天气分析都有哪些方面 天气分析的意义
更新时间:2024-06-25 17:09:14

  导语:天气分析都有哪些方面?随着全球气候变暖的加剧,气候变化对人类社会和自然环境造成了诸多影响,而且专家们通过对气候数据的长期分析和比对,发现了许多与气候变化相关的规律和趋势,为应对气候变化提供了科学依据,下面就去看看天气分析的意义吧!

  天气分析都有哪些方面

  在制作天气预报之前,预报员必须对当前的天气形势有准确的认识。这项艰巨的工作称为天气分析,包括收集、传送、整理海量的观测数据。因为大气总是处于变化之中,这些分析一定要快速完成,因此,具有高速运算能力的超级计算机将有助于进行天气分析。

  获取数据

  气象站的一项艰巨工作是收集短期天气预报所需的数据。在全球范围内,联合国的一个专门机构——世界气象组织(WMO)负责国际间气象资料的交换。全球有超过185个国家和地区参加了这个组织,世界气象组织将这些国家和地区的资料进行标准化处理。

  地面观测全球有10000多个地面观测站、7000多艘海洋观测船和数百个浮标及石油平台每天4次记录天气状况,即分别在世界时0000、0600、1200和1800点记录数据。这些数据代表的天气信息通过交换系统快速传递到全球各地。

  在美国,由125个区域天气预报机构收集天气信息并传递给中央数据库。美国国家气象局(NWS)的合作者——美国联邦航空管理局(FAA)管理着大多数城市机场的观测站,它们一共管理将近900个自动地面观测系统(ASOS)。这些自动观测系统提供包括温度、露点、风、能见度、天空状况、雨雪情况在内的天气观测信息。有些时候和有些情况下,自动观测可以辅助或取代人工观测,因为它可以提供偏远地区的天气观测信息。然而,有些研究表明,在某些特定天气要素的观测中人工观测更准确,如云量和天空状况等。

  高空观测对制作可靠的天气预报而言,高空观测也很重要。全球有将近900个探空站每天在世界时0000和1200点施放携带无线电探空仪的探空气球进行高空观测,大多数高空探测站都建立在北半球,其中有92个高空探测站由美国国家气象局管理。无线电探空仪是一个包括温度、湿度和压力传感器的轻巧的仪器装置,随探空气球一起上升到大气中。通过追踪无线电探空仪,可探测到不同高度的风速和风向。

  通常这类观测持续大约90分钟,探空仪可以上升到35千米以上的高度。随着高度的增加,气压降低,探空气球最终达到破碎点并爆炸。当探空气球爆炸时,一个小降落伞会张开,探空仪将缓缓降落到地面。如果你发现了这样的无线电探空仪,请根据所附邮件地址归还仪器,以便再次使用。获取海洋上的高空数据非常困难,只有少数几艘船只可以发射无线电探空仪。

  一些商业航班帮助记录海洋高空资料,它们通常记录风、温度,以及其航线上偶尔出现的湍流。一些前沿科技提高了我们获取高空资料的能力。一种特殊的雷达——风廓线雷达,被用于探测距地面10千米的风速和风向。不同于间隔12个小时施放探空气球的方法,这种方法可以每6分钟探测一次。此外,卫星和天气雷达在大气探测中的作用也变得越来越重要。这些科学方法的重要性将在后面的内容中讨论。尽管气象资料的获取取得了很大进展,但仍有两大难题:第一,由于仪器误差和数据存储传输误差,探测资料可能不准确;第二,气象探测在某些地区是很难实现的,甚至不可能进行,特别是在海洋和山区。

  绘制天气图

  获得海量的气象资料之后,气象分析员需用一种预报员更容易阅读的直观方式将其表现出来。这一步骤就是将这些数据在一系列的天气图中绘制出来。这些图之所以称为天气图,是因为它们展现了实时天气状态,提供了大气环流特征。因此,在经验丰富的预报员眼里,天气图是一张展示了大气形态的照片,其中包括温度、湿度、压力和风等信息。美国国家气象局和预报中心每天要制作200幅以上的天气图表和不同高度的大气状况图。以前天气图是手工绘制的,现在则由计算机统一完成数据分析和绘图。

  计算机绘制好天气图后,天气分析员会再进一步完善并对可能的错误和遗漏进行修正补充。作为地面天气图的补充,每天有两个时次的高空天气图需要绘制,分别是850hPa、700hPa、500hPa、300hPa和200hPa等压面的高空图。在这些高空图中,用等高线(每几米或每几十米绘一条等高线)而不是等压线来表示气压场。这些等高线图中还要用虚线绘出等温线。总而言之,天气分析包括收集和整理数以亿计的描述当前大气状态的气象观测数据,这些数据随后再通过大量不同种类的天气图表示出来,以反映地面和规定高度层的当前天气类型。

  天气分析的意义

  天气分析的意义在于它是天气预报的基础,通过应用天气动力学原理,对观测记录进行描述、操作和推断,以提供准确的天气信息。此外,天气分析不仅对日常生活至关重要,如在农业、交通、航空等领域有着直接的影响,而且在社会经济领域也具有广泛的应用。

  具体来说,天气分析有助于提高农作物的产量、优化资源配置、降低生产成本,并为社会经济决策提供支持。政府部门可以利用天气分析来预测自然灾害对社会经济的影响,从而制定更精准的防灾减灾政策。商家则可以通过分析天气数据来了解消费者的购物行为和出行习惯,以制定更具针对性的营销策略。

  此外,随着科技的进步和数据采集与分析能力的提升,天气分析将在未来发挥更为重要的作用。例如,通过大数据和人工智能技术,可以更精准地预测天气事件,从而提前采取有效的应对措施。天气分析还将促进气象科学与其他领域的交叉融合,如人工智能、机器学习在气象预报中的应用,以及气象数据与地球系统科学、环境科学等领域的结合。

  总的来说,天气分析在提升我们对自然环境的认知、改善生活质量、辅助决策以及推动社会经济发展等方面具有重要意义。它为提供准确及时的气象预报警报服务提供了基础,提高了全社会防御灾害的能力和水平,最大程度地保护人民生命财产的安全,对经济发展和社会进步具有很强的现实意义。

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