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用计算机做天气预报,革新少年气象学家

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:用计算机做天气预报,称为“数值预报”。在天气预报不断贴近百姓生活的今天,“数值预报”这个名词开始为人们所熟悉。学过物理的人都知道“流体力学”这个名词,数值预报就是用流体力学方法做出的天气预报。数值预报是建立在坚实的大气科学理论基础上,依据大气运动物理规律制作出的客观、定量的天气预报。这些数值预报产品为日常公众和专业气象预报的制作和服务提供了依据和定量参考信息。

用计算机做天气预报,革新少年气象学家

用计算机做天气预报,称为“数值预报”。在天气预报不断贴近百姓生活的今天,“数值预报”这个名词开始为人们所熟悉。然而,数值预报是怎样制作出来的,还鲜为人知。现在让我们走近数值预报,揭开它的神秘面纱

什么是数值预报?学过物理的人都知道“流体力学”这个名词,数值预报就是用流体力学方法做出的天气预报。数值预报是建立在坚实的大气科学理论基础上,依据大气运动物理规律制作出的客观、定量的天气预报。我们知道,地球被厚度为几十千米、每时每刻都在运动和变化的大气层所环绕。与自然界其他事物一样,大气的运动变化也是遵循一定物理规律的,比如它遵循牛顿运动定律、质量守恒定律能量守恒定律、水汽守恒定律等。因此,可以用一组流体动力学和热力学方程组来描述大气的运动变化过程,这组方程就是大气“数值模型”。从理论上讲,只要给定某时刻大气的状态,就可以通过数学方法对这个大气数值模型求解,得到该时刻之后大气的演变情况,也就是“预知”大气的未来状态,即通常所说的大气环流形势及气象要素(温度、湿度、气压、风、降水等)的预报。这个求解过程也就是数值预报的制作过程。

我国数值预报业务是伴随着改革开放的脚步发展起来的。到目前为止,已初步形成了比较完善的数值预报业务体系。包括全球中期数值预报系统、东亚区域数值预报系统(这两个系统目前的水平分辨率分别是55和27千米)、台风路径数值预报系统(水平分辨率50千米)、中期集合预报系统(水平分辨率110千米)和华北地区中尺度数值预报系统(水平分辨率6千米)等。这些数值预报系统分别侧重于对不同时空尺度的大气过程和现象的预报,如全球中期数值预报系统侧重于预报1~10天内全球大尺度环流的演变,大范围降水的发生发展等,像大家常听到的高空槽脊、副热带高压、地面高低气压、冷暖锋面以及大范围雨带等;东亚区域数值预报系统侧重于对中国区域降水的短期(60小时以内)预报,像降水发生区域、降水强度、降水出现时段等;台风路径数值预报系统则针对发生在西太平洋至我国沿海的台风,在48小时内其中心位置、移动路径的变化进行预报;中期集合预报系统主要对未来1~10天,特别是后5天全球大尺度环流和大范围降水发展演变的可能性(即概率)进行预报;华北地区中尺度数值预报系统主要预报京津及周边局部地区气象要素短时间(3小时)的连续变化,像气温、风、相对湿度降水量等。这些数值预报产品为日常公众和专业气象预报的制作和服务提供了依据和定量参考信息。(www.xing528.com)

我国数值预报业务面临良好的发展时机,展望未来,前程似锦。

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