衛星遙感技術
氣象衛星的估算應用比較廣泛。前麵說過,氣象衛星還能夠對農作物長勢、病蟲害及凍害進行監測,但這隻是一方麵。氣象衛星能夠對災害麵積進行估計,對農作物收成作出估算,甚至對各種資源,如漁業資源,能進行遙感探測,顯示出其獨特的本領。
舉例說,早在1991年,在江淮地區發生特大洪水時,江蘇省氣象局農業氣象中心利用接收到的氣象衛星資料,估計出江蘇省受淹農田麵積為53.3萬公頃。江蘇省民政廳正是參考了這個遙感結果來分發救災款物的。
利用衛星進行估產不是最近的事,早在二十多年前,美國為了研究國際市場的小麥價格,在麥收前兩個月,利用衛星對前蘇聯小麥進行了測算,認為蘇聯產量約為9140萬噸,結果後來進行核對,誤差不到1%。
氣象衛星是怎麼利用遙感信息資料進行估產的呢?原來,植物的綠葉是進行光合作用的基本器官。一般地說,植物葉麵積越大,光合作用就越強,經濟產量就可能越高,這是一種植物生理機製,這種生理機製反映的信息也就通過其反射光譜的不同波段反映出來。當作物葉子遭受幹旱、病蟲害時,葉片的含水量會減少,葉綠素減少,光合作用也相應減弱,此時葉綠素吸收藍光、紅光能力降低。同時,作物在不同的生長和發育階段,由於葉片的葉綠素含量和內部結構不同,它們的光譜反映曲線也會不同。根據這種原理,氣象衛星就可以捕捉到作物的生長情況,進而推算未來的收成。
美國的第三代業務極軌氣象衛星,在作物估產方麵成績不小。該衛星在運行過程中,每天有四次掃過同一具體地點,在無雲的地區,它們可以很快地反映植物葉綠素對光的吸收率和反射率,通過反射率值可以算出綠度值,通過綠度值就可以監測作物生長狀況,進而估計作物產量。
1985年我國就在天氣係統開展了遙感綜合測產項目,1990年正式投入業務運行。實踐證明,該技術對農作物的估產具有迅速、宏觀、準確的特點,可以彌補傳統農業估產時間長、效率低的不足。
利用氣象衛星遙感漁業資源的原理與小麥估產有所不同。應用氣象衛星可以用紅外遙感儀器測出海水表麵溫度,在繪出海水表層溫度分布等值線圖後,就可以根據魚類生活規律與海水溫度的關係來確定漁場位置,並繪成漁海況速報圖。美國、日本已有漁海況速報係統,它包括衛星海況圖和漁海況圖。它們可以作為漁民海洋捕撈業的重要參考。
跨世紀的造福工程
麵對災害,雖然我們有種種措施和辦法,但不管是天氣預報也好,監測也好,人工影響局部天氣也好,其實都隻是一種治標不治本的辦法。按醫學的一句話,就叫“頭痛醫頭,腳痛醫腳”。恩格斯曾有一句話說,人類對大自然的每一次索取,都會受到大自然的報複和懲罰。這一點也不為過。由於人類濫伐森林,過分采取地下水,人口膨脹,大量排入二氧化碳和二氧化硫,使世界氣候日益惡化。有科學家認為,目前的一些異常氣候現象,就與人類對氣候環境的破壞,特別是與溫室效應有關。
那麼,有人也許會問,有沒有辦法恢複原來的氣候,或者更恰當地說,能否采取人工措施去改造氣候向良性方向發展呢?當然可以。其實,如前麵幾節所述的,一些國家開始限製二氧化碳、二氧化硫的排放,就是減少酸雨和溫室效應產生的辦法,從長遠的角度來看,它們是會對未來氣候產生影響的。
可是,還有別的影響氣候的有效措施嗎?有。植樹造林,綠化家園,大量種草,興修各種水利工程就是一種可取的方法。我國在這方麵做得很有特色,如興建三北防護林,設立了一個植樹日(3月12日)。經過幾十年努力,我國的森林覆蓋率上升了幾個百分點,這是了不起的成就。實際上,植樹造林、綠化祖國,本身是造福子孫的世紀工程。過去有一句話說,“前人栽樹,後人乘涼”,不就是說增加了大氣濕度,降低了大氣溫度、使氣候好轉了嗎?
