天气预报工作原理?

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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。

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一、需要收集气象资料

比如:气压、气温、湿度、风速、风向、降水量、能见度、云量、云状等等,比如:探空气球和高山探测站探测资料,比如飞机、雷达、卫星收集的气象资料等等。

这些气象资料有的是通过气象仪器收集,有的是通过气象人观察大气各种现象得来,而这些收集到资料,会通过气象通信系统传输到中心站。

二、制作天气图

将收集到的各种气象资料加以整理后,依据不同时间、不同地点、不同高度逐一表示在天气底图上。这样就形成某时刻的、不同高度上、不同区域的天气图。

三、应用动力学和统计学等方法进行预报

预报员根据制作好的各种天气图及各种探测资料,再通过先进的计算机技术和数值预报产品,根据大气运动的物理规律和天气变化的统计规律,选择适当的预报方法,进行综合分析制作天气预报产品。

四、发送天气预报

天气预报做好后,通过电视、广播、电话、网络、电子显示装置等发布工具迅速发布给广大用户。

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