第十二讲.天气预报.
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1、1第十二讲第十二讲 天气预报天气预报1.1.天气预报的历史天气预报的历史2.2.气象观测气象观测 3.3.资料传输和处理资料传输和处理 4.4.气象分析气象分析 5.5.气象预报气象预报 6.6.天气预报的未来天气预报的未来阅读：阅读：Meteorology Today：第：第14 章章21、天气预报的历史天气预报的历史n18201820年，世界上诞生了第一张天气图。年，世界上诞生了第一张天气图。n18551855年，法国人莱伐尔用天气图追索克里米亚战年，法国人莱伐尔用天气图追索克里米亚战争时出现的风暴。争时出现的风暴。n18601860年，英国人弗兹罗用电话收集天气报告，绘年，英国人弗兹罗用
2、电话收集天气报告，绘成天气图。成天气图。n第一次世界大战时第一次世界大战时, ,地面天气图已成为天气预报地面天气图已成为天气预报的工具。的工具。n二战以后，随着高空探测的增多和世界高空探测二战以后，随着高空探测的增多和世界高空探测站的逐渐加密，天气分析从二维扩展为三维。站的逐渐加密，天气分析从二维扩展为三维。3Loomis在在1885绘制的绘制的1870年年2月位于北大西洋的风暴月位于北大西洋的风暴4天气预报的历史天气预报的历史n1922年年,英国气象学家英国气象学家Richardson曾尝试曾尝试数值天气预报数值天气预报.但当时的计算速度太慢但当时的计算速度太慢,数值数值预报并没有实用价值预
3、报并没有实用价值.n1950年，美国的查尼年，美国的查尼(Charney)等人第一等人第一次使用电子计算机制作数值天气预报成功。次使用电子计算机制作数值天气预报成功。n现在数值天气预报已被广泛地应用于实际天现在数值天气预报已被广泛地应用于实际天气预报中气预报中(不相信数值预报是傻瓜不相信数值预报是傻瓜,完全相信完全相信数值预报也是傻瓜数值预报也是傻瓜).)0(, 0tBBtAtB5从气象观测到天气预报从气象观测到天气预报n预报员在做出天气预报之前预报员在做出天气预报之前, ,必须具有足够的气必须具有足够的气象观测资料象观测资料, ,并根据资料作出未来的天气预报。并根据资料作出未来的天气预报。n
4、观测资料是由世界各地收集来的观测资料是由世界各地收集来的, ,大量的观测资大量的观测资料需通过特定的渠道传输到一个气象台站。料需通过特定的渠道传输到一个气象台站。n当所需的资料收集完毕后当所需的资料收集完毕后, ,预报员必须对这些资预报员必须对这些资料作出分析研究再作出未来的天气预报。料作出分析研究再作出未来的天气预报。n最后最后, ,预报员根据分析的结果作出和发布天气预预报员根据分析的结果作出和发布天气预报。下面对这几个步骤做详细的说明。报。下面对这几个步骤做详细的说明。62、气象观测气象观测气象观测有以下几类气象观测有以下几类: :1.1.常规地面气象观测常规地面气象观测2.2.海面气象观
5、测和航空气象观测海面气象观测和航空气象观测3.3.高空气象观测高空气象观测4.4.气象雷达观测气象雷达观测5.5.气象卫星观测气象卫星观测7(1)常规地面观测常规地面观测n用气象仪器测定的要素用气象仪器测定的要素气压、气温、水汽气压、气温、水汽含量、风向、风速、降水量、日照时间、太阳含量、风向、风速、降水量、日照时间、太阳辐射量（直接辐射和总辐射）。辐射量（直接辐射和总辐射）。n用用”眼睛眼睛”等观测的要素等观测的要素云、能见度、大云、能见度、大气现象（降水、雾、霜等在大气中和地表面生气现象（降水、雾、霜等在大气中和地表面生成的现象，依赖于人的感觉进行监视）。成的现象，依赖于人的感觉进行监视）
