《环球时报》﹕天气预报观天测地探太空

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(http://www.epochtimes.com)
【大纪元4月19日讯】天气的寒热阴晴对人类的衣食住行有着直接的影响,无论你爱它、恨它或是祈求它、诅咒它,天气总是客观存在的。因而,天气成为人们谈论最普遍的话题,俗话说“聊天”大概就是这么来的。

  环球时报04月18日消息,人们“聊天”,是因为喜怒无常的天公会对人类的生活产生巨大的影响。如何能够把准天公的“脉搏”,预测风雨冷暖,是自古以来人类与大自然抗争的不懈追求。

  民谚是最早的天气预报

  世界各国人民在与大自然的斗争中对天气的变化进行观测,并尝试摸索出一定的规律。天气谚语是以成语或歌谣形式在民间流传的有关天气变化的经验。

  我国早在3000多年前的殷墟甲骨文中就有许多关于气象的记述。北魏贾思勰在《齐民要术》中也记述有天气谚语,如“天气新晴,是夜必霜”等。唐杜甫诗中有“布谷催春种”,它是说布谷鸟叫以后一般不会有强冷空气影响了,农家可以播种了。

  还有一些天气谚语是世界性的。如中国有句“朝霞不出门,晚霞行千里”的谚语,在日本也广为流传。这句谚语在美国则以另一种韵味出现﹕“傍晚天空红,水手乐无穷”。

  古人测天经验是今天天气预报的雏形。其中不少经验至今仍在民间流传,同时在天气预报中也还在使用。

  战争催生现代意义的天气预报

  从世界范围内看,现代意义上的天气预报业务与1854年黑海上的一场强烈风暴有密切的关联。

  1854年11月,英法联合舰队在黑海上和俄军决战,可是还未开战,英法联合舰队就遭到了一场强风暴的袭击,一下子沉没了30多艘舰船,元气大伤。事后,巴黎天文台台长勒弗里埃受命调查这次风暴的来龙去脉。他发信给各国气象台站,收集到许多气象情报,绘制了一张天气图,发现这种风暴的移动有一定规律。

  1855年3月,勒弗里埃提出,若组织观测网,迅速将观测资料集中一地,分析绘制天气图,则可推断出未来风暴的运行路径。在各方的赞助下,法国终于在1856年建立了正规的气象站网,开始了天气预报的业务工作,这是世界的首创。

  此后,世界上许多国家都陆续建立起了气象站网,开展天气预报工作。我国最早的气象台是1872年建成的上海徐家汇观象台。

  不过,最早的天气预报都比较简单,例如19世纪80年代日本早期的天气预报衹有“全国风向不定、天气多变、可能有雨”等概括性的内容,全国通用,并且因为当时没有电视、收音机等现代化传播工具,天气预报就贴在布告牌上。世界上最早刊登天气预报的报纸是伦敦的《泰晤士报》,日期是1875年4月1日。

  早期天气预报爱用“睛时多云偶有阵雨”

  天气预报离不开大气探测。

  从世界范围内看,大气探测是在物理学基础上逐渐发展起来的。伽利略在1600年左右制作了玻璃管温度计,这是今天使用的水银(酒精)温度表的雏形。1643年,他的学生托里拆利制成了气压表。观测气压表使人们发现天气的晴雨与气压变化有一定关系,当气压表中的汞柱下降时,往往预示着坏天气的到来,反之,天气将转晴,因而气压表又被叫作“晴雨表”。温度表和气压表的发明具有极其重要的意义,它使定量测量大气的基本性质成为可能。再以后,风速表、毛发湿度表相继问世,人类发明的用于天气预报的工具越来越多。

  19世纪中期电报以及正规的气象台站网的出现,有助于大量气象资料的积累,加快了天气预报理论的发展。

  20世纪初,以皮叶克尼斯父子为代表的挪威学派提出锋面理论和气旋波理论,使人们预报3天之内的短期天气状况成为可能。这些理论成为现代天气预报理论的基础之一,它不仅丰富了分析天气图的内容,而且使连续的天气图变成了一张反映气团、气旋等天气系统变化、移动的“连环画”,衹要跟踪观测和分析这些天气系统的移动和变化,就可以进行天气预报了。在今天的电视天气预报中,我们常可以听到“冷空气前锋已进入华北北部,未来它将向东南方向移动,我国东部地区将出现大风降温天气”等内容,这是80年前的理论在今天的应用。

  这时的各种气象数值都是在地面测得的,而对天气影响巨大的空中的各种气象数值还没法测得到,因此,天气预报仍然不很准确。当时的气象预报人员衹能依靠气象站观测到的资料和天气图,来分析其变化的趋势,进而预报未来的天气。难怪那时的气象局在报天气时,总是爱用“晴时多云偶有阵雨”,因为这样一来,无论天气如何,预报得都准!

