天气预报

此页解释了目前用于天气预报的各种工具和技术。

© Ryan Jorgensen – Jorgo

风暴警报 是告诉人们是否需要以及何时需要撤离。

农民当在决定是否灌溉时需要知道是否将会下雨。

渔民需要知道出海是否将是安全的。 

空中交通管控人员需要指挥驾驶员 绕开风暴飞行。

你只要是策划明天的活动,那么你也需要知道天气预报。

我们对大洋与大气之间的相互作用了解越多,我们就能更好地预报天气和气候。在这方面,我们正在做得越来越好:当今 5天时效的预报水准与20年前2天时效的预报水准一样好。

世界天气信息服务网站(可在线提供并可通过移动电话应用软件提供)已用10种不同语言提供超过1733个城市的官方预报。

© ESA/AOES Medialab

气象卫星可观测全球尺度的天气系统。当今,有大约160多颗在轨气象卫星,每天完成大约8000万次卫星观测。

气象卫星是如何工作的:
气象卫星上的传感器可对地球进行扫描,对反射光线和红外温度进行测量。然后对这些测量结果进行数字化处理并传回地球,在地面再将数字化信号转变为云图。

气象卫星有两种:

  1. 极轨卫星在较低的高度上环绕北极或南极轨道运行,并在10天至1个月期间完成一次对地球的完整观测。来自这些卫星的信息和资料可用于天气预报。
  2. 地球静止卫星在较高的高度上沿赤道轨道运行,其在轨运转速度与地球自转速度相同,可对地球的某一部分开展持续不断的监测。这些卫星可跟踪云的形成和大型风暴过程,以及野火等。

相关链接:
天气世界视频

多普勒雷达

多普勒雷达(或天气雷达)可跟踪各种降水(如雨、雪、冰雹等)。雷达可计算降水系统的移动速度和强度,而且还可计算降水系统转变为强风暴的可能性。

雷达是如何工作的:
一部多普勒雷达是一台电子仪器,它通过其天线发射出无线电波。  空中的物体(如雨滴、雪花等)可将部分无线电波反射回雷达天线。然后,这台仪器把反射回来的无线电波转换成各种图像,以显示降水的位置和强度。

无线电波遇到所有物体均会反射回来,这些物体包括昆虫、建筑物、树木和山脉。在释读雷达图像时,气象工作者必须充分考虑这种情况。

© NOAA 天气浮标收集天气和海洋资料

在全世界(包括陆地和海洋),有几十万个气象站在对目前的天气、大气和气候状况进行着观测。

每个气象站每天开展多次观测。来自气象站的资料有助于产生各种预报模式。

WMO主要是从气象站获得信息,而气象站是由WMO会员的国家气象部门负责运行的。

但是,同样你也可拥有并运行你自己的个人气象站。这种气象站只可为了兴趣进行观测,....... 或者根据各国情况,还可通过互联网与本国气象部门实现联网,以共享观测资料。

 

© Edward Haylan

天气气球可把一个称为无线电探空仪的装置带入高空大气。

无线电探空仪可测量各种大气状态,例如气压、相对湿度、温度、风向和风速等,并通过无线电把观测资料发回到位于地表的某个高空观测站

收集到的资料有助于制作长期天气预报,有助于监测像臭氧耗损情况等大气现象。无线电探空仪还可通过飞机下投,这类探空仪通常被称为下投式探空仪

天气气球是如何工作的:
一个用橡胶或胶乳制作的充满比空气轻的氦气或氢气的气球,并携带一部无线电探空仪。随着气球上升,大气压力不断下降, 致使气球膨胀。当到达大气中的某个高度点时,气球将破裂,使无线电探空仪回落到地面。如果能回收,使用过的无线电探空仪可重新改装并再次使用。

© Robert Adrian Hillman 天气系统图

每天从气象卫星、多普勒雷达、气象站、探空气球以及其它来源(如飞机和船舶等)收集有关天气的资料。然后,需要对资料进行处理,并转换成我们能够理解的信息。当然,计算机可完成这项工作。

计算机在各种数值模式基础上处理上述观测资料,而这些数值模式是由科技人员根据其所掌握的自然规律和物理规律开发出的(而且还在不断完善)。获得这些有关当前天气、气候和大气状况的资料后,计算机可使用这些科学模式协助预报未来几天的天气。

相关链接:
可视化的全球天气状况