薪火相传揭奥秘风云变幻收眼底
来源:中国气象报社   发布时间:2003-07-05
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  16世纪以前,人们只能根据肉眼观测到的天象物象来判断天气或气候的变化,随着科学观天测云经验的积累,一些有预示性的云天现象被编成谚语而流传,如“朝霞不出门,晚霞行千里”、“东虹日头西虹雨”等,今天,这些谚语在我国农村仍然广为流传。

  17世纪中叶,意大利人托里拆利发明了气压表,气象观测进入到应用仪器阶段,随着气象站的建立和气象理论的发展,出现了根据当地气象资料演变规律来预测未来天气的单站预报方法。我国在五六十年代,建立了大量设备简陋的气象站,为满足生产服务的需要,开展了以本站资料和观测天象物象为基础,加上收听上级气象台的天气预报广播来制作当地的天气预报,称作补充天气预报,配合当地农业生产,起过一定的作用。

  一百多年前,随着电报和探空气球的出现,地面和高空的气象报告可以被较快地传递和集中,欧洲出现了天气图。19世纪后半叶,英法等国一些科学家开始用分析天气图来制作天气预报。1857年荷兰人白贝罗发现了风压定律;1917—1928年挪威人皮叶克尼斯父子和瑞典人贝吉龙等创立了气团、锋面的学说;1937—1939年美籍瑞典人罗斯贝创立了大气长波理论,使天气图预报方法由浅入深日臻成熟。

  我国从1930年起,由科学家竺可桢领导的气象研究所在南京正式发布天气预报和台风警报,到七十年代,全国绝大多数气象台多用天气图方法制作天气预报。

  天气图预报方法比起单站预报是个很大的进步,但暴露出许多缺点,大量没有天气报告的地区,气象状况就不明,天气系统在移动过程中强弱演变不易外推,同时,这种预报的主观成分很大,时效有限,要提高预报准确率受到极大限制。

  近二十年来,我国积极发展气象卫星、天气雷达、电子计算机和遥测遥感等高新技术,使气象信息量大量增加,特别是电子计算机投入气象业务,使天气预报业务取得快速实质性的进展,天气预报已由传统的天气图预报方法逐渐转化为以数值天气预报方法为基础、多种预报方法综合运用的新阶段,天气预报正在进行着一场深刻的技术革命。

  气象卫星是空间技术、遥感技术、计算机技术和通信技术等多种高科技的产物,由于它从空间遥测地球大气,解决了长期无法解决的海洋、沙漠、高山等人烟稀少地区的气象资料短缺问题,成为快速准确获取全球气象资料的重要手段。

  气象卫星是监测预报热带风暴或台风的有效手段,我国多年来台风预报无一遗漏,在很大程度上是依靠了气象卫星的监测信息。气象卫星对暴雨、强对流天气等中小尺度灾害性天气监测极为有用,气象卫星还能够提供地球环境、农作物产量、森林、草原火灾、冰雪覆盖、洪涝范围和海洋捕捞等多方面信息。近年全国各地利用气象卫星遥感信息,使制作大面积的农作物产量预报逐步变成现实。由于气象卫星资料的提供,使天气预报服务内容更加丰富了。

  天气雷达也叫测雨雷达,是当前监测预报短时灾害性天气的重要手段。我国自改革开放以来,自制和引进各种天气雷达200多部,高水平地建设新一代能覆盖我国主要工农业生产地区的天气雷达监测网,在监测台风、暴雨、飑线、龙卷风等中小尺度天气系统方面,发挥了很好的作用。与此同时,还研究成功了天气雷达回波数字化处理系统和地物消除系统,实现了天气雷达回波信息远程传输,使天气雷达探测信息资料及时为制作天气预报所应用。

  “数值天气预报”也称“天气预报流体力学法”,它根据大气运动规律的流体力学、热力学原理建立起描述大气运动规律的方程组,然后用数学方法求解,得出未来大范围的天气形势或有关要素值,如高空、地面的气压场、温度场、风场,以及降水量分布等的定量预报。数值天气预报是以流体力学、大气动力学、热力学为理论基础,以计算数学和高速电子计算机为实现方法和手段的现代天气预报方法,具有客观化、定量化的突出优点。

  1982年我国首次建立起现代化的短期天气数值预报业务系统。1991年我国制作出了北半球5天中期天气预报。同年制作全球5天中期天气预报。1993年国产银河二型巨型计算机安装在国家气象中心,使我国数值天气预报业务系统进一步升级。现在,每6小时可以做一次全球资料同化,每天可以做一次全球10天天气预报,正在开展和试验更高分辨率的数值模式。已投入业务运行的主要有中期数值预报模式,暴雨预报模式、台风预报模式和中小尺度降雨预报模式等。

  为了使气象信息和预报产品能够更快、更方便地集中、交换和资源共享,中国气象局完成了“气象卫星综合应用”工程建设,它利用亚洲2号通信卫星VSAT通信网,与我国地市级以上气象台计算机局域网相连,组成一个较为完整的广域网。现在,天气预报制作方式完全更新了,预报员的传统手工制作已转移到人机交互工作平台上来,在工作平台上可以得到大量预报产品信息,可以对预报产品信息进一步加工处理,建立和研制客观定量的预报方法,并进行预报经验订正,从而做出本地区的具体天气预报来。 (来源于2003年7月5日《中国气象报》 作者:齐鸿炳)