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天氣預報是如何預測天氣的,為何有時候也不準確呢?

問世間晴為何物,直叫人曬不幹內褲,前段時間可謂是陰雨連綿,陽光成為了「稀缺品」,這兩天終於出了太陽,褲子有的穿了,我那發霉的被子可以拿出去曬一曬了!

小夥伴們大家好,我是小馬哥,好久不見!說起天氣預報,在小馬哥的腦海中:電視放完新聞聯播後接著的天氣預報,電視中主持人在熒幕前講解全國各地的天氣情況,還有那曲經典的 「漁舟唱晚」 伴隨了多少小夥伴們的成長。小夥伴們腦海中也是這樣的吧!

圖片源自CCTV1

關於氣候,五千多年前,中國就有了《陰陽曆》。後來在殷朝的古都(安陽縣)發掘出甲骨文,記載如下:「壬申雪,止雨酉晝;已卯雹,乙酉大雨」,說明了雨雪起止的日期。那麼古時候的人們是怎麼「預測」天氣的呢?古時候農耕社會,需要掌握四季的變化,靠天吃飯,最早是靠抬頭觀天和占卜來預測天氣,觀測天氣也是很勤奮的。

後來人們發現動物的感官系統比較敏銳,通過觀察一些動物的行蹤來預測天氣:燕子低飛,青蛙呱呱叫,螞蟻搬家等等,因為動物們對氣壓和濕度比較敏銳,如感受到異常會焦躁不安。都能體現出當時天氣的變化。

濕度儀在我國可是最早應用,《天官書》中:「縣土炭」。也就是把土和炭分別懸掛起來,使之平衡,當天氣比較潮濕,炭會吸收水分變重下垂,觀察這個就能知道當天是否會有雨。

觀察雲的薄厚,色彩等變化進行預測,雨是從雲中降下,下多大的雨,什麼時候下,都是從雲來觀測的,當雲層像魚鱗般細小的形狀,就意味著要變天了,農諺說:「魚鱗天,不雨也風癲」,形容的就是卷積雲。

雨水量的大小和農產品豐收程度有很大的關係,遠在秦朝就要求各地的官員上報當地的下雨的情況,這叫做「上雨澤」。那時候還沒有量雨器,怎麼測量下了多少雨呢,怎麼辦?最直觀的辦法用鋤頭把地刨開,測量濕土的深度。

這樣測量是不準確的,後來在明清時期改用測量的方法,用鐵做成圓筒狀,進行「上雨澤」。看到這裡小夥伴腦海中想到的肯定是一個透明筒狀物帶有刻度的量雨器吧!這東西應該是小學科學課本上印在大家的印象中的吧!

風對氣候的影響也是很重要的,風是形成洋流的主要因素,風能帶來降水形成雨季,古代科學家張衡發明了「相風銅鳥」這是用來觀測風向的,根據銅鳥轉動的方向確定風的風向,光有風向不行啊,還有風力大小,古時候定義了八個級別的風,通過樹木受風的影響來判斷風力的大小。

《三國演義》中,諸葛亮可是個很精準的天氣預測專家,比如說「草船借箭」什麼時候起霧,吹什麼風,都能預測的很精準。

有了記錄,能大概的推演氣候的變化,方便記憶,用短簡韻語來表達,就形成了各種農諺——「螞蟻搬家蛇過道,大雨不久就來到」等等。然而這樣的預測只能知道接下來一段時間內天氣的變化,並不能精準到每一天,這都是古人的智慧。

古代的天氣預報儘管沒有現代天氣預報那麼科學準確,但還是有較為行之有效的方法,為現代氣象學奠定了基礎。

到了現代,科學越來越發達,精確度越來越高,依靠現在的科技,可以很精準的預測天氣的變化,通過收集材料,分析材料,最後出結果。

全國各地都有氣象站,當地的氣象站收集當天同一時間的溫度,氣壓,濕度,風等氣象信息匯總發給國家氣象局,獲取這些數據的儀器也是比較基礎的,風速儀,百葉箱等,還有些高級的儀器:氣象雷達,氣象衛星等。

氣象雷達(多普勒雷達)主要是用來探測降水的,氣象雷達發射脈衝狀電磁波,當電磁波遇到雨滴後一小部分的能量被其散射,然後會到雷達天線,被雷達接收。

圖片源自中國天氣網

顏色代表強度從藍色到紫色逐漸上升,強度越高表示降雨量的大小。當你的城市顯示是紫色的時候,說明你的城市遭受大雨侵襲。

氣象衛星(風雲4號)是一顆靜止衛星,它的運行軌道為對地靜止,它運動的周期和地球自轉的周期相同,對地各點來說它是靜止的,風雲四號本體搭載了許多的儀器:多通道掃描成像輻射計、干涉式大氣垂直探測儀、閃電成像儀、空間環境監測儀器包載荷等。

咱們說說多通道掃描成像輻射計,有多少通道?有十四個通道,對地球進行二維掃描,就像醫院拍CT 似的一圈一圈掃描,對地球全盤15分鐘就能掃描完畢,來自地球景物的輻射被掃描鏡反射到主光學系統,通過中繼光學系統將入射輻射分裂成2個可見光通道、2個水汽通道和10個紅外通道,

掃描獲得的雲圖,發送到數據中心。數據處理中心 由計算機、外圍設備和相應軟體組成。它對數據接收與測控站送來的信息進行記錄、處理,提取各種有用信息,專家們根據不同通道的雲圖合成彩色雲圖,進行分析,制出各種天氣圖,然後天氣預報就這樣呈現在我們的眼前。

風雲四號衛星是目前我國最先進的氣象衛星,去年的颱風「山竹」,就精確的預報了登入的地點和時間,人們提前做好準備,為人們的生命安全和財產減少損失,精確程度可以和歐美等國的氣象衛星同台競技。

說了那麼多,咱們就大概的了解了天氣預報的數據的來源方式。

那麼天氣是怎麼預測呢?用超級計算機將地面,雷達,衛星等儀器所測出來的濕度、溫度、氣壓和風速、風向這些數據進行推演,用數學的方法來計算大氣運動規律,要分析不同雲層帶來的影響,預報專家用天氣學,動力學,熱力學等進行數據綜合分析得到的預報,製作出短時(1~6個小時天氣的動向),和中期預報(3~15天的天氣、動向),當然預報未來的天氣情況的時間越長,精度就會減少。

那麼天氣預報為什麼還是不準確呢?

現在天氣預報的準確率達到85%,其實已經很高了,由於對地球系統的觀測並不是很完整,還有許多技術難關要攻克等,還有咱們日常生活會對氣候產生影響,這些不確定因素,也就造成了15%的「不準確」。

大氣系統是一個比較複雜的體系,牽涉到很多的學科領域,天氣預報不準確仍無法避免,人類對大氣系統的認識還處在初級階段,天氣預報技術還處在不不斷發展的過程中。

所以咱們的日常生活中還是要低碳減排,保護環境。好了這次就說到這,要變天了,收被子去!


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