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在有天气预报之前人们利用什么来预测天气的变化

归档日期:09-17       文本归类:地面天气图      文章编辑:爱尚语录

  天气预报就是应用大气变化的规律,根据当前及近期的天气形势,对某一地未来一定时期内的天气状况进行预测。它是根据对卫星云图和天气图的分析,结合有关气象资料、地形和季节特点、群众经验等综合研究后作出的。如我国中央气象台的卫星云图,就是我国制造的“风云一号”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),中央电视台每天播放的主要是短期天气预报。

  天气预报的主要内容是一个地区或城市未来一段时期内的阴晴雨雪、最高最低气温、风向和风力及特殊的灾害性天气。就中国而言,气象台准确预报寒潮、台风、暴雨等自然灾害出现的位置和强度,就可以直接为工农业生产和群众生活服务。

  天气预报是根据气象观测资料,应用天气学、动力气象学、统计学的原理和方法,对某区域或某地点未来一定时段的天气状况作出定性或定量的预测。它是大气科学研究的一个重要目标。对人们生活有重要意义。

  如今人们外出,只须收听或观看天气预报,就可以决定是否带雨具,而在过去,则要顾虑天气情况。那么,气象台每天最重要的工作——天气预报是怎样诞生的呢。

  公元前650年左右巴比伦人使用云的样子来预测天气。公元前340年左右亚里士多德在他的《天象论》中描写了不同的天气状态。中国人至少在公元前300年左右有进行天气预报的纪录。古代天气预报主要是依靠一定的天气现象,比如人们观察到晚霞之后往往有好天气。这样的观察积累多了形成了天气谚语。不过许多这些谚语后来被证明是不正确的。

  从17世纪开始科学家开始使用科学仪器(比如气压表)来测量天气状态,并使用这些数据来做天气预报。但很长时间里人们只能使用当地的气象数据来做天气预报,因为当时人们无法快速地将数据传递到远处。1837年电报被发明后人们才能够使用大面积的气象数据来做天气预报。

  20世纪气象学发展迅速。人类对大气过程的了解也越来越明确。1970年代数字天气预测随电脑硬件发展出现并且发展迅速,今天成为天气预报最主要的方式。1853~1856年,为争夺巴尔干半岛,沙皇俄国同英法两国爆发了克里木战争,结果沙俄战败,正是这次战争,导致了天气预报的出现。

  这是一场规模巨大的海战,1854年11月14日,当双方在欧洲的黑海展开激战时,风暴突然降临,且最大风速超过每秒30米,海上掀起了万丈狂澜,使英法舰队险些全军覆没。事后,英法联军仍然心有余悸,法军作战部要求法国巴黎天文台台长勒佛里埃仔细研究这次风暴的来龙去脉。那时还没有电话,勒佛里埃只有写信给各国的天文、气象工作者,向他们收集1854年11月12~16日5天内当地的天气情报。他一共收到250封回信。勒佛里埃根据这些资料,经过认真分析、推理和判断,查明黑海风暴来自茫茫的大西洋,自西向东横扫欧洲,出事前两天,即1854年11月12日和1854年13日,欧洲西部的西班牙和法国已先后受到它的影响。勒佛里埃望着天空飘忽不定的云层,陷入了沉思:“这次风暴从表面上看来得突然,实际上它有一个发展移动的过程。电报已经发明了,如果当时欧洲大西洋沿岸一带设有气象站,及时把风暴的情况电告英法舰队,不就可避免惨重的损失吗?”于是,1855年3月16日,勒佛里埃在法国科学院作报告说,假如组织气象站网,用电报迅速把观测资料集中到一个地方,分析绘制成天气图,就有可能推断出未来风暴的运行路径。勒佛里埃的独特设想,在法国乃至世界各地引起了强烈反响。人们深刻认识到,准确预测天气,不仅有利于行军作战,而且对工农业生产和日常生活都有极大的好处。由于社会上各方面的需要,在勒佛里埃的积极推动下,1856年,法国成立了世界上第一个正规的天气预报服务系统。

  天气预报的诞生历史说明,气象条件可以影响局部战争或战役的胜败,而由于战争的需要,又推动和发展了气象事业。

  17世纪以前人们通过观测天象、物象的变化,编成天气谚语,据以预测当地未来的天气。17世纪以后,温度表和气压表等气象观测仪器相继出现,地面气象站陆续建立,这时主要根据单站气压、气温、风、云等要素的变化来预报天气。

