天气预报是怎样测定的?为什么有时会报不准呢?
为天气预报提供信息最重要的一环就是气象卫星。它所携带的拍摄镜头通常聚焦在地球上时是一个1平方公里见方的“点”。随着地球的自转和卫星不断地拍摄,一个个点逐渐连成线,经过25分钟,整个地球的图像都可以被拍摄下来。
卫星会将这些图片发送回地面,由地面系统处理。对于接收图像的气象工作者来说,传回的每一张图的获取时间、纬度、精度等信息都是事先根据卫星设定程序计算好的。将所有的图片拼合在一起再对比资料,就可以找到例如北京上空的云图。
与此同时,卫星上安装的各种气象遥感器也会将接收和测量到的地球及其大气层的可见光、红外和微波辐射等信息转换成电信号传送给地面站。由于辐射会和大气介质发生相互作用,在相互作用的过程中,辐射会受到大气的影响。地面系统利用卫星观测到的辐射,反过来可以推出地球表面和大气的状态,大气中云的物理状态。
北京站负责将处理和分析后的气象信息发送给全国所有的气象台站。这个时候,各地气象台站还要根据各个气象观测点收集到的气压、气温、风速、风向、湿度等数据进行气象分析,从而推算出地面近几日的温度和天气状况,根据这些气象信息,气象部门目前可以相对准确预告未来24小时至48小时的天气。
但是,气候系统非常复杂,随时都会发生变化。天气预报的`准确率受气象技术设备和人员水平等因素的限制。特别是夏季,降雨过程复杂多变,经常是在没有明显征兆的情况下突然降临,而且分布非常不均匀,加大了预报员对天气判断的难度。今年我果遭遇大范围干旱天气,去年还有气象专家推测今年夏季会提早到来,但是直到4月底,北方的天气依然相对较冷。有些地区甚至出现了降雪。当时很多人指责气象部门没有及时预报。
实际上,世界上还没有任何一个国家有能力做出20天以后的天气预报。目前,发达国家也只掌握了200年内相对详细的天气观测资料,而我国在1951年才建立起一个比较完整的气象台站网,对气象规律掌握得还不够,所以天气预报也经常会出现误差。我们将会研发更为先进的气象卫星和相关气候监测系统,相信可以给我们的生活带来更大的便利。
在现代社会,天气预报是一门科学。为什么天气预报有时会不准呢?
首先,天气预报还很年轻。虽然古人在观察天象过程中积累了诸多预测天气的经验,但是基于现代科学基础上的天气预报历史并不长,人类对于很多天气现象的发生、演变及其内在机理和规律并未完全掌握。
天气本身变化无常。有人说,天有不测风云;也有人说,天有可测风云。在具体情况下,要做出准确的天气预报是件很难的事。以预报“桑美”台风为例,当时有3个台风在一个大的区域里,要准确断定每个台风的移动路径实属不易。预测时除了要考虑大气环流形势影响外,还要考虑3个台风之间的相互影响。因此,很难准确预测这3个台风的移动路径。大气本身存在的复杂现象,致使人们认识不到位,另外预测时还受科学技术、千丝万缕的关系的限制,因此做出准确的天气预报是一件复杂的事情。决策预报有难度。以王家坝分洪决策服务为例。王家坝地处河南、安徽交界处,是淮河第一坝。此坝下游是有10万人居住的分洪区。王家坝要不要分洪,关键得看天气预报。这个时候,预报员面临的压力很大:一开闸,10万人就要撤走,百姓种的庄稼全被淹没,会造成几十个亿的损失;但若是不撤,淮河大堤出了事,灾害会更大。所以,在面临重大的决策服务时,预报员最受煎熬。一些特殊的天气预报不准很正常。比如在火炬登珠峰的时候,环境非常恶劣,在此过程中最关键的是天气因素。然而,预报珠峰的天气有很大的难度。首先,此处没有气象站,而且地形很复杂,周边的环境差异很大。这些因素导致人们对特殊地区的特殊天气的认识非常有限。其次,要提前4天至5天做出未来的天气预报,这是一件非常有难度的事情。即使是在北京,做这样的天气预报可能都很困难,更何况是在珠峰。天气预报精细程度不够。比如北京奥运会开幕式天气预报,就要做到定时、定点、定量的预报――这是未来天气预报必须攻克的难题,也是预报员追求的一个目标。延伸期预报能力有限。
去年年初的低温雨雪冰冻灾害涉及四次天气过程,对每一次天气过程,气象部门都做出精彩的预报。但若是能发现这是一个持续的过程,气象部门就可以提前对一些部门进行预警。不过这样的预报,以目前的手段很难达到。
于是,一个气象台应运而生。台长是一个老太太。每天,老太太从大喇叭里播放气象预报:“明天将会有大雨,请大家带雨具。”
然而,第二天晴空万里。
而后,老太太预报:“明天是个大晴天。
于是大家都把被子拿出来晾晒,可是第二天却下起了倾盆大雨。晚上,大家抱着湿被子打了一夜的.冷颤。
这样的事天天发生,大家只好聚在一起想办法。“诸位,有个叫毛鸭说道:“我看这样吧,咱们把预报倒过来听,怎么样?”“没办法了,试试吧!”
