《環球時報》﹕天氣預報觀天測地探太空

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【大紀元4月19日訊】天氣的寒熱陰晴對人類的衣食住行有著直接的影響,無論你愛它、恨它或是祈求它、詛咒它,天氣總是客觀存在的。因而,天氣成為人們談論最普遍的話題,俗話說“聊天”大概就是這么來的。

  環球時報04月18日消息,人們“聊天”,是因為喜怒無常的天公會對人類的生活產生巨大的影響。如何能夠把准天公的“脈搏”,預測風雨冷暖,是自古以來人類與大自然抗爭的不懈追求。

  民諺是最早的天氣預報

  世界各國人民在與大自然的斗爭中對天氣的變化進行觀測,并嘗試摸索出一定的規律。天氣諺語是以成語或歌謠形式在民間流傳的有關天氣變化的經驗。

  我國早在3000多年前的殷墟甲骨文中就有許多關于氣象的記述。北魏賈思勰在《齊民要術》中也記述有天氣諺語,如“天氣新晴,是夜必霜”等。唐杜甫詩中有“布谷催春種”,它是說布谷鳥叫以后一般不會有強冷空氣影響了,農家可以播種了。

  還有一些天氣諺語是世界性的。如中國有句“朝霞不出門,晚霞行千里”的諺語,在日本也廣為流傳。這句諺語在美國則以另一種韻味出現﹕“傍晚天空紅,水手樂無窮”。

  古人測天經驗是今天天氣預報的雛形。其中不少經驗至今仍在民間流傳,同時在天氣預報中也還在使用。

  戰爭催生現代意義的天氣預報

  從世界範圍內看,現代意義上的天氣預報業務與1854年黑海上的一場強烈風暴有密切的關聯。

  1854年11月,英法聯合艦隊在黑海上和俄軍決戰,可是還未開戰,英法聯合艦隊就遭到了一場強風暴的襲擊,一下子沉沒了30多艘艦船,元氣大傷。事后,巴黎天文台台長勒弗里埃受命調查這次風暴的來龍去脈。他發信給各國氣象台站,收集到許多氣象情報,繪制了一張天氣圖,發現這種風暴的移動有一定規律。

  1855年3月,勒弗里埃提出,若組織觀測網,迅速將觀測資料集中一地,分析繪制天氣圖,則可推斷出未來風暴的運行路徑。在各方的贊助下,法國終于在1856年建立了正規的氣象站網,開始了天氣預報的業務工作,這是世界的首創。

  此后,世界上許多國家都陸續建立起了氣象站網,開展天氣預報工作。我國最早的氣象台是1872年建成的上海徐家匯觀象台。

  不過,最早的天氣預報都比較簡單,例如19世紀80年代日本早期的天氣預報衹有“全國風向不定、天氣多變、可能有雨”等概括性的內容,全國通用,并且因為當時沒有電視、收音機等現代化傳播工具,天氣預報就貼在布告牌上。世界上最早刊登天氣預報的報紙是倫敦的《泰晤士報》,日期是1875年4月1日。

  早期天氣預報愛用“睛時多云偶有陣雨”

  天氣預報离不開大氣探測。

  從世界範圍內看,大氣探測是在物理學基礎上逐漸發展起來的。伽利略在1600年左右制作了玻璃管溫度計,這是今天使用的水銀(酒精)溫度表的雛形。1643年,他的學生托里拆利制成了氣壓表。觀測氣壓表使人們發現天氣的晴雨與氣壓變化有一定關系,當氣壓表中的汞柱下降時,往往預示著壞天氣的到來,反之,天氣將轉晴,因而氣壓表又被叫作“晴雨表”。溫度表和氣壓表的發明具有極其重要的意義,它使定量測量大氣的基本性質成為可能。再以后,風速表、毛發濕度表相繼問世,人類發明的用于天氣預報的工具越來越多。

  19世紀中期電報以及正規的氣象台站網的出現,有助于大量氣象資料的積累,加快了天氣預報理論的發展。

  20世紀初,以皮葉克尼斯父子為代表的挪威學派提出鋒面理論和氣旋波理論,使人們預報3天之內的短期天氣狀況成為可能。這些理論成為現代天氣預報理論的基礎之一,它不僅丰富了分析天氣圖的內容,而且使連續的天氣圖變成了一張反映氣團、氣旋等天氣系統變化、移動的“連環畫”,衹要跟蹤觀測和分析這些天氣系統的移動和變化,就可以進行天氣預報了。在今天的電視天氣預報中,我們常可以聽到“冷空氣前鋒已進入華北北部,未來它將向東南方向移動,我國東部地區將出現大風降溫天氣”等內容,這是80年前的理論在今天的應用。

  這時的各種氣象數值都是在地面測得的,而對天氣影響巨大的空中的各種氣象數值還沒法測得到,因此,天氣預報仍然不很准確。當時的氣象預報人員衹能依靠氣象站觀測到的資料和天氣圖,來分析其變化的趨勢,進而預報未來的天氣。難怪那時的氣象局在報天氣時,總是愛用“晴時多云偶有陣雨”,因為這樣一來,無論天氣如何,預報得都准!