  1851年,英国首先通过电报传送观测资料,绘制成地面天气图,并根据天气图制作天气预报。20世纪20年代开始,气团学说和极锋理论先后被应用在天气预报中。30年代,无线电探空仪的发明、高空天气图的出现、长波理论在天气预报上的广泛应用,使天气演变的分析,从二维发展到了三维。40年代后期,天气雷达的运用,为降水以及台风、暴雨、强风暴等灾害性天气的预报,提供了有效的工具。

  数值天气预报是利用大气运动方程组,在一定的初值和边值条件下对方程组进行积分,预报未来的天气。1921年,Richardson第一次尝试用数值的方法预报天气。因为计算工作量极为庞大,他组织了大量人力,设计了详细的计算表格,才得以完成,然而得预报结果却与实际大气的变化严重不符,其原因是没有处理好大气中高频波的作用。1950年,Charney基于滤去高频波后的大气运动方程组,利用世界上第一台计算机ENIAC成功制作了24小时数值预报。随着计算机技术的发展、观测手段的进步,以及对大气物理过程认识的深入,数值天气预报已取得很大进步,成为天气预报的主要手段。尤其是60年代发射气象卫星以来,卫星的探测资料弥补了海洋、沙漠、极地和高原等地区气象资料不足的缺陷,使天气预报的水平显著提高。

  2.不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器,不宜使用水龙头。

  3.切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙,远离电线等带电设备或其他类似金属装置。

  4.避免使用电话和无线.切勿游泳或从事其他水上运动,不宜进行户外球类、攀爬、骑驾等运动,离开水面以及其他空旷场地,寻找有防雷设施的地方躲避。

  8.在旷野无法躲入有防雷设施的建筑物内时,应远离树木、电线杆、桅杆等尖耸物体。

  一、要注意在户外工作时,采取有效防护措施,切忌在太阳下长时间裸晒皮肤,最好带冰凉的饮料;

  二、要注意不要在阳光下疾走,也不要到人聚集的地方。从外面回到室内后,切勿立即开空调吹;

  三、要尽量避开在上午10时至下午4时这一时段出行,应在口渴之前就补充水分;

  六、要注意对特殊人群的关照,特别是老人和小孩,高温天容易诱发老年人心脑血管疾病和小儿不良症状;

  七、要注意预防日光照晒后,日光性皮炎的发病。如果皮肤出现红肿等症状,应用凉水冲洗,严重者应到医院去治疗;

  八、要注意出现头晕、恶心、口干、迷糊、胸闷气短等症状时,应怀疑是中暑早期症状,应立即休息,喝一些凉水降温,病情严重应立即到医院治疗。

  在户外遭遇雷电天气时应尽快关掉手机,把身上的金属制品暂时放到5米以外。如果在树林里要避开最高的树,也不要站在树林边缘的树下,临时在树林的中间部位蹲下,尽量保持与树干5米的距离。如果是自驾车,要关好车窗,与车门、车窗保持一定的距离。在船上时,要躲到甲板下的舱内,远离金属物品。在空旷地方,手要放在膝盖上,并拢腿下蹲,切忌躺在地上,能披上雨衣防雷效果更好。不能在水边、洼地停留,以防发生山洪、泥石流。

  当在室内遭遇雷电时,应拔掉宾馆内的电视、冰箱、电话、电脑等电源线。关闭门窗,与门窗保持距离。不要洗澡,特别是不要用太阳能热水器洗澡。远离建筑物外露的暖气管、煤气管等电力设备。分散旅伴,不要挤在一起,更不要手牵手。此外,保持沉着冷静的心态也是雷暴天气避险成功的重要因素。

  即预报未来某时段内各种天气系统的生消、移动和强度的变化。它是气象要素预报的基础。形势预报的方法可分为两大类:一类是数值预报方法,即直接积分大气方程组或其简化方程组,按所得结果对未来的气压场、温度场和风场作出预报;另一类是天气图方法。后者有以下几种作法:

  又称趋势法,是根据天气图上各种天气系统过去的移动路径和强度变化趋势,推测它们未来的位置和强度。这种方法,在天气系统的移动和强度无突然变化或无天气系统的新生、消亡时,效果较好;而当其发生突然变化或有天气系统的新生、消亡时,预报往往不符合实际。

  又称模式法,是从大量历史的天气图中,找出一些相似的天气形势,归纳成一定的模式。如当前的天气形势与某种模式的前期情况相似,则可参照该模式的后期演变情况进行预报。由于相似总是相对的,完全相同是不可能的,因此,用此法也往往出现误差。