但是,改造氣候本身是一個係統工程,它需要我們的不懈努力。在大力種草、植樹、搞綠化的同時,還應合理砍伐樹木,修好各種水利設施,以利於防洪泄澇,減少植被的破壞。而且,如減少大氣汙染,限製廢氣排放量,合理用水,利用清潔能源,如風能、電能、核能等,也不是能容易做到的事。此外,由於大氣沒有國界,海水也無國界,真正要使氣候向良性方向發展,還需要全世界各國的攜手努力,單就某個國家是不行的。
絕妙的人造氣候
有利的氣候條件能使工作效率大大提高,而不利的氣候條件會使工作效率明顯下降。比如,陰雨連綿會使人情緒低落,甚至意誌消沉,從而嚴重影響人們的工作效率。大自然的氣候雖然不可抗拒,但我們卻能用現代科學方法創造有利的氣候條件,來提高人們的工作效率。為了克服不良氣候的影響,世界上許多國家出現了“人造氣候熱”。
如在法國,每當陰雨連綿的天氣,剛上班時,一些工廠在車間裏用燈光把車間打扮成旭日東升、曙光萬道的景象;臨近中午時,華燈齊射,呈現出晴空萬裏、“陽光”燦爛的氣氛;快下班了,車間裏又是一番“太陽”西沉,晚霞四射的景象。科學家們指出,這樣能振奮人的精神,使工作效率提高10%。
讓我們瀏覽一下日本大阪的一條地下街吧。這條街叫“虹”,它長1000米,寬50米,高6米。全街由4個廣場和3個商場相隔排列而成。入口處是“愛的廣場”。廣場頂部華燈高懸,地上花壇星羅棋布,四周牆壁上裝飾著以古代愛情傳說為主題的浮雕和壁畫。穿過一個商場,便來到了“光的廣場”。廣場中央是一個養魚池,廣場頂部懸掛著由1600隻彩燈組成的“星空”。池水與燈光輝映,構成一幅奇幻的圖畫。再過一個商場,便是“水的廣場”,廣場頂部2000隻噴口向下的噴射水柱,宛如懸掛的瀑布。在七色燈光照射之下,“瀑布”上映出一條弧形的“彩虹”,景象絢麗迷人。這條街因此而得名為“虹”。再穿過3個商場,便來到出口處“綠的廣場”。這裏綠樹如茵,花草滿地,顯示出一派東方園林的風格。試想,當人們置身這裏,工作效率又怎麼能不提高呢?!
“人造氣候”是當代科學的結晶。它不僅可以提高工作效率,還可以用來防治疾病。科學家們根據名山大川、海濱盆地能治病強身的道理,建立起了“人造氣候室”,用人工辦法來模擬特殊的氣象條件,治療疾病,取得了很好的效果。這是“人造氣候”的又一妙用!
