淺議天氣預(yù)報(bào)的方法

張磊

摘要：本文介紹了天氣預(yù)報(bào)的相關(guān)知識(shí)，主要論述各種各樣天氣預(yù)報(bào)的方法，以供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：天氣預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)過(guò)程方法

1.天氣預(yù)報(bào)簡(jiǎn)析

天氣預(yù)報(bào)是對(duì)某一地區(qū)內(nèi)的大氣運(yùn)動(dòng)狀況作出未來(lái)一定時(shí)間段內(nèi)的預(yù)測(cè)，一般情況下，天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)范圍是對(duì)天氣和氣候作出預(yù)測(cè)，天氣預(yù)報(bào)可以劃分出根據(jù)預(yù)測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)劃分不同類型：其中，短時(shí)預(yù)報(bào)是在0-12小時(shí)內(nèi)作出的天氣預(yù)報(bào)；短期預(yù)報(bào)是在24-48小時(shí)內(nèi)作出的天氣預(yù)報(bào)；中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)是在15天內(nèi)作出的天氣預(yù)報(bào)。一般我們所能聽(tīng)到的天氣預(yù)報(bào)都是短期預(yù)報(bào)或者中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，相對(duì)于短時(shí)預(yù)報(bào)則較少。

2. 天氣圖預(yù)報(bào)的過(guò)程

2.1對(duì)大氣形成的預(yù)報(bào)，一般情況下大氣在一定的時(shí)間段內(nèi)會(huì)有兩個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)連續(xù)性的特點(diǎn)；介于此可對(duì)未來(lái)天氣的強(qiáng)度與位置進(jìn)行推斷，基于同一個(gè)時(shí)刻下地面與天空的相互配合，來(lái)了解天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃，再通過(guò)對(duì)動(dòng)力氣象學(xué)和天文學(xué)的相關(guān)概念加以利用，以此來(lái)推斷未來(lái)幾天內(nèi)的天氣狀況；

2.2在天氣形式預(yù)報(bào)之后，并根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笠氐木唧w數(shù)據(jù)來(lái)作出天氣預(yù)報(bào)，因?yàn)閺奶鞖庑问降念A(yù)報(bào)到天氣的預(yù)報(bào)不是輕而易舉的過(guò)程，他需要有著多年預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)的預(yù)報(bào)員，對(duì)當(dāng)?shù)赜涗洐n案中相似天氣的例子以及天氣圖預(yù)報(bào)對(duì)短期天氣形勢(shì)變化的比較來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)的；當(dāng)天氣有突發(fā)狀況發(fā)生時(shí)，預(yù)報(bào)員往往會(huì)來(lái)不及對(duì)其進(jìn)行判斷，導(dǎo)致對(duì)天氣的誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)，這就體現(xiàn)出了天氣的變化是由很多因素來(lái)決定的，在科技不夠發(fā)達(dá)的當(dāng)下，對(duì)天氣作出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)是十分困難的。

3. 天氣預(yù)報(bào)方法

3.1預(yù)報(bào)指標(biāo)法：長(zhǎng)期預(yù)報(bào)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，前期的天氣形勢(shì)、天氣過(guò)程和某些氣象要素的物理值關(guān)系會(huì)直接影響某地的天氣變化，而常常說(shuō)的某地區(qū)天氣的“重要指標(biāo)”，指的就是這些物理值的大小和發(fā)生時(shí)間來(lái)作為參考依據(jù)的。一般情況下一種天氣現(xiàn)象的發(fā)生或出現(xiàn)時(shí)，肯定是由于多種物理因素作用的發(fā)生二導(dǎo)致的結(jié)果，因此，如果把這些物理因素歸納在一起，就可以組合成一套綜合的性的天氣預(yù)報(bào)指標(biāo)。即“形勢(shì)+指標(biāo)”的天氣預(yù)報(bào)方法，通常用這種方法可以提高天氣預(yù)報(bào)的正確率。但是無(wú)論怎樣，扔然不能客觀、定量對(duì)天氣作出準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。

