中期數值天氣預報是隨著大氣探測、計算機和通信技術及氣象科學發展起來的。由於一些災害性天氣均為中期天氣過程,所以從20世紀70年代以來,世界上一些發達國家都加強了對時效為10天左右的數值天氣預報的研究和試驗工作。

我國是世界上自然災害最多的國家之一。暴雨、台風、寒潮、暴風雪等災害都給國家和人民帶來了巨大的損失。因此我國的中期數值天氣預報係統的研製極為迫切。經過科技工作者的努力,1991年我國第一代具有中等分辨率的中期數值天氣預報T42L9業務係統投入使用,並開始向全國各級氣象台(站)發布中期天氣形勢分析報告。幾年後,我國第二代中期數值天氣預報T63L16業務係統研製成功。該係統預報水平可與當代中期數值預報的最高水平ECMWF(歐洲中期天氣預報中心)預報模式媲美。它以我國自行研製的銀河—Ⅱ巨型計算機(四台計算機,每秒可運算10億次)為主,配接有各種不同的計算機。此係統包括要素庫、預處理、客觀分析、初值化、預報模式、圖形係統、業務監測係統等部分。中期數值預報產品通過工作站,以各種形式輸給中央氣象台預報員使用,各大區域中心和省、地氣象台也可以收到其傳送的資料。不用說,中期數值預報的產品通過加工處理後,可以在各級新聞媒介播出。總而言之,我國的中期數值天氣預報水平已經接近於國際先進水平。

聲音、花香與氣象預測

眾所周知,大自然的聲音和花香,都是借助空氣這個媒介傳遞給人的聽覺和嗅覺的,因而空氣的物理屬性(例如“溫度”)對聲音和花香的傳播肯定有一定的影響。反過來說,利用聲音和花香的傳播情況,也可對某些氣象要素進行預測。

聽聲音,測天氣

聲音是發聲體以聲波的形式所進行的力量傳播。一般來說,聲音傳播的距離大或是速度慢,能量消耗就大,倘若聲波的能量全部消耗在傳播途中或是聲波改變方向,人的耳朵就聽不到聲音了。

研究表明,聲音的傳播速度與溫度是成正比的,在近地層中,當氣溫隨高度增加而降低時,聲音的傳播速度隨高度增加而減小,聲音的射線就會向上彎曲(俗稱“聲音起飛了”);反之,當氣溫隨高度增加而升高,聲音的傳播速度就會隨高度增加而增加,聲波射線呈向下彎曲狀,給人的聽覺就是“聲音在下沉”。

在陰雨天氣的白天,空氣溫度相對較低,越靠近地麵,空氣溫度越高,聲音的射線向空中彎曲,因而地麵上的人就不容易聽到遠處的聲音。在天氣晴朗的傍晚,太陽落山以後,地麵熱量開始向空中輻射,使得在一定範圍內,空氣溫度隨著高度增高而上升,聲音射線向下方彎曲,聲能多半沿地麵傳播,能量損失小,人耳便容易聽到聲音。

聞花香,知冷暖

在花圃或公園裏工作的人多有這樣的體驗:當氣溫較高時,隨處都可聞到花的香氣,而且香氣較濃;而當氣溫較低時,則隻能在花的附近才能聞到香氣,香氣也比較淡。花香的濃淡,真的與氣溫有關嗎?

要回答這個問題,先得弄清“花香”是怎麼回事。原來,在大多數花卉的花瓣裏,有一種油細胞,能不斷分泌出有香味的芳香油。這種芳香油易揮發,擴散到空氣中的芳香油分子,刺激人的嗅覺器官產生芳香的感覺,這就是花香。所謂的香氣濃淡,不過是進入人的鼻孔中的芳香油分子的多少罷了。實驗證明,當其他環境因素(如風力、溫度、空氣懸浮物)完全相同時,芳香油分子的擴散快慢主要受氣溫的影響。氣溫越高,分子無規則運動的速率越大,擴散進行得也就越快。當然,擴散快慢還與花卉本身分泌的芳香油分子密度(也即花卉品種)有關。

正是因為氣溫對花香擴散有較大的影響,所以古人常常用花香的濃淡來判斷氣溫的高低。南宋詩人陸遊在《村居書喜》中有兩句詩:“花氣襲人知驟暖,鵲聲穿樹喜新晴。”詩人用物候現象推測天氣情況,現在看來,也頗有些科學依據。

專家係統向我們走來

天氣預報的製作過程離不開氣象專家。他們或者在某一領域有特殊的專長,或者在不同領域方麵有特別的宏觀把握能力,但是你可能沒有聽說過一個叫天氣預報“專家係統”的東西,它不是真正活生生的專家,而其實際能力卻又類似於專家,甚至超過了專家。