  對高空大氣的探測延長了天氣預報的時效1927年,高空無線電探空儀被發明,這種電子儀器被懸挂在氫氣球下升入空中,一路上將測得的氣象資料用無線電信號發回到地面接收站。現在氣球探空的方法全世界仍在沿用,氣球的上升高度一般可達30公里以上。通過氣球探空可以獲得空中各個高度上的氣壓、氣溫、濕度以及風向、風速等數值。并積累了大量高空氣象資料。

  在此基礎上,氣象學家羅斯貝提出大氣長波理論,延長了天氣預報的時效,開創了三維空間的天氣分析,使制作3天至5天的中期預報成為了可能。更重要的是,它表明高空長波的活動規律可以根据流体運動的物理定理,用數學的方法推導出來,使氣象學走上了正確的軌道。

  自20世紀60年代大氣遙感技術興起之后,特別是氣象衛星的升空,開創了從宇宙空間觀測全球大氣的新時代。目前,正在逐步實現現代化的龐大地基、空基氣候觀測系統,包括衛星、火箭、雷達、海洋浮標和全球定位系統等,可獲取各個時間、不同高度的大量氣象資料,有助于天氣預報准確率的提高。

  天氣預報的視野不斷拓展

  從傳統的看云識天氣,直至現在運用衛星、雷達等高科技手段,氣象工作者一直在摸索著天氣變化的規律。据《中國氣象報》的報道,天氣預報的視野還將拓展到更為寬廣的領域﹕不僅要觀天,還要測地、探索太空。

  在空間上,要向地面、海洋及空間環境拓展。比如,氣象部門可以和環保部門合作開展城市空氣質量預報,與海洋部門攜手監測厄爾尼諾現象,還可以為國防部門打造新時代“天軍”出謀划策。

  在時間上,不僅要有從一兩天的短期天氣預報拓展到跨季度、跨年度的長期氣候預測,還要有即時系統預報。現在人們收聽收看的天氣預報主要是24小時至一周內的,今后,人們將可以為自己半個月后的出游詢問天氣情況。而即時系統預報使人們可以得知几個小時后的天氣如何變化,如上午10點要下雨、下午4點要刮風等,使人們能按照這種天氣預報准確安排自己的行程。

  在具体項目上,除了對每天溫度、降水、風等要素的常規監測和預測外,現在增加了對下墊面影響的監測與預測。如引起社會關注的“三極”考察。在南極、北極和青藏高原有大量的冰川,它們是大氣下墊面之一───冰雪圈的重要部分。科學家發現,冰川正在退縮。一方面,全球氣候變化(主要指變暖)是導致冰川退縮的原因﹔另一方面,冰川退縮也對全球氣候造成了影響。

  失誤還是難免的

  盡管科技的發展給天氣預報帶來了翻天覆地的變化,但還是難以避免誤報的發生。

  2001年3月5日,天氣預報說,紐約市將遭遇50年來最為嚴重的暴風雪,在部分地區,積雪將厚達一米。于是,人們紛紛涌入超市,搶購食物。學校大都停課、銀行停業、航空公司取消航班。然而,整整一天,人們卻沒見到世紀暴風雪,衹看到一些懶懶散散的雪花,而且一著地就很快被提前潑撒在地上的鹽粒融化。于是,紐約百姓大呼上當。美國廣播公司的一位著名女主持人手拿一把小尺量路邊的積雪,并說﹕“一米?一定是我的尺子錯了!”

  應當承認,天氣預報准確率還有待提高。就長期天氣預報的水平來說,根据對美國100個站5天溫度預報、1個月溫度預報、1個季度的溫度預報的檢驗,其准確率分別為75%、61%、58%。降水預報的准確率更低,衹有59%、52%、51%。這說明長期天氣預報的水平確實不高。

  因為大氣運動非常複雜,而人們對大氣本身的運動認識還很不足,故天氣預報水平不高。但是,科學總是不斷地向前發展,氣象員在預報實踐中,不斷總結經驗,天氣預報的水平會不斷提高。
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