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强台风
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关于天气预报方法及的水平和前景

楼主#
更多 发布于:2006-10-03 08:54
  天气图预报方法已有100多年历史,自从有电报后,各地同时间观测的气象资料能及时集中到各国的气象中心,分析出天气图。从天气图上看到一个个高、低压系统在移动着,这类天气系统在移动过程中给各地带来了天气变化。我们从天气图上分析出天气系统,预报它们在未来的移动和强度变化(包括生成和消亡),就能推论各地区未来天气的变化,这就是天气图预报方法的主要依据。我们分析各种天气图或其他辅助图表,目的就在于及时分析出引起各地天气变化的天气系统。天气图分析正确与否,是天气图预报方法的前提。天气图预报方法首先要做出天气形势预报,即预报出天气图上已有的天气系统,它们未来的移动和强度变化,同时还要判断有无新生的天气系统产生。

  在天气形势预报中,最简单的方法是外推法,即假定未来天气系统的移动和变化与起始时刻的情况相同,这种方法也称作持续性法。其次是气象员在长期天气预报的实践中,总结出有关天气系统移动或强度变化的经验预报规则,这些经验规则在天气形势预报中也有很大作用。此外,从动力气象学的一些理论中,也可以推论出一些有关天气形势预报的规则。气象员根据这些就可以作出未来的天气形势预报。

  近30年来,由于电子计算机的出现,趋向于改由机器作天气形势预报图,这种预报称作数值预报,图表示数值预报的内容。数值预报的第一步要求对所预报的天气系统从生成到消亡的主要物理过程有所认识,并将其概括成一组物理定律;第二步将这组物理定律用数学方程组表达出来,并且对这个方程组用电子计算机来求解。由于电子计算机的速度和容量有限,对方程组必须作适当简化;第三步将起始时刻的各层天气图资料编入机器;第四步由机器对这组议程进行求解,便算出未来各个时刻、各个地点和各高度上的高压面高度、温度、湿度和风速矢量的三个分量u,v,w的预报值。

  电子计算机在作压、温、湿、风的预报时,是一小段一小段时间往前预报的。例如,根据起始时刻的天气图,先算出10分钟以后的预报图,然后将这张预报图作为起始时刻的天气图,算出10分钟以后的预报图。这样一步一步连续作下去,便能算出未来24小时或48小时的预报图。如果得到一张24小时预报图,先后要作一百次左右的预报。假如我们要计算的站点(在数值预报中称作网格点)为50×50=2500点,高度取10层,对各个站各个高度预报六个气象要素(压、温、湿和三个风速分量),作一次24小时预报就需要进行一千五百万次运算。目前各国探空站的密度大约相隔400~500公里有一个站,所以由数值预报作出的各种形势预报图,只能抓住大尺度天气系统的活动,小于400公里的中小天气系统便预报不出来。

  由电子计算机作出的天气形势预报图,比用手工方法制作预报图要客观。根据检验结果,高空天气形势图,用电子计算机制作的比手工制作的要好。对地面天气图来讲,两种方法制作的效果差不多。目前开展数值预报业务的国家发布的各种天气形势预报图,大多是由机器作出并经过气象员修改后才发出的。
天气预报的水平和前景
  天气预报的技术是不断在进展着的,这与全世界气象观测网调度的加强、电子计算机用于天气预报、气象卫星的出现以及天气学和动力气象学的发展都有关系。目前国外预报中心所发布的72小时数值预报天气形势图并不很可靠,尤其当形势有突然变化时,72小时的形势预报图就不能用了。就长期天气预报的水平来说,根据对美国100个站5天温度距平预报、1个月温度距平预报、1个季的温度距平预报的检验,其准确率分别为75%,61%,58%。降水距平预报的准确率较低,只有59%、52%、51%。这里规定随机预报的准确率为50%。从这个检验结果看,长期天气预报的水平确实不高,但比随机预报要高一些,因此它还有一定的用处。

  根据大气运动可预报性的研究,对于大尺度运动,从理论讲,预报时效可以达到2周左右,而目前只能达到5-7天。可见报预的潜力还远没有发挥出来。因而近年来世界气象组织开展的全球大气观测计划,主要目的之一也在于提高天气预报的水平,尤其是中期预报的水平。在这方面,通过广泛的观测试验、综合分析、理论研究和数值模拟试验等工作,可望在不久的将来会有较大提高。天气预报逐渐走向客观定量的物理化时期。但是也应该指出,对于一些剧烈天气或局地预报,尤其是台风和气旋的发展,强雷暴和暴雨的爆发等现象,还不能完全依靠机器作出,预报员的经验仍具有相当的地位。并且报预的途径也应是多种方法的综合应用。
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陈怀宇
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1楼#
发布于:2017-04-20 12:45
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[陈怀宇于2017-04-20 12:51编辑了帖子]
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