天气预报讲了什么?

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在说天气预报之前,首先说一下关于天气的组成和气象观测。 构成大气的基本物质是气体(78%氮气、21%氧气)和水蒸气。大气中其它成分含量很少,不到千分之二。 大气的运动是有规律的,这种规律性既取决于地球的运动(自转和公转),也取决于大气本身的特性。

目前,人们已经掌握了大气运动的一些基本规律并运用这些规律预测未来一段时间的天气状况。要掌握这些规律就需要观测大气中的各种物理量。 为了观测到足够多的物理量,需要布设大量的观测站进行监测。世界上的每一个地方都有至少一个观测站,中国则遍布着数万处观测站。这些观测站每天24小时不停采集有关温度、湿度、风速等参数发送到中央气象局。

从采集的原始数据到发布给公众的天气预报要经过一系列加工处理才能完成。以温度为例,采集到的气温值并非直接用于预报,而是经过计算得到的近似值。因为温度受许多因素的影响,而其中有一些是无法用数值表达的(比如人的感觉)。所以,真实温度的获取是需要通过复杂的数学公式计算得来的。这个过程叫做“订正”。

影响订正精度的主要有如下几个方面:

1. 测量的准确与否,包括仪表的准确度以及放置的位置是否正确; 2. 计算时所采用的热力学方程组的阶数是否合适(影响误差传播); 3. 计算时所选用的参考参数值是否有误。 影响订正过程的主要参数还包括气压、高度。

在现代计算机技术飞速发展的今天,过去手工建立的模型已被淘汰,现在都用到了大型的数值模式。这些模式能对地球上发生的任何天气现象进行模拟,为天气预报提供了强有力的工具。 虽然如此,人类对大自然还是缺乏足够了解,因而无法准确地预测短时间内极端事件的发生。

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