猜老天爺?shù)南敕ǹ茖W(xué)家怎樣預(yù)測未來天氣
運用統(tǒng)計學(xué)的方法,就是從幾十年甚至上百年的氣象資料中,找出歷史演變的特征,推算出未來氣候變化的基本規(guī)律和趨勢,從而預(yù)測接下來一段時間,什么氣候事件出現(xiàn)的概率最大。
描述刮風(fēng)下雨,文學(xué)家用的是風(fēng)花雪月的語言,氣象專家用的卻是數(shù)學(xué)語言。
天氣預(yù)測還有一種方法是動力學(xué)方法,任何一種運動實際上都能用數(shù)學(xué)和物理的方法描述出來,大氣運動也不例外,套用一個個動力學(xué)模式,就能把大氣的運動規(guī)律,用數(shù)學(xué)的語言描述出來。
說到這里,李博士給我們舉了一個簡單而形象的例子,如果我們知道一輛汽車每小時的行駛速度是60公里,下午3點朝京石高速公路出發(fā),那么就大概能預(yù)測出它是兩個小時后到達石家莊,也就是說不需要時時刻刻去監(jiān)測它,但是也能知道它的行蹤。
對天氣預(yù)測也是同樣的道理,當(dāng)氣象人員觀測到一團冷空氣,正以某個速度,從某個地方出發(fā),把這些初始數(shù)據(jù)輸入早已經(jīng)設(shè)計好的“數(shù)學(xué)方程”,就像解答數(shù)學(xué)題一樣,能得到一個解,也就是未來的天氣預(yù)測。
在李博士手中有一個資料對比圖,2003年淮河流域發(fā)生大范圍降水,后來的實際觀測數(shù)據(jù)匯總圖,和他們之前根據(jù)預(yù)測資料做的圖示非常相像。
“當(dāng)然實際操作中,天氣預(yù)測過程是很復(fù)雜的!崩畈┦空f?諝饬鲃硬幌衿嚹菢佑泄潭ǚ较,空氣是向四面八方流動的,氣象專家在設(shè)計這些“數(shù)學(xué)方程”的時候也會考慮到這些因素。如果空氣行進途中有一個大山,也要考慮到如何把它描述出來;太陽輻射地面,有人的時候是如何輻射,沒有人的時候是如何輻射地面?這些因素都要考慮進去,所以“數(shù)學(xué)方程”設(shè)計時也十分復(fù)雜。
空氣運動無國界,要監(jiān)測全球的氣候變化,再對天氣進行診斷。
在利用這些“數(shù)學(xué)方程”進行預(yù)測之前,氣象工作人員最主要的工作還是對大氣進行監(jiān)測和診斷,以便獲得豐富的初始數(shù)據(jù)。
國家氣候中心每天監(jiān)測的不僅僅是中國境內(nèi)的氣候變化,還有全球氣候的變化。因為空氣流動是無國界的,今天正在影響我國的一團空氣,可能一個星期前正在歐洲,如果要預(yù)測一個月之后的天氣,不僅僅是中國局部地區(qū)的大氣運動會帶來影響,可能更多的是即將運動過來的外部空氣的影響。
全球監(jiān)測資料從何而來?這就需要國際氣象組織(WMO)的協(xié)調(diào),在每天某一個固定時間,可能是早晨8點,全球各成員國同時開始觀測,馬上發(fā)布數(shù)據(jù),可能9點到10點國家氣候中心就能獲得全球的一手氣象資料。從地面到高空,十幾公里不同層次的各種氣象要素數(shù)據(jù),包括風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度等。
有了監(jiān)測數(shù)據(jù),氣象專家再對天氣進行診斷和預(yù)測,李博士笑著說:“我們通常也把天氣當(dāng)成自己的病人,不過我們和醫(yī)生的不同之處在于,醫(yī)生可以根據(jù)病人的病情,給他打針、吃藥,想辦法治好他,但是從人與自然的角度來說,我們難以對天氣實施大的‘手術(shù)’,人類對自然的改變非常有限,比如實施小范圍的人工降雨、人工消霧等,一般很難阻止災(zāi)害天氣的發(fā)生!