  又称相关法,是用历史资料,对历史上不同季节出现的各种天气系统的发生、发展和移动,进行统计,得出它们的平均移速,寻找预报指标(如气旋生成、台风转向的指标等),进行预报。对历史上未出现过的或移动很快及很慢的例子,则此法不能应用。

  首先分析天气系统的生消、移动和强度变化的物理因素,在此基础上制作天气预报,此法通常效果比较好。但当对反映这些物理因素的运动方程所进行的简化和假定不大符合实际时,就常常造成预报误差,甚至远远偏离实际情况。

  上述四种方法各有优缺点,使用时需相互补充,取长补短,综合考虑,才能获得较好的效果。

  即预报气温、风、云、降水和天气现象等在未来某时段的变化。形势预报是要素预报的基础。

  在天气图形势预报的基础上,根据天气系统的未来位置和强度,对未来的天气分布作出预测。例如低压移来并得到加强时,可预报未来将有阴雨天气或较大的降水。这种方法的准确性,在很大程度上取决于预报员的经验,又由于天气系统和天气现象并非一一对应,故预报效果不够稳定。

  分析天气的历史资料,寻求大气状态的变化同前期气象因子的相关性,用回归方程和概率原理,筛选预报因子,建立预报方程。即得所需的预报值。这种方法的效果主要取决于因子的正确选择。

  将数值预报方法算出的未来气象参数作为预报因子,用回归方程求得一组预报公式,作出要素预报。随着数值模式的改进,此法的准确率可能稳定提高。

  1.短时预报。根据雷达、卫星探测资料,对局地强风暴系统进行实况监测预报未来1~6小时的动向。

  主要应用统计方法,根据各月气象要素平均值与多年平均值的偏差进行预报。用数值预报方法制作长期预报的方法正在试验之中,已有了一定的进展。预报时效1-5年的称为超长期预报,5年、10年以上的则称为气候展望。

  1.大范围预报。一般指全球预报、半球预报、大洲或国家范围的预报。主要由世界气象中心、区域气象中心及国家气象中心制作。

  2.中范围预报。常指省(区)、州和地区范围的预报,由省、市或州气象台和地区气象台制作。

  3.小范围预报。如一个县范围的预报、城市预报、水库范围的预报和机场、港口的预报等,这些预报由当地气象台站制作。

  如何将天气预报及时提供使用部门和人民群众,是预报服务的中心环节。最广泛而有效的服务手段有:报刊登载,电台广播,电视播送,天气电话咨询等。此外,还通过专线电话、电传和书面等形式,为专门部门服务。天气预报的专用收音机,是一种可随时打开收到当时的天气预报广播的收音机,在即将发生灾害性天气时,专用的气象广播电台可用一定波长的信号,使这种收音机自动开启呼叫,这样,入睡的人也能被其信号唤醒,收听到灾害性天气警报,这对及时采取预防措施提供了可能性。

  气象台制作好了天气预报,就通过各种途径将天气预报向社会公布。传播天气预报的途径主要有电视、报纸、互联网、手机短信、气象电话等。通过互联网获取气象预报信息将是未来的趋势。比较有名的气象预报网站有天气在线、中国天气网、中国气象台等,中国气象台网站提供全国各大城市和地区实时天气预报信息及一周天气预报预测信息。

  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。

  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。其结大气状态的最好估计,它是一个三维的温度、湿度、气压和风速、风向的表示。

  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。

  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。

  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。

  ①根据有关部门提供的数据在电脑上制作全国气象形势图表(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)

  雾:近地面空中浮游大量微小的水滴或冰晶,水平能见度下降到1公里以内,影响交通运输。

  冰雹:小雹核随着积雨云中激烈的垂直运动,反复上升凝结下降融化,成长为透明层相间的小冰块降落,对农作物有影响。

  冻雨:雨滴冻结在低于0℃的物体表面的地面上,又称雨淞(由雾滴冻结的,称雾凇),常坠断电线,使路面结冰,影响通信、供电、交通等。

  霜冻:温度低于0℃的地面和物体表面上有水汽凝结成白色结晶的是白霜,水汽含量少没结霜称黑霜对农作物都有冻害,称霜冻。

  低压槽和高压脊:呈波动状的高空西风气流上,波谷对应着低压槽,槽前暖空气活跃,多雨雪天气,槽后冷空气控制,多大风降温天气;波峰与高压脊对应,天空晴朗。

  冷锋和暖锋:冷锋即冷空气的前锋,在冷、暖气团交界处、冷空气向暖空气推进。冷锋上多风雨激烈的天气,锋后多大风降温天气;反之为暖锋,锋上多阴雨天气、锋后转多云和晴天,气温回升。

