气预报是靠计算机算出来的
第4个回答  2021-12-10
天气预报的三种方法
天气预报

(1)天气图分析预报方法。这是目前主要的方法,将各地探测到的同一时间同一层的温压湿风等数据填绘在地图相应的位置上形成天气图,预报员分析图上的各种气象要素了解高低气压和冷暖空气分布,天气系统(如台风、冷暖交汇处等)结构,从而预测天气系统的移动和变化,及其影响下的阴晴冷暖,风雨雷电。

(2)统计预报方法。用数学统计方法对过去气象资料进行分析,找出天气随时间演变规律,建立现在与未来天气的统计关系,用现在的气象情况算出未来的天气。

(3)数值天气预报,根据流体力学和热力学定律建立大气运动方程,通过计算机求解方程组到得到大气未来状态的预报,然后再用统计和分析方法算出相应大气状态下的天气情况。

气象台天气预报是如何制作出来的?
气象台天气预报

天气预报制作是一项浩大的系统工程,它首先从大气探测开始,然后各种观测数据(全球范围)、图像经过气象通信网络汇总到气象台,一部分进入计算机进行数值天气预报和统计天气预报计算,一部分被填绘成天气图。气象预报员通过分析天气图和参考计算机计算结果,再阅读分析实况卫星云图、雷达回波图等仪器探测的信息,综合分析判断,得出预报结论,一般还要经过专家天气会商,最后天气预报制作完成。
第5个回答  2021-12-10
  首先作出天气形势预报,再根据预报的天气形势作出具体的气象要素的预报、包括温度、湿度、风、降水和强烈天气等。

  (1)天气预报的时效

  
天气顸报按预报时效可以划分为0〜2小时临近预报,2〜12小吋短时预报.12〜48小时短期预报和48〜240小时中期预报。
 (2)天气预报的方法

天气预报技术方法,主要有传统的天气图方法、数值天气预报以 统计订正方法。

  
传统的天气图预报方法是预报员利用天飞图等各种图表,基于天气系统过去的演变历史,主现地报据物理学原理、天气学概念模型和个人经验对天气系统今后的演变进行外推.来预测未来天气的变化、实际上,天气图预报是一种半经验性的预报方法。

 
 数值天气预报是以流体力学、大气动力学、热力学理论为基础,以计算数学和电子计算机为实现手段的近代天气预报力法。它假定大气遵循上述这些学科中的一些基本规律.按照诸如物体受力改变运动状态,压力增大空气团压缩增温等的物理学基本定律,根据大气运动的特点.列出反映这些物理规律的数学方程式(即天气预报方程组),然后依 据一些已知条件(即现在观测到的大气中的风向、风速、气压、温度、湿度等.所有这些称为初始条件、来解这一方程组,求出未来的大气风、 压、温、湿等的分布情况。为了使用电子计算机来作天气预报,需要把方程组转化为加、减、乘、除的四则运算方案,并把它译成“机器语言” (即计算命令),连同初始条件、边界条件起输入电子计算机,这好像 未来的天气,事前在“实验室”(计算机)里“预演”一样,让计算机既迅 速又可靠地完成天气预报任务。