當(dāng)然,除了科學(xué)數(shù)據(jù)外,也有其他預(yù)測天氣的方法。在此介紹一些比較可信賴的方法。
天候徵候預(yù)測天氣
輕浮飄動快的云,顯示有風(fēng)
輕浮快飛而低空的云,密集層云,有風(fēng)有雨的現(xiàn)象
烏黑的云,顯示有雨
輕薄的云,成為松軟的云堆,預(yù)見好天氣
稠密形似直的云,有白光照射,雨將降落,且有風(fēng)助勢
似霧的濕云,云層高高低低,顯示風(fēng)吹和雨降
云層由高而低的飛動,顯示風(fēng)向
濃云密怖不見天日,風(fēng)雨即至
清晨天際灰色或晨間大霧,是晴天徵兆
日落時天色紅黃,沉落時太陽特別大,是晴天預(yù)兆
晚間彩虹出現(xiàn),月明星朗是晴天預(yù)兆
清晨天空呈紅色,或云層低暗,或有虹,是下雨徵兆
空氣潮濕,炊煙低垂,將下雨
看遠山覺得很近,聽遠聲覺得很清晰,會下雨
廁所臭氣突增,帳篷緊縮,將下雨
卷云逐漸加厚且下降,將有移動性暴風(fēng)雨
積云體積增大并迅速加厚時,可能有局部陣雨或暴風(fēng)雷雨
碎云迅速移動,將生暴風(fēng)
積云呈灰白色,而日光穿云為云眼,將有陣雪或冰雹,此現(xiàn)象在冬季或超過3000公尺以上的山地常見
黃昏前有薄霧,將有陰雨.晨間草上露水特別多,天將晴朗,反之則陰雨
黃昏時,東方閃電將有強風(fēng),南方閃電天氣晴朗,北方閃電則有陰雨
虹在東方表天氣晴朗,西方則有陰雨
太陽四周焦熱,將有陰雨,月亮則有強風(fēng)
春、秋、冬吹西風(fēng)是晴天,吹南風(fēng)或東風(fēng)會下雨。
夏天吹南風(fēng)是晴天。
盛夏打雷連續(xù)三天。
秋雨感覺涼爽,天氣就會變好;悶熱臺風(fēng)就快接近。
秋天落日時感覺冷,翌日放晴。
秋空明朗是是翌日下雨的預(yù)告。
早下出現(xiàn)彩虹是下雨的前兆;黃昏有彩虹,翌日就放晴。
比平常美麗的夕陽是下雨的預(yù)告。
很遠的島或山景色明朗看得見時就會下雨。
一等星在頭上閃爍天氣就會惡化。
早上下霜那天是晴天。
陽光照射強烈而悶熱,沒有風(fēng)的夏天,入道云出現(xiàn),則容易發(fā)生打雷。
東風(fēng)是天氣惡化的前兆。
噴煙向北西、北方或西方隨風(fēng)飄動就會降雨,向南飄動則會放晴。
冬天太平洋側(cè)刮南風(fēng),天氣就惡化。
冬天惡劣的天氣不會持續(xù)太長久,最多不過二、三天。
禽獸徵候預(yù)測天氣變化
鳥雀低飛,爭棲,下雨之兆
魚躍水面,螞蟻搬家,青蛙亂鳴,蜻蜓低飛,下雨之兆
鳥類高飛,海鳥向河上飛翔是晴天徵兆
雌雞登高抱曉是晴天徵兆
蜘蛛張網(wǎng)屬於是晴天徵兆
斑鳩早晨與黃昏前鳴叫,表天將晴朗
畫眉在早晨,中午,黃昏前鳴叫,天將晴朗
烏鴉鳴叫,天將陰雨
貓在陰雨天喝水,天將連續(xù)陰雨
蜘蛛忙於做巢就快要下雨。
蟋蟀很熱鬧的叫啼的晚上,翌日是晴天。
烏鴉啼聲比平常小的時候會下雨。
松頂頭笠縮短則快下雨。
地面蚯蚓爬出來就是下雨的前兆