于是,老太太预报有雨时,大家就高兴地出门,预报没雨时,大家就带上伞。就这样,竟相安无事地过了好久,大家都夸毛鸭聪明。
后来,老太太退休了,新台长是一个年轻人。他预报:“明天会有响雷,请大家做好耳塞。”可人们没当回事,结果雷把二百多人的耳朵给震聋了,医院顿时人满为患,全镇的人都愤怒了,上街游行请愿——纷纷声讨新任气象预报员的可恶行径。于是镇长只好把老气象员——老太太又请回来——继续播“反差”天气预报。
一切都恢复了正常,因为人们已经习惯了把老太太的天气预报倒过来听。
走在路上,我时不时抬头看看天空,看到太阳一直高高地悬挂在天上,根本没有要下雨的感觉。于是,我对妈妈说:“妈妈,你错了,根本不会下雨。”妈妈说:“是啊,现在是不会下,不过等下就会下小雨了。”这让我更加不解了:“这是谁说的?妈妈怎么知道呢?”妈妈哈哈大笑::“我就是知道啊。”
看完精彩绝伦,惟妙惟肖的儿童画展,真得感叹一下这些画家们炉火纯青的技术。不过,我看了看天上,还是没有下雨的迹象,看来妈妈失策了。突然,一个调皮的水滴落在了我的鼻尖,咦,是不是要下雨了?不一会儿,淅淅沥沥的雨就开始下了起来,我高兴地欢呼:“妈妈,你看,真的`下雨了!真的下雨了!妈妈真厉害!”于是,我们撑起预先准备好的雨伞,高高兴兴地回家了。
回到家,我们看到爸爸正在收拾行李,原来爸爸今天要坐飞机去出差。晚上的时候,我来到妈妈房间,说:“今天爸爸出差,我要和妈妈睡。”谁知我刚往床上一躺,就听见开门的声音,原来是爸爸回来了。我赶紧出门去迎接爸爸,爸爸告诉我:“出差时间改了,今晚是雷电天气,乘飞机不安全。”我一头雾水,可是现在没有打雷和闪电呐。
“现在是没有,可是晚上可能就会有了。”
“为什么?谁说的?爸爸怎么知道?”
“你不信啊,就等着看吧。”
晚上,我睡的正香,一阵“轰隆隆”的声音把我的美梦吵醒了。我吓得跑到了爸爸妈妈的房间,爸爸跟我说:“我说的没错吧,真的在打雷,还在下暴雨。”我百思不得其解,缠着爸爸妈妈一直问:“你们怎么都知道?不行,你们一定要告诉我!”这下,我才知道,原来是天气预报说的。
爸爸妈妈每天都会准时收看天气预报,这样就能提前知道天气变化了。于是,我带着强烈的好奇心,跟着爸爸妈妈一起看天气预报。
“哇!还能看到北京的天气呢。”
“对啊,不止北京哦,还有很多城市的天气情况都能从天气预报里知道,而且还有世界上其他国家的天气情况,都能从天气预报里知道。”
我惊叹不已,天气预报员的叔叔一定是超人。
爸爸妈妈听了哈哈大笑,天气预报是由科学家们用仪器测出来,然后再告诉电视台的天气预报员叔叔,再由预报员叔叔告诉我们,可不是什么超人。
妈妈说:“从现在起,你就是我们家的小小天气预报员了,今后每天收看天气预报的重任就交给我了。”我满心欢喜地接受了这个任务。
天气预报真是神奇,这样我们就能方便地知道每天的天气情况了,不过天气预报有时候还是有点不准哦!
人们渴望预知天气变化,真正做到“未雨绸缪”,但“天有不测风云”,精准预测天气确实不是一件容易的事。
影响天气预报准确率的基本原因是大气运动自身具有随机性。大气变化是一个复杂的运动过程,充满了各种各样的可能性。对此,美国气象学家爱德华?罗伦兹有个生动的比喻:“巴西丛林的蝴蝶扇动一下翅膀,可以引起美国德克萨斯州的飓风。”这就是大家熟知的“蝴蝶效应”。在随机性的多重影响下,任何一种预测结果,都是要担风险的。人们对天气形成初始状态的观测,总是会有某些误差,而哪怕是很小的误差,也会使预测的结果大相径庭。
各种复杂地形也会给大气运动带来影响。如青藏高原地势较高,受到太阳辐射后温度上升,尤其是夏天,它便成为高空大气环流的一个热力源;当气流经过时,要么从上面越过去,并被加热,要么从旁边绕流过去,从而形成天气系统比如西南涡等,这些,使得整个大气环流形势变得十分复杂。可见错综复杂的地形地貌,也是,个爱添乱的“捣蛋鬼”。
何况,不同的天气类型,预报准确率差异很大。像高温、寒潮、梅雨这些空间范围较大、时间尺度较长的天气,预报准确率就比较高。全国24小时晴雨预报和最高、最低,温度预报,能够做到“不离十”。但有些天气发生得突然,具有很强的局部地域性特征,例如强对流天气,也就是短时间内发生的冰雹、强降雨、强雷电、龙卷风等,预报准确率就非常低。
在多种因素的影响下,预报的难度当然就增大了。这如同玩拼图:如果只有8个板块,儿童也能拼出来;如果是800块,成人可以拼出来;但如果是8000万块,甚至更多,那“神”也都无法拼出来了。
不过,随着计算机的普及和数值预报手段的改选,天气预报准确率正在不断提升。英国气象局正在开发一种新的计算机模型,气象人员可以利用它发布面积仅为1平方公里地区的天气预报。不久的将来,人们可以即时获取更小区域内精确的天气信息。届时,气象学家发布温布尔登网球赛天气预报时,将不会像现在这样,只能预报温布尔登所在的伦敦东南部的天气,而可以把精确度定在比赛场地500米的范围内
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