  对高空大气的探测延长了天气预报的时效1927年,高空无线电探空仪被发明,这种电子仪器被悬挂在氢气球下升入空中,一路上将测得的气象资料用无线电信号发回到地面接收站。现在气球探空的方法全世界仍在沿用,气球的上升高度一般可达30公里以上。通过气球探空可以获得空中各个高度上的气压、气温、湿度以及风向、风速等数值。并积累了大量高空气象资料。

  在此基础上,气象学家罗斯贝提出大气长波理论,延长了天气预报的时效,开创了三维空间的天气分析,使制作3天至5天的中期预报成为了可能。更重要的是,它表明高空长波的活动规律可以根据流体运动的物理定理,用数学的方法推导出来,使气象学走上了正确的轨道。

  自20世纪60年代大气遥感技术兴起之后,特别是气象卫星的升空,开创了从宇宙空间观测全球大气的新时代。目前,正在逐步实现现代化的庞大地基、空基气候观测系统,包括卫星、火箭、雷达、海洋浮标和全球定位系统等,可获取各个时间、不同高度的大量气象资料,有助于天气预报准确率的提高。

  天气预报的视野不断拓展

  从传统的看云识天气,直至现在运用卫星、雷达等高科技手段,气象工作者一直在摸索着天气变化的规律。据《中国气象报》的报道,天气预报的视野还将拓展到更为宽广的领域﹕不仅要观天,还要测地、探索太空。

  在空间上,要向地面、海洋及空间环境拓展。比如,气象部门可以和环保部门合作开展城市空气质量预报,与海洋部门携手监测厄尔尼诺现象,还可以为国防部门打造新时代“天军”出谋划策。

  在时间上,不仅要有从一两天的短期天气预报拓展到跨季度、跨年度的长期气候预测,还要有即时系统预报。现在人们收听收看的天气预报主要是24小时至一周内的,今后,人们将可以为自己半个月后的出游询问天气情况。而即时系统预报使人们可以得知几个小时后的天气如何变化,如上午10点要下雨、下午4点要刮风等,使人们能按照这种天气预报准确安排自己的行程。

  在具体项目上,除了对每天温度、降水、风等要素的常规监测和预测外,现在增加了对下垫面影响的监测与预测。如引起社会关注的“三极”考察。在南极、北极和青藏高原有大量的冰川,它们是大气下垫面之一───冰雪圈的重要部分。科学家发现,冰川正在退缩。一方面,全球气候变化(主要指变暖)是导致冰川退缩的原因﹔另一方面,冰川退缩也对全球气候造成了影响。

  失误还是难免的

  尽管科技的发展给天气预报带来了翻天覆地的变化,但还是难以避免误报的发生。

  2001年3月5日,天气预报说,纽约市将遭遇50年来最为严重的暴风雪,在部分地区,积雪将厚达一米。于是,人们纷纷涌入超市,抢购食物。学校大都停课、银行停业、航空公司取消航班。然而,整整一天,人们却没见到世纪暴风雪,衹看到一些懒懒散散的雪花,而且一着地就很快被提前泼撒在地上的盐粒融化。于是,纽约百姓大呼上当。美国广播公司的一位著名女主持人手拿一把小尺量路边的积雪,并说﹕“一米?一定是我的尺子错了!”

  应当承认,天气预报准确率还有待提高。就长期天气预报的水平来说,根据对美国100个站5天温度预报、1个月温度预报、1个季度的温度预报的检验,其准确率分别为75%、61%、58%。降水预报的准确率更低,衹有59%、52%、51%。这说明长期天气预报的水平确实不高。

  因为大气运动非常复杂,而人们对大气本身的运动认识还很不足,故天气预报水平不高。但是,科学总是不断地向前发展,气象员在预报实践中,不断总结经验,天气预报的水平会不断提高。
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