天氣觀測及預防
天氣預報的由來
天氣和氣候的冷暖、風霜雨雪的變化，對人們生活、生產實踐是再重要不過的事。穿衣、走路甚至居住，都免不了要看天行事。
在長期的生產實踐中，人們與天作鬥爭，與地作鬥爭，逐漸掌握了氣象方麵的一些知識，根據物象、天象來預測天氣。
遠在3000年前的商代，我國就用甲骨文來記載關於刮風、下雨、旱、澇等的天氣情況了。這是公元前1217年商代甲骨文的氣象記錄，上麵的文字是：癸亥卜，鼎(真)旬。三月。乙醜，夕(夜)，雨。丁卯，明，雨。戊(辰)，小采日，雨，風。己(巳)，明，啟(霽)。壬申，大風自北。
對於天氣現象產生的原因，我國古代人民對一些現象作了解釋。《莊子》一書中說：“大塊噫氣，其名為風。”這說明風是由於空氣的流動而形成的。南宋的朱熹對雨的產生作了解釋：“氣蒸而為雨，如飯甑蓋之，其氣蒸鬱而汗下淋漓。”他還說過露不是降落的。李時珍的《本草綱目》中說：“露者，夜氣著物而潤澤於道旁也。”
我國古代的史書以及各地的地方誌上，都有較詳細的氣象記錄。從漢代以來，就記錄了大旱、大寒以及霜雪冰雹等特殊的氣象，特別是各朝的首都一帶地區更為詳細。
我國很早就使用氣象儀器來觀測天氣狀況了，是最早發明風向計和雨量器的國家。東漢的張衡在公元132年發明了候風地動儀。它立一根5丈(約167米)的高竿，竿上裝一隻可以轉動的銅鳥，根據銅鳥隨風轉動的方向，就可以看出是什麼風向了。這同12世紀外國書籍上記載的候風雞相似，比銅鳥的記載要晚1000年。
我國古代還有一種風向旗，在旗上係著小鈴，掛在高竿上。看看旗被吹向的方向，就知道吹的是什麼風。這同現代的風向袋相似。
我國最早使用了雨量器。在1247年宋代的《數書九章》中有記敘。雨量器大小統一標準，圓筒直徑14厘米，並有銅製的量雨標尺。
但是，在一個相當長的時間裏，除了使用少數氣象儀器外，主要依靠物象、天象來預報天氣。
到了17世紀，科學家發明了氣壓計和溫度計，而後又相繼發明了溫度計和風速儀，這樣就可定量測定某地的天氣狀況了。
氣象工作中最重要的天氣預報是怎樣誕生的呢?1854年11月14日，風暴突然襲擊黑海，風速達每秒30米，海上掀起巨浪，英法聯軍艦隊正在海上協助土耳其同俄國作戰，幾乎全軍覆滅。後來，法國軍隊的作戰部要求巴黎天文台台長勒佛裏埃研究風暴的來龍去脈。他分別寫信給各國的天文、氣象工作者，要求他們提供這次風暴發生前後幾天裏的氣象情報，收到了250封回信。根據這些報告分析，原來這次風暴來自大西洋，自西向東吹向黑海，出事前兩天，西班牙和法國首先受到影響，如果那裏設有氣象台、站，而那時已有了電報，如果把風暴的消息早日電告英法艦隊，就可以減少損失。
1855年，勒佛裏埃在法國科學院作報告說，如果建立了氣象站網，用電報集中到一個氣象總台，分析繪製成天氣圖，就可能推斷出風暴的行蹤。當時，社會上需要有關氣象消息，法國於1856年成立了世界上第一個正規的天氣預報服務係統，這比用諺語作預報又大大前進了一步。
1856年，巴黎的氣象局每天都印製出當天的天氣圖。1863年開始，在報刊上開始刊登天氣預報。很快，在歐洲其他國家也開展了氣象工作，從1914年開始，又將各國資料彙集在一起，繪製出全歐洲的統一的天氣圖。
到了20世紀40年代，無線電探空儀被發明和應用後，從此除了同時彙集的各地氣象站、台的地麵資料，又增加了高空氣象資料。有了高空天氣圖，就出現了氣壓場為中心的長波理論和氣壓係統的發展理論，它可以作出未來3～5天天氣狀況的預報。
挪威氣象學家維·比揚克尼斯首次嚐試把天氣預報問題變成數學問題，由於工作十分艱巨，沒能實現。後來，英國數學家裏查遜組織人力，花了九牛二虎之力才算出24小時的預報。由於計算過於簡單，效果也不好。裏查遜說，如果要同天氣“比賽”，每天大約要幾萬人日夜不停地計算才行。從此，就再沒有人去用數學來求解計算了。
電子計算機出現了，計算速度真神。幾萬人一天的工作量，用電子計算機來計算，隻要幾分鍾就解決問題啦。從此，氣象學家越來越完善了預報方程。在方程中，既考慮到大陸，也考慮到海洋；不僅考慮到平原、高山，還考慮到高空。20世紀50年代起，氣象學家實現了一種新型的預報方法——數值天氣預報。它完全由電子計算機計算作出預報。它既可以測算未來12小時、24小時、48小時的短期天氣，也可以預報5天、10天、15天的中期天氣。氣象學家甚至利用新發現的大氣中的一種特長的慢波，通過精密計算預報未來一個月、兩個月、三個月甚至更長時間的天氣。
華沙大學的波蘭科學家在進行國際氣象規劃的研究工作中，為近500年天氣異常性規律的預測，研製了一種數學模擬器。根據氣象學家近200年積累的大量氣象學資料和所取得的研究成果，他們進行了大量的研究和運算，並揭示了有規律的溫度變更和降水變更量，其中溫度周期數為11年、22年、90年和220年；降水量變更周期為11年、22年、75年和230年。這些周期數與太陽運動情況密切相關。他們作出了未來500年的氣候預報(隻適應於東歐各國)；最冷的冬天在2001年、2504年、2247年和2492年；特別溫暖的冬天是2151年和2360年。最酷熱的夏天在2027年、2138年、2218年、2398年和2478年；涼夏在1997年、2078年、2168年、2257年、2347年和2435年。近100年內降雨量最多的年份是在1998年。
現代化的天氣預報
現代科學技術的發展為現代的天氣預報提供了先進的裝備，先進的氣象衛星、遍布各地的雷達站網絡，以及能運算複雜天氣模型的強大的超級計算機係統，使天氣預報的準確性大大提高。
20世紀70年代末，日本使用了氣象衛星，不僅從高空可以收集到各種氣象資料，而且使氣象部門大大提高了工作效率，還提高了預報的正確程度。電視台的天氣預報也由此變得生動而形象：台風眼和它的周圍的雲層、活動範圍、方向、速度等，還有雨、雪區的移動等，一目了然。
美國的領土十分遼闊，它的氣象預報係統的規模更大。為了了解世界範圍的氣象，有四顆氣象衛星提供氣象信息。有兩顆電視與紅外線觀察衛星，它們的軌道經過地球南北極的上空，衛星上的電視攝影傳播雲的形狀和運動方向，紅外照相指示出雲層的高度和水汽所含的水分。另外兩顆同步氣象衛星位於赤道上空對地靜止的軌道上，在固定點定時拍攝地球的照片。