3.2相似形勢(shì)法：在預(yù)報(bào)一個(gè)地區(qū)的天氣狀況時(shí)，如此時(shí)的天氣形勢(shì)與過(guò)程跟某一模式的前期情況出現(xiàn)比較相似的情況時(shí)，那么我們就可以通過(guò)參考該模式的后期形勢(shì)來(lái)進(jìn)行這一地區(qū)的天氣預(yù)報(bào)。此種方法跟預(yù)報(bào)指標(biāo)法有比較相似，就是不能對(duì)天氣預(yù)報(bào)做到客觀、定量。而且當(dāng)一個(gè)預(yù)報(bào)員在實(shí)際天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)中，會(huì)以他自己的看法來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，不同的預(yù)報(bào)員會(huì)采用不同的看法來(lái)預(yù)測(cè)，這也天氣預(yù)報(bào)造成不夠理想的預(yù)報(bào)效果。

3.3落區(qū)預(yù)報(bào)法：在制作天氣預(yù)報(bào)時(shí)，通過(guò)在同一張?zhí)鞖鈭D上描繪出對(duì)某一天氣現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的各種特征量線，便可得到一個(gè)有著許多特征量線互相重疊的區(qū)域，因而就可以得出此種天氣現(xiàn)象會(huì)有可能在那個(gè)區(qū)域發(fā)生。它是通過(guò)把某一天的天氣現(xiàn)象發(fā)生時(shí)所出現(xiàn)的一些物理?xiàng)l件相互綜合來(lái)考慮的，此方法能夠增加天氣的預(yù)報(bào)信息量，以提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。

3.4數(shù)值預(yù)報(bào)法：在天氣預(yù)測(cè)時(shí)，能夠通過(guò)描述大氣在運(yùn)動(dòng)規(guī)律中所產(chǎn)生的流體力學(xué)及熱力學(xué)等原理，來(lái)組成閉合式的方程組，然后再通過(guò)利用高速電子計(jì)算機(jī)以數(shù)學(xué)方法對(duì)其方程組進(jìn)行求解，得出未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的大范圍天氣形勢(shì)的預(yù)報(bào)方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是具有客觀化跟定量化，已經(jīng)從多個(gè)方面超過(guò)天氣圖預(yù)報(bào)方法的預(yù)報(bào)水平，特別是在短期預(yù)報(bào)方面（3天以內(nèi)），效果尤為顯著。

3.5完全預(yù)報(bào)法：通過(guò)利用參考較長(zhǎng)時(shí)期的歷時(shí)資料，來(lái)建立不同區(qū)域內(nèi)不同季節(jié)的較為穩(wěn)定的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，還能具體的反映出局部地區(qū)的天氣特點(diǎn)，預(yù)報(bào)精度較高。而同時(shí)建立統(tǒng)計(jì)的關(guān)系也不會(huì)因?yàn)閿?shù)值預(yù)報(bào)模式的改動(dòng)而受影響，因此更不會(huì)影響到氣象業(yè)務(wù)工作的進(jìn)行。此外，在建立統(tǒng)計(jì)模型時(shí)還可以通過(guò)完全預(yù)報(bào)法的結(jié)構(gòu)來(lái)總結(jié)天氣預(yù)報(bào)的經(jīng)驗(yàn)，以便日后能進(jìn)一步加深對(duì)天氣預(yù)報(bào)的認(rèn)識(shí)。

