天气预报工作原理?
原理,这个问题问得挺专业哈 天气就是大气中的温度、压力、湿度和风的动态分布情况。而天气预报就是用现代科学技术手段,测定天气变化的规律,从而做出科学的预判,为生产生活提供服务。 这个过程涉及气象学的多个分支,需要大量的计算和数据的支撑才能完成。从数据源的角度来说,涉及到观测数据、卫星数据和模式输出的数据等。
以当前最流行的数值天气预报模式为例,其基本原理是利用计算机把某种描述大气状态(如温度、气压、湿度)的数学模型进行无限次迭代求解,通过输入当前时刻的大气状态以及带有时空变量的物理参数(如大气扩散参数),模式就能给出今后一段时间内(通常为10天以内)每一点大气的状态。当然这种模型只是近似真实大气运动的一种数学表达式,但它能比较精确地反映大气运动的主要特征。 为了实现模式的自动运行并能够在计算机屏幕上实时输出预报结果,还需要编制相应的程序语言,目前常用的有Fortran、C++和Python等。
在程序中,每个节点上的物理参数都是通过递归方程不断迭代求解出来的,而这些方程都需要用到当前时刻大气的状态,通过反复计算,最终得到所需的信息。为了保证结果的准确,必须确保初始条件的准确性。
虽然目前各种模式都提供了自己的数据产品,但它们都是基于某一特定的初始条件和网格系统计算得到的,只能反映特定情形下天气的变化趋势,很难精确到某一个具体事件。
在预报员进行预测分析的过程中,常会结合客观分析和主观估计的方法,借助历史气象资料和当前观测资料,对模式出口进行分析校正,提高预测的精准度。