氣象與商業
村越是日本一家超級市場的經理,以前,他因無法確定每天的進貨品種和數量而愁眉不展。後來,一個在氣象協會工作的朋友找到他,幫他開發了一個叫“第二天來店購物人數預測體係”的軟件。這個軟件隻要把次日的天氣預報輸入電腦,這個體係就能準確測出第二天顧客的多少。試用1個星期後,村越一掃愁容。每天下午3點,他根據“體係”測出的數據吩咐采購員去進貨,總是很合適;店裏因過剩食品造成的浪費降到了最底限度,生意越來越興隆了。
氣象學在現代經濟生活中就這樣發揮著日益重要的作用。國外已有很多企業把商業與氣象學的關係列入了必修課,企業家們則巧妙運用這門科學,更好地製定經營策略。
極小的氣溫變化對人體影響可能微不足道,但對全球經濟卻會產生意想不到的結果。假如世界平均氣溫下降1℃,那麼:
——全球棉花歉收,損失達22億美元;
——全球水稻歉收,損失達10億美元;
——全球海洋資源收入減少1862億美元。
據日本氣象專家的調查結果表明,大多數商品的銷售量都受氣溫的影響。各種商品最暢銷的氣溫是:10℃時是防寒衣料,15℃時是長袖女罩衫,20℃時是空調機、夏裝,22℃時是啤酒,23℃時是浴衣,24℃時是遊泳衣、涼鞋、拖鞋,26℃時是蚊蠅殺蟲劑,27℃時是西瓜,29℃時是陽傘,30℃時是刨冰。商場老板因地製宜,巧妙地運用氣象信息,有的放矢組織貨源、銷售,使盈利大增。
1994年武漢商場支付3000元信息費,與武漢中心氣象台簽定了氣象信息供需合同,及時得到“今年夏季氣溫比常年偏高”的信息,便果斷決定進大批空調機擴大銷售。而其他商場因無氣象信息,對一下變“火”的空調機措手不及,痛失獲利良機。武漢商場3000元信息費換來了百倍的利潤。隨著市經濟的深入發展,上海一些老板的“氣象意識”也大大增強。上海第六百貨商店的經理們“看天做生意”,把氣象預報用於決策經營。1990年他們根據上海氣象台提供的“夏季上海將出現高溫早,持續時間長”的信息,舉辦電風扇展銷會,僅20天時間,銷售額突破百萬元。
如今,國外發達國家十分重視氣象信息的利用,並把它作為衡量市場競爭能力的重要因素。德國一些啤酒公司都專門設有氣象研究室,把氣象信息做為調整啤酒銷售量的重要參數。據分析,盛夏氣溫上升1℃,啤酒銷售量增加230萬瓶,日本開發的“第二天來店購物人數預測”軟件,每天下午3點預測次日來客人數多少。預測結果表明,雨天的顧客至少要比平日減少20%。
隨著商業氣象學的悄然興趣,中外許多精明的企業家、大亨們已巧妙地利用氣象信息生財致富,僅借“雨”生財就成為商界一個景觀。
借雨促銷
有一年冬季,廣州南方大廈經理從氣象台得知來年春季廣州地區雨量多、雨季長的氣象信息後,便叫采購員打聽哪裏有雨傘供貨。采購員不知何意,奉命從事。幾經打聽,得知深圳一家公司積壓了20萬把雨傘,正苦於無法打發。經理當機立斷,要采購員將雨傘全部兜攬過來,采購員當時感到十分驚訝,將這20萬把雨傘100多萬元巨款的賭注壓在老天爺身上,簡直有點太玄了!第二年春天,果然如預報所言,廣州地區進入了多雨季節,那雨一場緊似一場。由於許多商店事先未備好貨源,城裏的人為買雨傘都紛紛往南方大廈跑。20萬把雨傘一售而空,淨賺了60多萬元。南方大廈終於以借“雨”營銷贏得了一場市場競爭的勝利。
雨中看美人
“下雨天也要打扮!”這是雨季後東京舉行的“雨季時裝大會”的口號。
