数值天气预报模型_天气数值预报模式分类

2024-06-19 23:49:29

1.数值天气预报的应用概况

2.预测天气的技巧

3.通常应用的主要两类天气图包括

4.天气预报是什么

5.天气符号有哪些？

6.如何进行气象预测

7.天气预报到底能有多精细

数值天气预报的应用概况

数值天气预报模型_天气数值预报模式分类

20世纪80年代，全世界已有 30多个国家和地区把数值天气预报作为制作日常预报的主要方法。就预报项目来说，已包含有气压、温度、湿度、风、云和降水量；就范围来说,已从对流层有限区发展到包括平流层的半球和全球范围;就时效来说，除1～2天短期预报外，有的国家已开展了一个星期左右的中期预报。（见彩图）

预测天气的技巧

预测天气的技巧方法如下；

（一）天气图预报法

天气图预报方法是以天气图以及其他辅助图表为工具，根据天气学原理合理推断未来天气形势和有关气象要素变化，预报未来某时段天气状况的方法。其工作程序包括气象观测、资料传递、填绘天气图、天气图分析及推断、制作出天气预报等。

1.气象观测

气象观测包括地面气象观测、高空气象观测、大气遥感探测和气象卫星探测等，统称为大气探测。由各种手段组成的气象观测系统，能监测从地面到高空，从局地到全球的大气状态及其变化。

2.资料的传递和填绘天气图

我国各观测站把同一时间观测到的气象资料编成电码用电报传递到国家气象中心。气象中心把各地的气象资料按规定的格式填入空白地图上。这张填有各地同时间的气象记录，能反映一定区域天气情况的特制地图就是天气图。天气图主要分地面天气图和高空天气图，此外还有一些辅助图。

3.天气分析和预报

预报人员根据地面天气图上各站的气压值绘等压线，分析高、低气压系统的分布，并根据温度、露点温度和天气分布，确定锋的位置，这张地面天气图就综合表示某一时刻地面锋、气旋、反气旋等天气系统和降水、大风、雷暴、冰雹等天气所在位置及其影响范围。同时在高空天气图上分析等高线和等温线并标注各类天气系统。等高线反映了高空槽脊等天气系统的位置和影响范围。根据先后几张天气图，分析天气系统的连续变化，判断它们的强度、位置、移动速度和方向等。

（二）数值天气预报

数值天气预报是实现天气预报客观化、定量化和自动化的重要途径之一，也是衡量一个国家气象科学发展水平的重要标志。

数值天气预报是在一定的初值和边界条件下，通过数值计算，求解描述天气演变过程的大气动力学方程组，预报未来天气的方法。大气动力学方程组是根据流体力学和热力学原理组成。

数值预报业务是由资料收集、译码、客观分析、预报模式计算、统计检验、产品图形输出、资料存档到传真广播等一系列环节所构成的自动化工程系统。

1.资料收集和译码国家气象中心用高速巨型计算机进行实时气象资料的收集和传输，将近百条国际、国内线路收集的全部气象资料经初步加工后存储起来，用于进一步分析。一般从观测时间开始算起，在60min内可以收集到国内地面观测资料的90%以上，在240min中内可收集到北半球绝大部分高空资料。此外，对收集到的非常规资料，如卫星遥测的温、湿、压、晴空辐射率等均进行了处理。

2.客观分析客观分析是用数值计算方法，将分布不规则的观测资料分析整理成规则分布的、适用于数值预报模式计算机需要的网络点资料的过程。它和人工分析不同，一旦给定方案，分析结果就不因人而异，故称为客观分析。

3.预报模式随着数值预报模式不断更新换代、新型高速巨型计算机的投入使用，国家气象中心的数值预报业务有了高速发展。目前，短期环流形势预报采用先进的模式，使预报时效由60h增加到72h，预报范围由欧亚地区扩展到北半球，并增加了高空物理量预报。

中期环流形势预报模式的更新，使预报范围由北半球扩展到全球，预报时效由5d提高到7d，且增加了降水量预报。1992年更新的有限区降水预报模式可预报中国及领近地区未来48h降水量和有关物理量。此外，新建立的暴雨预报模式可预报未来72h降水量和有关物理量，台风模式预报48h台风路径、海平面气压和850hPa的高度场、风场。

4.产品及其输出国家气象中心每月约有70多种数值预报产品用于气象传真广播。其中，40多种通过一级线路向全国各台站发送，其余的则通过二级线路向我国北方大部分台站传送，这些产品不仅为全国各地方台站提供了实时天气服务，而且也可供天气分析和研究使用。

全国各地方台站使用情况表明，北半球500hPa形势预报对中、高纬度天气系统，特别是对长波槽脊的移动、发展以及转折性的演变都具有一定的预报能力。对华北、东北及江淮地区的降水预报也有一定的参考价值。

