什么可以预报天气预报?

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目前常用的预报方法有以下几种,分别是统计预报、数值预报、物理模拟及混合模式等。 其中统计预报又分为基于历史资料的分析方法和基于现代数理统计的方法;数值预报包括初值确定和数值方法两个组成部分;物理模拟是针对大气运动某些特殊现象进行的研究,它需要利用计算机的高速运算能力才能进行;混合模式是将以上各种方法加以灵活组合应用而形成的。

1.统计预报法 通过搜集过去天气的历史资料(如气温、降水、风速等)并对其进行分析来预测未来的天气变化。由于气象要素在过去和未来之间的相关性十分强烈,统计方法对短期气象预言有很大的价值。但它的准确性取决于历史资料的完备性和正确性。 常用统计预报方法有:相关分析法、统计回归法、多元判别分析法、典型相关分析法和聚类分析法等。

2.数值预报法 该方法是利用计算机模拟大气的动态过程,其原理是先将整个大气视为一个宏观系统,引入初值确定问题,然后建立描述这个系统的微分方程组或差分方程组,借助于计算机求解这些方程,即可得到未来一段时间内大气状态的变化情况。

常见的数值算法有:欧拉法、梯形法、龙格-库塔法以及隐含模式识别方法等。

3.物理模拟法 通过对真实大气中的物理过程进行近似,用计算机产生实验数据,进而对气象变量作出估计和预测。虽然这种方法不能给出精确的解,但它能提供各种物理量的时空分布,因而能够直观地显示大气中的涡旋结构和大气的动力、热力特征。可用于预测的天气系统主要有冷锋、暖锋、气旋、反气旋、台风等。

4.混合模式 在上述三种方法中,如果统计预报法的准确度不能满足要求,或是找不到合适的数据去做数值预测,或是难以用物理关系表述所研究的问题,就可以将几种方法结合起来形成混合模式。在具体运用时,可根据问题的性质和已有资料的情况选择其中的两种或多种方法组成混合模式。常与其它方法结合使用的模式有统计模式、神经网络模式、遗传编程模式等等。

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天气预报的制作是一个庞大的系统工程。首先,需要从陆地、空中、海洋、太空等各种方式获取各种气象资料。目前获取气象资料的主要手段包括:气象卫星系统、地面上的气象观测网和探空系统等。气象卫星系统主要包括极轨气象卫星和静止气象卫星,极轨卫星的运行轨道距地面800多公里,大约100分钟绕地球一周,它在运行过程中可以对整个地球表面的天气进行观测,它上搭载的微波遥感仪器还可以穿越云层对地面进行观测;由于地面上的观测系统比较多,其中包括自动气象站、天气雷达、风廓线雷达、能见度仪等等,可以对云、雨、雷暴、雾、霾等直接进行观测,获取气温(冷热)、气压(高低压)、湿度(干湿)、风速和风向等的详细气象观测资料。为了获取不同高度上的气象资料,人们还离不开探空气球,每隔12小时,各个气象观测站都要施放探空气球,它可以达到对流层和平流层下部,随高空风漂移的过程中不断向上发送信号,地面接收系统接收气球上随高度变化的温度、湿度、压强等信息。通过对所测参数的初步处理就可以得到风速、风向等数据,这样就可以得到不同高度风、温度等气象参数的分布。有了丰富的气象资料,为天气预报提供了物质基础。人们再利用大气运动遵循的物理定律,通过计算机进行数值计算得到未来一段时间大气运动的状态,这就是数值天气预报。数值天气预报作为预报员进行天气预报的重要依据,同时,由于数值天气预报模型中还存在着不可避免的缺陷等原因,往往与事实有出入,预报员还需要利用自己的经验天气预报等多种手段和方法,进行综合分析制作最终的天气预报,这样的天气预报结果会更准确。

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