天气预报怎么来历?

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天气,是人们生活中最常见的话题之一,每天关注着天气变化,生怕自己的出行受到恶劣天气的影响。如今我们随时随地都能获取到最新、最精准的天气预报,但是您知道吗?这看似简单的天气预报,其背后有着怎样的原理和过程呢? 今天小编就为您揭秘! 首先来简单介绍一下预测天气的原理: 气象学家通过观测发现,大气中的水汽、二氧化碳等气体含量与温度有着密切的关系;另外,大气中的气流运动与气压变化也有必然的联系。因此可以建立关于这些参量的数学模型,进而推算出未来一段时间内的天气情况。 然而,这样的预测仅仅满足了“为什么有天气”的疑问,却没能解释“如何得到天气”的过程。这是因为影响气象变化的因子有很多,难以用单一的数理逻辑进行阐释。气候的变迁具有时间和空间上的不确定性,给天气预报带来了更大的挑战。

面对如此复杂的气候变化现象,科学家们并没有放弃。近年来,人工智能、大数据等技术在气象领域的应用为破译天气密码提供了新的思路。 在利用计算机模拟天气的过程中,科学家需要先设定初始条件,主要包括地理参数(经纬度、海拔等)、大气参数(水汽密度、温度等)以及前期气候状态(过去24小时气温、湿度等)。只有确保初始条件的准确性,才能构建出真实可靠的未来天气形势。 除了初始条件以外,科学界公认的能够较好描述大气运动的公式是诺亚·塔菲尔方程组(Noe Taffel Equation)。这个由六部分组成的方程组描述了气体分子在移动过程中与其他分子发生碰撞时能量的变化情况。

该方程组的解题过程相当复杂,需要使用计算机进行大量计算,且存在迭代现象,即每次算出的结果都要作为下一次计算的初始条件,从而不断接近真实的气象变化情况。 目前,我国已建立了完善的天气预报业务体系,能够提前24个小时准确发布明日天气状况。而在未来的发展中,结合人工智能、大数据等新兴技术,将有可能突破时间限制,实现“实时预报”,为防灾减灾提供更有力的保障。

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