他們由6名模特兒表演的“雨季時裝”,展出40款雨衣、30款雨傘、雨帽,令人目不暇接。一款由兩種顏色和花紋搭配的方雨傘,配上外套、裙褲,給人以和諧、美麗、瀟灑之感。難怪有人說,目前在東京的下雨天氣也有“雨中看美人”的情趣。雨天同樣能給商人帶來良好的經濟效益。
引雨進屋
為了“引雨進屋”,東京的一些大型體育館均利用大屋頂收集雨水,然後送至地下大水池貯存,以備急用,既解難,又省錢。
位於東京都的新建科技館,每逢舉行相撲大賽時,每天觀眾可達1.1萬人。為此每天用於冷氣機或廁所等的用水量超過200噸,一旦遇到缺水或水供給量受了限時,要舉行相撲大賽就成了問題。於是,他們從8360平方米屋頂上收集的雨水貯存於容量1000噸的地下大水池內。該館的年用水量為23700噸左右,其中雜用水9900噸,約占總用水量的40%,地下大水池總貯水量可達7200噸,約占雜用水總量70%。若按東京自來水費計算,可節約2523萬日元!雨水成了“液體黃金”。
借雨做廣告
日本著名的衣料店“越後屋”特備有很多雨傘。每逢下雨時,許多未帶雨傘的顧客或過路的人行人紛紛聚集在屋簷下或店堂裏避雨。此時店員便拿出一把把雨傘,“借”給他們,讓他們能早點回家。這些雨傘上都印有醒目的“越後屋”三個大字。客人們打著這樣的傘在雨中行走,路人都以為這滿街的“越後屋”雨傘定是流行的“雨傘新潮”或質量過硬而受青睞的商品,於是紛紛前去該店購買。即便有人“忘”了歸還雨傘也無妨,“越後屋”反倒樂得增加幾個“永久的活廣告”。店裏損失了許多雨傘,但卻引來了更多的顧客上門。
雨水出口
善於經營的日本商人發現,水在阿拉伯國家是貴重的商品。在那裏,常年數月才下一點雨,唯靠淡水解救水荒,而一瓶淡水的價格相當於40瓶石油的價格,真是滴水貴如油!於是,便著手向阿拉伯國家出口雨水,從而標誌著雨水利用已在日本顯示出獨特的價值。第一個向日本購買雨水的國家是阿拉伯聯合酋長國,該國每年的雨水進口量為2000萬立方米,主要用於農作物灌溉。此外,日本還積極擴大對其他阿拉伯國家的雨水出口,以求獲得大量外彙。
氣象與軍事
關於氣象在戰爭中的重要作用,早在中國春秋時期的《孫子兵法》中就有論述:
“兵者,國之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也。故經之以五事,極之以計而索其情:一曰道,二曰天,三曰地,四日將,五曰法。”“天者、陰陽、寒暑、時製也。”
這裏“陰陽”是指晝夜、晴雨等天時氣象變化;“寒暑”指氣溫高低;“時製”則是四季時氣的更替。孫子明確提出了將帥必須懂天時氣象的觀點。
從古至今,氣象戰的範例比比皆是,像諸葛亮借東風火燒赤壁,二戰中的莫斯科、斯大林格勒保衛戰,氣候都決定了戰役的結果。1941年6月22日希特勒對前蘇聯發動閃電戰,企圖10天之內占領莫斯科。然而這個戰爭狂人對冬季作戰卻毫無準備。在漫長而寒冷的冬天,德軍既無棉衣,也無取暖設備,凍死凍傷者不計其數;嚴寒還使德軍的機械裝備牢牢地凍在地上而無法使用。同時土生士長的前蘇聯士兵卻不僅適應這種氣候,還擅長雪地作戰,最終打得德軍節節敗退。
而現代戰爭節奏迅速、突擊性強的特點對氣象服務提出了更高的要求。
海灣戰爭中,美軍氣象部門在伊拉克入侵科威特不久,就完成了海灣地區的氣候分析報告,認為“對伊作戰應選擇在12月到次年的3月”,並具體分析了符合進攻條件的幾個時段,結果,1月17日發動的首次進攻獲得了成功。
氣象與體育
