天氣預(yù)報(bào)的發(fā)展歷史

1、1第三章天氣預(yù)報(bào)發(fā)展歷程北京大學(xué)錢維宏引言天氣預(yù)報(bào)作為一種信息與人們的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)。天氣預(yù)報(bào)從定性描述到逐步定量預(yù)測經(jīng)歷了幾千年的發(fā)展歷史。發(fā)展的過程也是對自然認(rèn)識得到提升和預(yù)測方法不斷完善與建立的過程。第三章從天氣預(yù)報(bào)要回答的基本問題出發(fā)，依次綜述了古代天氣預(yù)報(bào)、早期天氣預(yù)報(bào)、近代天氣預(yù)報(bào)和現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)的發(fā)展歷程，最后提出了未來天氣預(yù)報(bào)中思路更新和方法改進(jìn)的可能。3.1天氣預(yù)報(bào)天氣預(yù)報(bào)天氣預(yù)報(bào)要回答兩個基本的問題，即什么是天氣和

2、天氣要預(yù)報(bào)什么？什么是天氣，事關(guān)天氣的定義。天氣要預(yù)報(bào)什么，事關(guān)天氣預(yù)報(bào)的內(nèi)容。3.1.1天氣的定義天氣的定義天氣是多氣象要素（溫度、氣壓、濕度、風(fēng)等）隨時(shí)間的連續(xù)變化及其產(chǎn)生的各種現(xiàn)象（如云、雨雪、雷暴、霧霾、沙塵暴等）。對這些氣象要素的變化和出現(xiàn)的現(xiàn)象，人們都是可以感知的，如人們可以感知?dú)鉁赜?4小時(shí)的日變化（午后熱，清晨涼）和不同日之間的變化（寒潮降溫和高溫?zé)崂耍?。天氣和氣象要素變化是與中尺度—天氣尺度（200～2000km）系統(tǒng)

3、的生消和移動相聯(lián)系的。因此，天氣系統(tǒng)的移動速度和生命期決定了局地天氣變化的時(shí)間尺度，或天氣過程。圖1是氣旋天氣系統(tǒng)的移動與消亡（錮囚）過程[1]，云雨區(qū)和冷暖風(fēng)向變化是隨天氣系統(tǒng)的移動而變化的。3但實(shí)際上做不到逐日，只能大致預(yù)報(bào)出天氣過程。根據(jù)大氣變量的過去信息、當(dāng)前信息和數(shù)值模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品中的信息推斷10天到30天的天氣（如降水或冷空氣）過程，把它稱為延伸期延伸期天氣預(yù)報(bào)。由此看來，天氣預(yù)報(bào)包括了四個時(shí)間長度，依次為：短時(shí)（0~幾小時(shí)）

4、、短期（1~3天）、中期（4~9天）和延伸期（10~30天）。對這四個時(shí)間長度的預(yù)報(bào)，目前已經(jīng)有了一些方法，也具有了一定的預(yù)報(bào)能力[2]。能夠有今天的天氣預(yù)報(bào)水平，已經(jīng)經(jīng)歷了幾代科學(xué)家的努力。他們的創(chuàng)新思想和創(chuàng)新理論形成的創(chuàng)新方法才贏得了現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)原理的建立與應(yīng)用。回顧和客觀地評價(jià)這些科學(xué)家們對天氣預(yù)報(bào)做出的功績，目的在于激勵后來者的奮進(jìn)與預(yù)估未來創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法的涌現(xiàn)。3.2古代天氣預(yù)報(bào)古代天氣預(yù)報(bào)“人無遠(yuǎn)慮，必有近憂”。自古以來

5、，我們的祖先不斷在勘察自然的真相，渴望能預(yù)知未來。3.2.1中國古人的天氣預(yù)報(bào)中國古人的天氣預(yù)報(bào)按照“天命論”的觀點(diǎn)，日出日落和潮漲潮落是周而復(fù)始的自然周期變化現(xiàn)象。人們對這些周期性變化能夠做出較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。然而，人們又常常看不到規(guī)則的日出日落和潮漲潮落。這時(shí)，人們又指望能預(yù)先知道那些不規(guī)則的現(xiàn)象。自古以來，中國知識分子關(guān)注著對天文、對地震和對氣象的預(yù)測。古代思想家董仲舒提出了“屈民而伸君，屈君而伸天”的口號。前句是要臣民服從皇帝。后句

6、是要皇帝聽信天意。天意給皇帝的行動有了制約。這些天意多來自對天（如日食）和對地（如地震）的不認(rèn)識，對極端天氣和異常氣候，如雷電、旱災(zāi)、水災(zāi)、火災(zāi)、蝗蟲災(zāi)害等的不可預(yù)測。對自然災(zāi)害的上（皇帝）下（臣民）無知為臣民們發(fā)表意見大開了方便之門。早期，天文和氣象是不分家的。天文和氣象都要觀測和預(yù)報(bào)。三千年前，我國甲骨文中，就有了關(guān)于天氣實(shí)況的記錄，包括風(fēng)、云、虹、雨、雪、霜、霞、龍卷、雷暴等。自從有了文字記載了大量的天氣事件后，一些知識分子終于有