6、。n观测时刻指定以世界时观测时刻指定以世界时00 UTC (GMT)00 UTC (GMT)为基准，为基准，每每3 3小时或每小时或每6 6小时进行小时进行1 1次（定时观测）。次（定时观测）。8中国及周边的中国及周边的气象观测站分布气象观测站分布9(2)(2)海面气象和航空气象观测海面气象和航空气象观测n海面气象观测和航空气象观测，同样也是立海面气象观测和航空气象观测，同样也是立足于地球表面的观测，大部分内容与地面气足于地球表面的观测，大部分内容与地面气象观测基本相同。象观测基本相同。n由航空气象部门在机场实施的航空气象观测，由航空气象部门在机场实施的航空气象观测，是以有助于飞机起飞、降落时
7、的安全为目的。是以有助于飞机起飞、降落时的安全为目的。10(3)高空观测高空观测n高空气象观测的基本手段是使用气球和探空高空气象观测的基本手段是使用气球和探空火箭携带的无线电探空仪火箭携带的无线电探空仪( (测量气压、气温和测量气压、气温和湿度湿度) )和无线电测风仪和无线电测风仪( (测量风速、风向测量风速、风向) )以及以及把二者组合在一起的无线电探空测风仪。把二者组合在一起的无线电探空测风仪。 n高空观测点的间距，高空观测点的间距，WMOWMO建议陆地为建议陆地为300km300km，海上为海上为1000km1000km，这是以高、低压和锋面等大，这是以高、低压和锋面等大尺度现象的分析为
8、目标。尺度现象的分析为目标。11中国及其周边高空观测站分布中国及其周边高空观测站分布12(4)气象雷达观测气象雷达观测n雷达雷达(RADAR)是是Radio Detection and Ranging的简称，是发射电磁波以探测目标的简称，是发射电磁波以探测目标的存在并测定其位置的设备。的存在并测定其位置的设备。 n利用利用“多普勒效应多普勒效应”测定降水粒子速度沿雷测定降水粒子速度沿雷达波束轴线方向的分量，即测定径向速度的达波束轴线方向的分量，即测定径向速度的雷达，就是多普勒雷达。如果处理多普勒雷雷达，就是多普勒雷达。如果处理多普勒雷达的测定值就可以得到有关风速的信息。达的测定值就可以得到有关
9、风速的信息。13雷达观测网雷达观测网14(5)气象卫星观测气象卫星观测n气象卫星是观测来自云和地球表面的辐射气象卫星是观测来自云和地球表面的辐射(红外线红外线)以及太阳光的反射以及太阳光的反射(可见光线可见光线)的被动型遥感设备。的被动型遥感设备。n可见光观测时的图象，基本上是与观测者从气象卫可见光观测时的图象，基本上是与观测者从气象卫星上观测地球的图象相同的。红外线观测，是对由星上观测地球的图象相同的。红外线观测，是对由云和海等地球表面辐射的红外线能量的测定。假定云和海等地球表面辐射的红外线能量的测定。假定地球表面为黑体，通过对它辐射的红外线能量的测地球表面为黑体，通过对它辐射的红外线能量的
10、测定，就可以求得云和海的温度。定，就可以求得云和海的温度。 n静止卫星静止卫星 ,高度在约高度在约36000km （2006年年12月月10日日FY-2D） n极轨卫星极轨卫星 n热带测雨卫星热带测雨卫星TRMM nGPS全球定位系统来反演大气中整层水汽含量全球定位系统来反演大气中整层水汽含量 15北京大学大气科学系接收的北京大学大气科学系接收的卫星云图卫星云图80oE85oE90oE95oE100oE105oE110oE115oE120oE125oE130oE135oE140oE145oENo10No15No20No25No30No35No40No45No50开发者：北京大学物理学院大气科学
11、系中尺度气象及其科学视算组?200306221201?UTC,?IR1163、资料传输和处理资料传输和处理n气象观测资料、分析资料、预报资料等等，气象观测资料、分析资料、预报资料等等，无论是国内或海外，都必须在短时间内无论是国内或海外，都必须在短时间内( (实实时时) )正确地收集和传送。正确地收集和传送。n另外，预报和警报等等，也必须迅速、准确另外，预报和警报等等，也必须迅速、准确地传送给用户。地传送给用户。n同时，在中间阶段要进行资料的检查和质量同时，在中间阶段要进行资料的检查和质量管理。管理。17气象通讯网气象通讯网n在国际上，依照由世界气象组织在国际上，依照由世界气象组织(WMO：Wo
