由于人们的生活和生产每时每刻都受到天气变化的影响,因此人们长期以来都在不断地试图用各种不同的方法来预测未来天气变化,这就叫天气预报。我国是世界上最早使用天气预报技术的国家。丑纪范先生在他著的《天气预报》一书中说:“有人从(殷墟出土的)317片甲骨中进行统计,发现有107片是与气象有关的。其中卜雨的有93片,卜晴的有4片,卜暴风雨的有5片,卜雪、卜雹的各1片。这是已知的世界上最早的天气预报。”另外,古代传说中的蚩尤战黄帝、《三国演义》中的赤壁之战等都是运用天气预报技术的著名先例。但这些仅仅是人们长期看天识云经验的积累,是没有时间、空间及量的概念的,准确率极低可靠性极其有限。而真正能依据科学观测进行天气预报的却是在1854年一场海上激烈战争之后。
1854年1月,英国与法国正在欧洲东部的黑海上进行激烈的战争,1月28月黑海上突然出现一场特大的暴风雨,狂风巨浪把停泊在黑海上的英法联合舰队消灭得干干净净。法国皇帝拿破伦三世命令巴黎天文台立即调查着场风暴产生的原因。一位叫勒威耶的天文学家承担了这项任务。他收集了欧洲许多地方在1月14日前后几天的气象资料,发现这次风暴是由一个低压引起的,这个低气压最早出现在欧洲西部大洋上,以后从西北向东南运行,最后到了黑海,便造成了这场大灾难。勒威耶搞清楚了这场风暴的原因后,写了一份调查报告,并建议建立气象观测网,利用电报迅速传递气象情报,绘制天气图,这样就可以进行天气预报,他的建议得到了法国政府的重视,并在1860年得以实施。
天气预报自勒威耶开始至今已经走过了近一百五十年的历程。随着科学技术的进步与发展,气象科学已经到达了一个新的高峰。全球天气观测网的建立、完善与发展;现代化通讯技术设备和气象技术装备(诸如天气雷达、气象卫星、自动气象站、高速电子计算机等)的投入业务使用,使气象情报的传递、加工、处理、分析和天气预报等更具时效性和准确性;使天气预报成为人们日常生活中人人关心时时关心的重要信息。
天气预报是预报员根据天气学理论和大气运动规律,运用现有气象观测资料,对某地区未来一定时期内天气变化进行预先估计和预告。根据气象科学理论体系,目前,气象台站有四种常用的预报方法。一是天气学方法预报(也称天气图预报)、二是统计学方法预报(也称统计预报)、三是动力学方法预报(也称数值预报)、四是综合方法预报。同时,根据预报时间的长短可分为0-6小时的短时预报、未来3天内的短期预报、4-10天内的中期预报、和10天以上天气趋势展望的长期预报等四种天气预报种类。另外还有一种有针对性预报内容、时效或范围的专题预报。
学校气象站也要进行天气预报,但由于学校气象站预报员对天气预报知识掌握和天气预报技术设备的局限及肩负任务的不同,建议学校气象站选择采用天气学方法(即天气图预报方法)进行短期(未来3天内)天气预报和单站天气预报的方式进行。现将这两种天气预报方法作简单介绍。
一、天气图预报方法
天气图预报方法是根据天气学有关知识、理论和原理,用物理变化规律对天气系统的生成、发展和消亡变化进行分析作出预报的,所以也称为天气学预报方法。这种预报方法是国内外气象台站采用时间最早、使用时间最长久最普遍的一种预报方法。天气图预报方法是以天气图作为基本基础依据,用前后几张连续的天气图识别出各种天气系统,对天气形势进行分析,推断出它们的产生、移动和发展等作出未来的天气预报。
1.1.天气图是专供气象台站填写各地同一时间内气象观测资料的特种地图,是气象台站进行天气分析和天气预报的重要工具之一。天气图底图是标有测站区号、站号和站圈的空白地图。