3.6模式輸出統(tǒng)計(jì)法：通過(guò)直接把模擬數(shù)值模式輸出的資料作為預(yù)報(bào)因子，再與相同時(shí)刻下的天氣實(shí)況相結(jié)合，建立成一個(gè)統(tǒng)計(jì)關(guān)系，以此來(lái)制作一個(gè)客觀而定量的天氣預(yù)報(bào)模式。目前，通過(guò)我國(guó)多地在使用此預(yù)報(bào)方法中得出檢驗(yàn)證明，MOS方法要比完全預(yù)報(bào)發(fā)更具有優(yōu)勢(shì)。這是由于MOS的預(yù)報(bào)方法引入了其他預(yù)報(bào)方法難以引進(jìn)的比如，三維空氣軌跡、垂直速度以及邊界層的風(fēng)和溫度等等許多預(yù)報(bào)因子有著直接關(guān)系。另外，MOS預(yù)報(bào)方法還可以自動(dòng)調(diào)節(jié)和彌補(bǔ)數(shù)值模式系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的偏差性。如，數(shù)值預(yù)報(bào)在對(duì)某一槽脊系統(tǒng)的預(yù)報(bào)偏慢時(shí)，則根據(jù)這種槽脊有關(guān)物理量，統(tǒng)計(jì)其與實(shí)際天氣的關(guān)系，建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系式，這樣就能把天氣區(qū)預(yù)報(bào)在較接近實(shí)際的位置上。

4.數(shù)值預(yù)報(bào)的模式

通常所說(shuō)的數(shù)值預(yù)報(bào)模式是在V.Bjerknes的工作于研究結(jié)果之上來(lái)建立的，他給出了一個(gè)由七個(gè)變量（溫度、密度、比濕、氣壓、緯向風(fēng)速、垂直風(fēng)速、經(jīng)向風(fēng)速）組設(shè)成的大氣運(yùn)動(dòng)方程組，當(dāng)時(shí)由于其方程組的求解方式非常困難，并未計(jì)算出該方程組的精確值，即便后來(lái)可以用計(jì)算機(jī)的方法來(lái)計(jì)算求解，也是用了很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)進(jìn)行的，很多近代國(guó)內(nèi)外的氣象學(xué)者都為此做出了很多嘗試，在上世紀(jì)初期，英國(guó)有一個(gè)數(shù)學(xué)家就利用數(shù)值的方法來(lái)計(jì)算天氣的變化，他用手搖的計(jì)算機(jī)搖了數(shù)月，但最后都因構(gòu)成的復(fù)雜和技術(shù)的落后而以失敗告終，之后，一些氣象研究學(xué)者根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，使得數(shù)值預(yù)報(bào)的作用在天氣預(yù)報(bào)中越來(lái)越大，目前，世界上最為先進(jìn)的數(shù)值預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)可對(duì)全球范圍內(nèi)7-9天的的天氣狀況進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)，其準(zhǔn)確性也相當(dāng)高，已經(jīng)到達(dá)讓人吃驚的程度，相信在未來(lái)科技的不斷發(fā)展和技術(shù)改進(jìn)，可以讓天氣預(yù)報(bào)能夠預(yù)報(bào)的天數(shù)越來(lái)越長(zhǎng)。

總之，不同的天氣預(yù)報(bào)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)復(fù)雜多變的天氣難以做到百分之百的精確程度，但天氣情況終究只不過(guò)是一種大氣現(xiàn)象而已，總有其發(fā)生、發(fā)展、變化的規(guī)律，而這些規(guī)律當(dāng)然也是可以為人們所認(rèn)識(shí)的。相信隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展、人類認(rèn)識(shí)手段的提高，大氣演變的規(guī)律一定會(huì)被人們了解得更清楚，天氣預(yù)報(bào)的水平也一定能讓人們滿意。

參考文獻(xiàn)

[1]杜鈞，陳靜.單一值預(yù)報(bào)向概率預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)，談?wù)劶项A(yù)報(bào)及其帶來(lái)的變革[J].氣象，2010，36（11）：1-11.

[2]單一值預(yù)報(bào)向概率預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)，談?wù)劯怕暑A(yù)報(bào)的檢驗(yàn)與應(yīng)用[J].氣象，2010，36（12） 10-18.endprint