媒体回顾天气预报发展历程：从占卜到科学(图)

4.物理学发展的大气探测是天气预报基础

　　从世界范围内看，大气探测是在物理学基础上逐渐发展起来的。

　　伽利略在1600年左右制作了玻璃管温度计，这是今天使用的水银(酒精)温度表的雏形。1643年，他的学生托里拆利制成了气压表。观测气压表使人们发现，天气的晴雨与气压变化有一定关系，当气压表中的汞柱下降时，往往预示着坏天气的到来，反之，天气将转晴，因而气压表又被叫作“晴雨表”。温度表和气压表的发明具有极其重要的意义，它使定量测量大气的基本性质成为可能。再以后，风速表、毛发湿度表相继问世，人类发明的用于天气预报的工具越来越多。

　　19世纪中期，电报以及正规的气象台站网的出现，有助于大量气象资料的积累，加快了天气预报理论的发展。20世纪初，以皮叶克尼斯父子为代表的挪威学派，提出锋面理论和气旋波理论，使预报3天之内的短期天气成为可能。这些理论成为现代天气预报理论的基础之一，不仅丰富了天气图的内容，而且使连续的天气图变成了一张反映气团、气旋等天气系统变化、移动的“连续剧”，只要跟踪观测和分析这些多变的天气系统，就可以进行天气预报了。而这个气旋发展模式不仅是中纬度天气预报的重要理论根基，更是天气预报发展史上的一个里程碑。

　　5.气象卫星开创从宇宙空间观测大气新时代

　　20世纪初期，各种气象数据还都是在地面测得的，而对天气影响巨大的各种空中气象数据还没法测得到，因此，天气预报仍然不很准确。难怪那时报天气时，总是爱用“晴间多云偶有阵雨”，无论天气如何预报的都准！

　　对高空大气的探测延长了天气预报的时效。1927年，法国人布罗和伊德拉克发明了无线电探空仪。这种电子仪器被悬挂在氢气球下升入空中，一路上将测得的气象资料用无线电信号发回到地面接收站，开始了高空气象观测。现在气球探空的方法全世界仍在沿用，气球的上升高度一般可达30公里以上。通过气球探空可以获得空中各个高度上的气压、气温、湿度以及风向、风速等数据。

　　1933年，德国人谢尔哈格开始绘制高空天气图。1939年，瑞典气象学家罗斯贝提出大气长波理论，成为现代天气预报的理论基础，也是天气预报发展史上的一个里程碑。它延长了天气预报的时效，开创了三维空间的天气分析，使制作3天至5天的中期预报成为了可能。更重要的是，它表明高空长波活动规律可以根据流体运动的物理定理，用数学的方法推导出来，使气象学走上了正确的轨道。

　　自20世纪60年代大气遥感技术兴起之后，特别是气象卫星的升空，开创了从宇宙空间观测全球大气的新时代。目前，密布的各种气象站可提供每10分钟一次的观测数据，明显提升了灾害天气的监测能力。从1988年到现在，我国已成功发射了多颗极轨气象卫星和静止气象卫星，被世界气象组织列入全球对地综合观测卫星业务序列，使我国成为世界上少数几个同时具有研制、发射、管理极轨和静止气象卫星的国家之一。

　　6.未来发展主要靠数值预报的进步

　　随着计算机技术的发展，数值天气预报应运而生。

　　1950年，美国人钱尼、挪威人弗约托夫脱和美国人纽曼首次用电子计算机制作以大气动力学为基础的数值天气预报取得成功，从此数值天气预报方法逐步成为天气预报的主要方法。

　　所谓数值天气预报，就是使用描写大气运动的数学物理方程，用计算机算出未来的天气形势。数值预报是提高天气预报预测准确率的基础。如今，数值预报水平的高低是一个国家气象现代化水平的重要标志。

　　数值天气预报是在当代大气科学与计算机技术基础上发展起来的新的天气预报技术，已经成为当前业务气象预报基础，对于预报精度、时效与内容的改进起着关键作用。1982年2月，我国第一个数值预报业务系统——短期数值天气预报业务系统，正式投入业务应用，结束了中国只收用国外数值预报产品的历史。

　　我国的数值天气预报同样经历了一个从无到有的发展过程。大致可分为20世纪50至60年代试验研究，60年代末至70年代的半自动数值预报系统，70年代末至80年代初的短期数值预报系统，80年代中期至21世纪初期的中期数值预报系统以及“十五”期间数值预报创新研究等几个阶段。

　　模式是数值天气预报的灵魂。所谓模式就是做预报时使用的一套计算公式。要找到合适的模式是非常不容易的。实际上，我国的数值天气预报模式与世界先进水平差距还比较大。利用高性能计算机进行的数值预报是现代天气预报的核心。我国正在系统开发自己的数值预报模式，但这个模式还不成熟，需要我们付出更多努力。(郭启豪)