厲害了，我的天氣預報

科技 07-25

出去玩嘍！太好了！趕緊收拾行李：零食、手機、鑰匙、錢包……等會兒，你好像忘記了什麼重要的事情——查天氣預報！要知道，夏季的天氣像孩子的臉一樣，說變就變，萬一碰上打雷下雨，淋成落湯雞可就不好了。可是，看著手機APP里顯示的天氣數據，你心裡突然冒出一個大大的疑問：天氣預報信息是怎麼得來的呢？

此刻，你無窮無盡的想像力在腦袋裡開始了一段馬拉松：在這個地球上的每個城市，都隱藏著一位了不起的神運算元，他們每天定時定點守在自家窗前聽風雲、觀天象……最後輕輕掐指一算，天氣預報的數據就出來了。一定是這樣的！

呃，這個想法看上去很不靠譜，不過大概思路還是對的，天氣預報信息的確是通過觀測、計算得出來的，只是這個過程要比你想像的複雜得多！有多複雜？咱們還是請一位你所謂的「神運算元」——氣象觀測員來詳細地解釋一下。

天氣預報誕生記

天氣預報製作發布是一個十分複雜的過程，每一則預報信息在和大家見面之前，都要經過氣象觀測、數據收集、綜合分析、預報會商，以及預報產品發布五個環節。

第一步：氣象觀測

作為一名氣象觀測員，練出一身僅憑肉眼便可觀雲識天氣的過硬本領當然是少不了的。不過，在科技如此發達的今天，有很多的秘密武器可以幫助我們獲得更準確的氣象數據。

目前，我國已經建有一套天基、地基和空基相結合的氣象立體觀測系統，能夠全方位、全天候地為我們提供全國各地的基礎氣象數據。在這套觀測系統中，有不少高科技含量的神奇觀測道具呢！

氣球「偵查員」

這隻大氣球可不是誰的玩具，而是我們專門派去刺探高空「軍情」的「偵查員」。氣球底部掛著一個叫做探空儀的盒子，用來探測高空中的溫度、濕度、氣壓、風向和風速等天氣信息。

氣象雷達

地面觀測站的氣象雷達是監測雲、雨的好手，它能通過天線主動向天空發射無線電波，如果電波在空中遇到了雲、雨，或者冰雹的阻礙，就會被反射回來。雷達接受器接到反射信號後，計算機系統會據此繪製出一張雲圖，這張圖就會清楚地顯示出哪裡有可能出現造成暴雨的「危險」雨雲。哎呀，東邊有片雲彩馬上就要下雨了，出門別忘帶傘啊！

人造氣象衛星

在看似空無一物的天空中，每時每刻都有好幾雙「眼睛」在緊緊盯著地球，這些「眼睛」就是專門用來進行氣象觀測的人造衛星。目前我國在軌運行的氣象衛星有7顆，它們身上攜帶的各種氣象遙感器，能接收和測量地球及其大氣層的各種波，並將它們轉換成電信號傳給地面站。這些電信號被複原繪製成各種雲層、地表和海面圖片，經進一步處理和計算，就能得出各種氣象資料。

最牛「地球攝影師」——風雲四號

2016年12月11日，我國發射了第二代地球同步軌道氣象衛星——風雲四號。2017年2月20日，風雲四號為我們帶來了它拍攝的首張東半球彩色高清雲圖，圖像有效監測了我國及周邊地區的重要氣象數據，其中青藏高原上的湖泊、赤道附近熱帶對流、喜馬拉雅山脈的積雪紋理均清晰可見，空間分布範圍一目了然，這意味著這位「地球攝影師」可以為我們提供更加準確的氣象觀測數據，使天氣預報的結果更加準確。風雲四號的觀測能達到如此的精準度，還要歸功於它身上搭載的三大神器。

神器一：多通道掃描成像輻射計

這個神器就像是風雲四號的「千里眼」，能看出地表和雲層的細微變化，右邊這張高精度的東半球高清雲圖，就是由它拍攝的。

神器二：干涉式大氣垂直探測儀

地球大氣層有1000多千米厚，想分層弄清大氣層的形狀可不容易。在探測儀的幫助下，我們能夠輕鬆地看到大氣層的「內心」發生了什麼，它能像CT切片一樣，把大氣層在垂直方向上切層，獲得每一層的溫度、濕度等數據。這種大氣垂直探測儀，能夠有效彌補傳統的探測氣球在海洋區域及偏遠地區無用武之地的缺憾。

神器三：閃電成像儀

閃電的持續時間很短，通常只有幾十微秒，比人眨一下眼的時間還短，衛星很難拍攝得到。而閃電成像儀每秒鐘可以拍攝500張閃電圖，並探測閃電的頻次和強度，這將有利於科學家監測閃電，預防閃電帶來的強對流天氣對我們的日常生活造成影響。

第二步：數據收集、數值預報

有了基礎的氣象數據，下一步就是將這些數據通過高性能的計算機，代入描寫天氣演變的方程組，未來的天氣情況很快就會被計算出來。你沒有聽錯，天氣預報就是通過那些在數學課上讓你頭疼不已的方程式求解出來的！不過，計算天氣的這組方程，是根據自然界天氣變化的節奏和規律總結出來的，比起你在課堂上學的那些，可要複雜多了！

計算結果出來後，經過各級氣象台的計算機再次處理，就會變成反映天氣實況的各類天氣圖表，供我們預報員進行分析使用。

第三步：綜合分析

有了各類反映天氣實況的天氣圖後，我們就要開始研究天氣圖表了。這時，我們會結合氣象衛星、雷達探測等的資料，進行綜合分析，然後做出判斷，預測未來不同時間段的具體天氣情況。

第四步：預報會商

預報會商是做出天氣預報的最後一個關鍵步驟，由於影響天氣的原因有很多，比如溫度、季節、位置、輻射、濕度、人為、地勢等因素都可能會影響接下來的天氣情況，因此，預報員必須集思廣益進行討論，就像醫生給病人會診一樣。而我們頭兒——主班預報員則會對我們的預報意見進行匯總，經過綜合分析，然後對未來天氣的發展變化作出最終的預報結論。

第五步：預報產品發布

做出天氣預報結論後，這些訊息就會被發送到電視台、網站、報紙、手機客戶端等等媒體和大家見面。

古人如何觀雲識天氣

在早期農耕時代，農作物的收成如何，可是全要看「老天爺」的臉色的。於是，聰明的古人在耕作實踐中認識到雲和天氣之間有著密不可分的聯繫，於是開始觀察、研究雲的變化以預報天氣。中國是世界上較早對雲進行觀測記錄和分類的國家之一，早在三千年前的甲骨文中，就已經有很多關於雲霧的記載。在沒有天氣預報的古代，人們是怎麼判斷和預測天氣的呢？快來認識一下古人用來預測天氣的工具及書籍吧！

唐堯陶寺古觀象台