  大风:用风矢表示,有风向杆和风羽组成。风向杆指风的来向,有8个方位。风羽由3,4个短划和三角表示大风的风力,垂直在风向杆末端的右侧(北半球)。

  5.5级天气较凉爽,建议着厚型春秋服装。年老体弱者宜着夹衣或风衣加羊毛衫。

  6.6级气温较低,建议着厚外套加毛衣等春秋服装。年老体弱者宜着大衣、呢外套加羊毛衫。

  7.7级温度很低,建议着棉衣、皮夹克加羊毛衫等冬季服装。年老体弱者宜着厚棉衣或冬大衣。

  三级 5,6 中等外出时戴好遮阳帽、太阳镜和太阳伞等,涂檫SPF指数大于15的防晒霜。

  四级 7,8,9 强除上述防护措施外,上午十点至下午四点时段避免外出,或尽可能在避荫处。

  五级 10和大于10 很强尽可能不在室外活动,必须外出时,要采取各种有效的防护措施。

  1.1级属弱紫外辐射天气,长期在户外,建议涂擦SPF在8-12之间的防晒护肤品。

  2.2级紫外线强度较弱,建议涂擦SPF在12-15之间,PA+的防晒护肤品。

  3.3级属中等强度紫外辐射天气,外出时应注意防护,建议涂擦SPF指数高于15. PA+的防晒护肤品。

  4.4级属强紫外辐射天气,外出时应加强防护,建议涂擦SPF在15—20之间,PA++的防晒护肤品。

  5.5级紫外辐射极强,外出时应特别加强防护,建议涂擦SPF20以上,PA++的防晒护肤品,并随时补涂。

  报纸中的天气预报,图中为《观察者》和《世界报》的天气预报栏公众是天气预报的一个主要用户。不但天气灾害如冰雹、飓风等等对公众生活有巨大的影响和威胁,即使日常生活、节假日安排、穿衣等等也要依靠天气预报。电视、广播、报纸、因特网中均有对公众的天气预报服务。

  天气对航空的影响非常大。几乎所有的飞机场均有自己的气象站。在飞机起飞前机组人员要获得整个的飞行路线上的天气情况以及天气预报数据。

  其它私人企业也可以通过天气预报来调整它们的需求和供给。比如超市在热天是可以提供更多的饮料,等等。

  2.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。

  3.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。

  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。

  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。

  在收听天气预报时,常常听到“今天白天”、“今天夜间”等时间用语和“多云”、“阴”、“晴”等气象用语。

  “今天白天”是指上午8:00到晚上20:00这12个小时;“今天夜间”指20:00到次日早上8:00这12个小时。“晴”指云量占10—30%;“多云”指云量占40—70%;“阴”指云量占80—100%。

  气象单位对降水量标准的规定,有12小时和24小时两种标准。12小时降水量级标准是:“小雨”指的是降水量0.6—5毫米;“中雨”的降水量5.1—15毫米;“大雨”15.1—30毫米;“暴雨”30.1—70毫米;“大暴雨”70.1—200毫米。24小时降水量级标准是:“小雨”降水量指的是1—10毫米;“中雨”的降水量指的是10.1—25毫米;“大雨”降水量指的是25.1—50毫米;“暴雨”指的是50.1—100毫米;“大暴雨”是100.1—250毫米的降水量。预报时间没有超过12小时,就是指12小时降水量级标准。如果预报今天白天或晚上有雨雪,则指的是12小时内的降雪。如果预报今天白天到夜间有中到大雪,则指的是24小时内的降水量。除12.24小时预报外,还有48小时预报,72小时预报,还有未来天气分析等。

  因为气象局每日提供给电视台,广播台,各大报纸的预报只有三次:早上,中午,晚上。对于突然的天气变化不能及时地作出预报,怎样才能及时地了解到突然的天气变化情况呢。从2009年9月开始,中国开通了121气象热线。平均每两小时就有一次新的预报,及时准确,方便快捷。例如扬州的121气象热线门电话,话费与普通的市话相等。

  主要是根据阴阳五行的原理来进行,简单的说古代的中国人把世界万物分为金、木、水、火、土五种形式再加上阴阳两种状态(这种分类也不是死板的,也是在变化的),根据阴阳五行的自身状态和转化规律进行预测。

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