什么全球天气?

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全球气象数据,即地球上任意地点的气象数据。其包括:温度、湿度、气压、风速与风向、云量、降水等基本要素;以及由此而派生的蒸发量、日照时数等其他衍生要素。 获取这些数据的准确来源是国际气象界一直致力解决的问题之一,也是气象学者十分关注的科学问题。

目前能够获得全球气象数据的方法有两种:一种是通过卫星观测得到;另一种是通过对海洋、大气环流模式进行算后进行重构,以此作为对陆地区域的补充。

1.通过卫星测得 现代气象学的发展离不开卫星遥感技术的巨大进步。利用地球静止轨道气象卫星和极轨气象卫星,可以连续、全面、动态地监测大地貌和水汽情况,为研究气团和风场的分布提供重要依据。 目前国内使用的主要有NOAA(美国国家环境预报中心)和美国GMS(日本地球气象卫星)提供的卫星数据,两者提供的卫星云图在精度、时间间隔等方面各有优缺点。欧洲空间局也计划在2018年建立欧洲气象卫星网络,提供最新数据。 但卫星数据也有不足之处:一是由于受到传感器分辨率限制,无法取得高时空分辨率的数据;二是由于受云量和阴影影响,数据的不完整度较高。因此需要结合其他数据源对卫星数据进行补充完善。

2.通过数值方法重建 根据大气环流理论,可以在一定条件下通过计算的方法重现历史时段的大气状态,进而得到历史上的气温、降水等气象要素。这种方法称为气候的重构或气候模拟。虽然通过这种手段可以获得多年、多年代的历史演变信息,但是存在一定的局限条件并且不能实时更新。 目前主要用来填补区域历史气象资料的空白,如地震、火山喷发造成的资料缺失。

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所谓“全球天气”,主要指由全球数值预报模式所得到的天气预报,而数值预报,是当今世界预报天气的重要手段。

上世纪60年代以来,随着卫星、雷达、高空气球等天气监测手段以及计算机的发明和运用,世界各国对天气的认识和了解有了极大提高。科学家发现,大气运动遵循着一定的物理定律,各种气象要素之间的关系可以通过数学方程式的形式表达出来,利用当前的气象观测资料,经过数值方式的运算,就能得到今后一定时间内大气运动的状态。由此,以描写大气运动的方程组作为数值模式,再将实际观测资料代入模式初始场,然后用数值的方法进行积分,求得未来时刻气象要素的分布,进而得到天气预报的方法被称为数值预报。

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