关于天气预报理论的研究与实践

摘要: 天气预报是气象工作者使用现代科学技术对未来某一地点地球大气层的状态进行预测，将要出现的天气状况，主要包括气温、阴天或晴天、降水的可能性、降水的强度、风力的大小、空气的能见度等。

关键词：天气预报 公众气象 数值预报 天气分析

中图分类号：P4 文献标识码：A 文章编号：

天气预报是根据对卫星云图和天气图的分析，结合有关气象资料、地形和季节特点、群众经验等综合研究后，作出的对某一地区未来的天气作出分析和预测，准确及时的天气预报对于经济建设、国防建设的趋利避害，保障人民生命财产安全等方面有极大的社会和经济效益。但由于大气过程的混乱以及现在科学并没有最终透彻地了解大气过程，因此强化天气预报的研究具有重要意义。

1天气预报的社会影响

1.1公众.公众是天气预报的一个主要用户。不但天气灾害如冰雹、飓风等等对公众生活有巨大的影响和威胁，即使日常生活、节假日安排、穿衣等等也要依靠天气预报。电视、广播、报纸、因特网中均有对公众的天气预报服务。

1.2航空.天气对航空的影响非常大。几乎所有的飞机场均有自己的气象站。在飞机起飞前机组人员要获得整个的飞行路线上的天气情况以及天气预报数据。

1.3电力系统 天气对用电量的影响非常大，因此电力公司通过天气预报预测用电量。

1.4其它私营企业 其它私人企业也可以通过天气预报来调整它们的需求和供给。

2天气预报的种类

2.1主要应用统计方法，根据各月气象要素平均值与多年平均值的偏差进行预报。用数值预报方法制作长期预报的方法正在试验之中，已有了一定的进展。预报时效1－5年的称为超长期预报，5年、10年以上的则称为气候展望。短时预报是根据雷达、卫星探测资料，对局地强风暴系统进行实况监测，预报它们在未来1－6小时的动向。短期预报是预报未来24－48小时天气情况。中期预报是对未来3－15天的预报，主要包括受何种天气过程影响，能否出现灾害性天气，以及主要的天气变化趋势。长期预报是常指1个月到1年的预报。

2.2按预报范围的大小，一般可将天气预报分为以下三种。一是大范围预报：一般指全球预报、半球预报、大洲或国家范围的预报。主要由世界气象中心、区域气象中心及国家气象中心制作。二是中范围预报：常指省（区）、州和地区范围的预报，由省、市或州气象台和地区气象台制作。三是小范围预报：如一个县范围的预报、城市预报、水库范围的预报和机场、港口的预报等，这些预报由当地气象台站制作。

3 天气预报的要素

3.1经验预报方法。在天气图形势预报的基础上，根据天气系统的未来位置和强度，对未来的天气分布作出预测。例如低压移来并得到加强时，可预报未来将有阴雨天气或较大的降水。这种方法的准确性，在很大程度上取决于预报员的经验，又由于天气系统和天气现象并非一一对应，故预报效果不够稳定。

3.2统计预报方法。分析天气的历史资料，寻求大气状态的变化同前期气象因子的相关性，用回归方程和概率原理，筛选预报因子，建立预报方程。将近期气象要素代入方程，即得所需的预报值。这种方法的效果主要取决于因子的正确选择。

3.3动力-统计预报方法。将数值预报方法算出的未来气象参数作为预报因子，用回归方程求得一组预报公式，作出要素预报。随着数值模式的改进，此法的准确率可能稳定提高。

4 天气预报现代预报过程

4.1收集数据。最传统的数据是在地面或海面上通过专业人员、爱好者、自动气象站或者浮标收集的气压、气温、风速、风向、湿度等数据。测量分每小时一次（METAR）或者每六小时一次（SYNOP）。 使用气象气球气象学家还可以收集上空的气温、湿度、风值。气象气球可以一直上升到对流层顶。同时气象卫星的作用逾来逾重要，气象卫星可以采集全世界的数据，它们的红外线数据可以用来收集地面和云顶的温度，通过监视云的发展可以收集云的边缘的风速和风向，不过由于气象卫星的精确度和分辨率还不够好，因此地面数据依然非常重要。

4.2数据同化。在数据同化的过程中被采集的数据与用来做预报的数字模型结合在一起来产生气象分析。其结果是目前大气状态的最好估计，它是一个三维的温度、湿度、气压和风速、风向的表示。 数字天气预报是使用电脑来模拟大气。它使用数据同化的结果作为其出发点，按照现在物理学和流体力学的结果来计算大气随时间的变化。由于流体力学的方程组非常复杂，因此只有使用超级计算机才能够进行数字天气预报。这个模型计算的输出是天气预报的基础。

4.3输出处理.模型计算的原始输出一般要经过加工处理后才能成为天气预报。这些处理包括使用统计学的原理来消除已知的模型中的偏差，或者参考其它模型计算结果进行调整。过去气象学家必须自己做处理工作，现在24小时以上的天气预报主要是使用多种不同模型后对其结果进行综合。气象学家还必须分析预报出来的模型数据来使最终用户能够理解它。

5确保天气形势预报准确率的主要做法

5.1加快实现地面气象观测的自动化。把实现地面气象观测自动化放在综合气象观测系统建设的首要位置，加快研发云、能、天自动观测仪器装备，实现地面自动观测双套备份和除极少数国家基准气候站以外的其他观测站观测业务单轨制，科学设置和优化观测布局、合理调整观测规范，以最大程度地解放基层气象台站的生产力，提高观测系统的建设质量和运行效率，实现观测自动化。

5.2稳步推进观测业务流程的科学化。通过不断优化业务流程，合理配置观测业务发展资源，使综合气象观测业务分工更合理、运转更协调、配合更紧密、功能更完善。要更加注重系统的集成，建设地基、空基、天基观测有机结合、布局合理、功能齐备、运行稳定、保障有力的综合气象观测系统；要更加注重统筹集约，紧密围绕公共服务能力提升的需求，以提高预报预测准确率为核心，重点支持用户需求明确、业务急需和应用效益显著的观测项目，科学合理调整观测站网布局；要更加注重合理分工，科学设置观测岗位，优化观测岗位职责，积极推进传统的普通观测员向“天气监测员”、“装备保障员”、“质量控制员”来转变。

5.3积极探索技术装备保障的社会化。要坚持多条腿走路，积极探索利用社会资源开展技术保障。要在全部门建立分级、分片、分类的技术保障体制，做到部门各级保障机构明确分工；要鼓励在条件成熟的地区率先引进社会资源参与数量大、分布广、保障技术成熟度高的区域自动气象站的维护维修，引导社会资源有序参与其他装备保障；要加快建立社会资源参与装备保障工作的监督管理标准、流程、规范、效果评估方法等制度，形成竞争有序、优胜劣汰、监管公正的社会化气象保障市场体系。

6 结束语

虽然经过多年的发展，初步建立了地基、空基和天基相结合，门类比较齐全，布局基本合理的综合气象观测系统。随着现代气象业务发展，综合气象观测业务的基础支撑不足、发展不够协调等问题日益突出，多种观测资料综合应用能力和效益发挥有待加强。

参考文献：

[1] 中国气象局监测网络司.地面气象测报业务系统软件操作手册.北京：气象出版社,2005.

[2] 许燕梅，莫小飞，黄值钦.气象实际观测技巧浅谈. 广东气象,2007,29增刊：93-94.

[3]谭晓光.数据仓库技术在天气预报决策中的应用探讨.应用气象学报，2006，17（3），325-330.