1968年墨西哥奧運會上,美國跳遠名將鮑勃·比蒙奮力躍出8.90米,超出原世界紀錄0.55米,著實令人咋舌。但這一成績其實是巧妙地借助了墨酉哥城的高海拔和當時2米/秒的順風。中國的朱建華就無此幸運。1987年11月在廣州舉行的六運會期間,寒流突至,一夜氣溫驟降21℃,並刮起9~10級的陣風。賽場上朱建華全身發抖,動作走樣,破世界紀錄的雄心付諸東流。
競技場上的形勢就是如此受著天氣的左右。因為天氣導致的體育悲劇也屢見不鮮。1912年斯德哥爾摩天運會的馬拉鬆比賽中,葡萄牙選手卡梅德·拉薩羅因難耐高溫而客死他鄉;1990年10月在摩納哥舉行的第2屆摩托艇世界錦標賽上,前屆冠軍卡西拉吉駕艇全速行駛時,被1.5米高的浪頭拋出海麵又打入水裏,終致船毀人亡;1984年4月初,印尼雅加達正在進行一場足球賽時天氣驟變,閃電擊中球場,1名運動員當場斃命。
氣象對體育運動的影響是多方麵的,日照、溫度、濕度、氣壓、降水、大霧,都會影響比賽。以冰上和雪上運動為例:溫度和太陽充足照射會影響雪的粘性,從而影響到高山和越野滑雪者對器具的選擇;霧和降雪會降低許多室外項目特別是高山滑雪所需要的能見度;溫度和濕度會影響滑冰、雪撬比賽中冰的質量以及人造雪的製造。在1984年薩拉熱窩冬季奧運會期間,猛烈的北風風速達50米/秒,4天的積雪量達到50~90厘米,速降滑雪比賽被迫延期。而1972年在奧地利因布魯斯克舉行的第12屆冬季奧運會上,卻因降雪不多、積雪稀少,奧地利政府不得不出動軍隊和幾百輛汽車,從意大利邊界的布倫納山運雪來建造滑雪跑道。
1945年倫敦大雪造成一出鬧劇。在一年一度的歐洲足球冠軍杯賽上,英格蘭阿森納俱樂部隊迎戰前蘇聯迪納摩隊,兩隊旗鼓相當。距下半場結束還有10分鍾時,2∶2的僵局仍未打破。這時,一場大霧突然襲來,場上一片混沌,球員看不清號碼,球門也隱入霧中,雙方都想趁亂取勝,但能見度實在太低,屢屢射門無果。眼看比賽就要結束,被罰下場的迪納摩隊球員瓦西裏心急如焚,趁裁判不備,溜入場中,一腳截住不知是哪邊傳來的球,迅速突入禁區,起腳勁射破網,緊接著,比賽結束的笛聲也響了。瓦西裏一陣狂喜。誰料裁判卻宣布阿森納隊獲勝。原來瓦西裏竟將球射入了自家的大門。
1996年是現代奧林匹克運動會誕生100周年。世界氣象日之所以選擇“氣象為體育服務”作為主題,目的在於強調天氣氣候信息對於人們的運動和休閑活動,以及有關此類活動的組織工作的價值和意義。事實上,人們已越來越重視天氣和體育之間的關係。以奧運會所需的氣象保障為例,提前數年就要由常規的國家預測網提供奧運會申辦城市的一般氣候信息;一旦承辦城市選定,便立即開始研究整理當地的特殊氣候信息,確定對各種不同比賽項目至關重要的天氣要素,為每一個運動會場提供詳細的氣候資料,作為運動員備戰訓練時的參考。
我國氣象為體育服務正式開展是在1987年第6屆全運會。但係統地進行氣象與體育關係的研究是從1983年第5屆全運會開始的。
1983年第5屆全運會原定於9月16日在上海江灣體育場進行。但天公不作美,從16日早晨開始連續下了兩天暴雨,使江灣體育場變成汪洋一片,主席台下水深齊膝,場內跑道上也有20厘米深的積水,場地四周裝上18台水泵嘩嘩向外吐水也收效甚微。為了使全國人民能在電視機旁看到隆重的開幕式,體育健兒時刻待命。體育場準備了10,000件雨衣。3個直徑4米多的特大花籃被雨淋了,人們通宵達旦趕製紙花……可惜,暴雨如注,整個計劃被打亂了。