天气预报上的气压准吗?

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首先,可信度的问题,这属于专业气象业务评估范围,不做评论。但我们可以从技术层面来看看这个气压数值是如何得到的——以目前最准确有效的测压方法之一,微波气压计(microwave sonde)为例,来了解这个数据是怎么来的,以及其可能存在的误差来源。 微波气压计是一种将压力敏感组件与无线电发射机集成在一起的小型仪器,可以连续、实时地测量大气压力并发送到卫星或固定接收站。每个脉冲包含一个载波和一个附加的伪随机码,经过调制并以单频或多频形式发送。 其中,载波的频率取决于高度,而脉冲的宽度与气温和压力有关[1]。

为了确定高度,系统必须能够确定两个重要参数:发射机脉冲的周期时间和脉冲宽度。 周期时间可以通过计数器很容易地得到;但是要获得脉冲宽度,就需要知道发射机的绝对延时,由于发射机与传感器的距离是已知量,据此就可以确定出脉冲宽度。 最后,通过下式就可以计算出大气压力值 P: 需要注意的是,以上计算仅适用于理想情况(即在温度和湿度保持不变的情况下),且只考虑了地球表面的大气层。如果要考虑地面热岛效应带来的升温,以及近地面的水气积累,需要引入新的数学模型[2]。如果是在两极地区,要考虑大地形对大气运动的影响。如果是在高山上,则还应考虑山脊对气流方向的影响。

除了以上因素外,大气压力的测量还会受到海洋波动、太阳活动、宇宙射线等的影响,导致误差源的存在。 虽然目前的探测设备已经十分精密,可仍然难以避免错误的发生。例如,在2020年3月9日美国东部时间上午8点46分,位于夏威夷毛伊岛卡皮奥尼科天文台(Kapiolani Observatorium)的微波气压计记录了一个“奇怪”的正气压值。该值的峰值比正常值高出了5%,并在几秒内到达并保持在零值线以上。随后,仪器显示一个负值然后回到零值线附近。这是一个尚未解决的谜团,研究人员目前正在全力调查此异常现象的原因。 总之,尽管有各种各样的干扰源和误差项存在,气象学家们仍然可以从中提取到足够的信息,从而进行准确的风速和降雨量的预测。

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