（三）概率统计预报法

天气现象的发生，存在着必然性和随机性。概率统计方法是从天气现象具有随机性的一面出发，通过大量历史资料去探索其内部隐藏着的必然性，从而制作天气预报。换言之，用概率统计方法分析天气演变的统计规律以及预报因子和预报量之间的数量关系，建立数学模式，预报未来天气，这就是概率统计预报。

概率统计预报的数学模式很多，既有适应具有先进计算工具的中央、省气象台使用的统计预报方法，如线性（非线性）多元回归、平衡时间序列、判别分析、马尔可夫链、正交函数展开等；又有适于缺少先进计算工具的广大台站应用的简易统计预报方法，如列联表、多因子相关和简易回归等。

近几十年来，我国广大气象台站采用概率统计预报方法，与数值预报、天气图预报方法相结合，对提高天气预报准确率起到了一定作用。但是，由于作为概率统计预报的基础即大气随机现象的物理机制还不清楚，加之我国气象资料序列较短，使单纯的概率统计预报多少带有一些盲目性。

目前广大气象台站推广应用的动力统计预报仍属于概率统计预报的范畴，例如模式输出统计预报方法（简称MOS方法）即为该法。随着数值天气预报业务的开展和微机的普及使用，人们把较长时间积累的数值预报输出的资料（如形势场和各种物理量场）以及要素资料分别作为预报因子和对象，用统计方法建立其间的数学关系式。制作日常预报时，只需把当时的数值预报产品代入关系式，即可求得未来气象要素的预报值。

通常应用的主要两类天气图包括

通常应用的主要两类天气图包括高空图为等高面图、地面图为等压面图。

天气图是填有各地同时间的气象观测记录、能反映一定区域天气情况的特制地图。主要有地面天气图和高空天气图（等压面图）两种。天气图能显示各种天气系统和天气现象的分布及其相互关系，是分析判断天气变化、制作天气预报的基本工具。此外，有关的热力学图表、剖面图、变量图、单站图等辅助图表，有时也统称为天气图。?

天气图一般分为地面天气图、高空天气图和辅助图三类。若按其性质分类，可分为：实况分析图。按实际观测记录绘制的天气图。预报图。根据天气分析或数值天气预报的结果绘制的未来24、48、72小时的天气形势预报图或天气分布预报图。历史天气图。根据实况分析图印刷出版的一种历史资料。

此外，根据需要有时还绘制不同时段（如旬、月、年）某气象要素平均值分布情况的平均图、对平均值的差值分布情况的距平图等。

高空天气图也称高空等压面图或高空图。用于分析高空天气系统和大气状况的图。某一等压面的高空图填有各探空站或测风站在该等压面上的位势高度、温度、温度露点差、风向风速等观测记录。

根据有关要素的数值分析等高线、等温线并标注各类天气系统。等压面图上的等高线表示某一时刻该等压面在空间的分布，反映高空低压槽、高压脊、切断低压和阻塞高压等天气系统的位置和影响的范围。

天气预报是什么

天气预报就是对未来时期内天气变化的预先估计和预告。

“天有不测风云”，这句话充分说明了天气预报的难度。随着科学技术的发展，天气预报的准确率在不断提高，人们根据天气预报，可以适时安排生产和生活，使气象为国民经济建设服务，减少气象灾害的损失。

天气预报是根据大气科学的基本理论和技术对某一地区未来的天气作出分析和预测，这是大气科学为国民经济建设和人民生活服务的重要手段，准确及时的天气预报有利于经济建设、国防建设的趋利避害。保障人民生命财产安全等方面有极大的社会和经济效益，天气预报的时限分：1—2天为短期天气预报，3—15天为中期天气预报，月、季为长期天气预报，1—6小时之内则为短时预报（临近预报）天气预报的主要方法，目前有天气学方法以天气图为主，配合气象卫星云图、雷达图等资料来制作天气预报；数值天气预报以计算机为工具，通过解流体力学，热力学，动力气象学组成的预报方程，来制作天气预报；统计预报，以概率论数理统计为手段作天气预报。以上各种有时互相配合、综合应用，并广泛采用计算机作为工具。

天气符号有哪些？

天气符号是用于表示气象的一中的简易符号，一般常用于晴天，雨，雾等。

下面给大家详细展示天气预报符号图案：

晴： ?

多云：

夜晚：

雪：

天气符号一共分为两种形式，即白天，夜晚。

当气象观测员观测到某种天气现象时，即应在观测簿当日“天气现象”栏记入相应的符号，除少数现象外，并应同时记入其起止时间。以这些符号为基础，结合天气现象的强度、并存关系及某些特征，制定的可以填写在天气图上的一套符号叫填图符号。

天气预报（测）或气象预报（测）是使用现代科学技术对未来某一地点地球大气层的状态进行预测。从史前人类就已经开始对天气进行预测来相应地安排其工作与生活（比如农业生产、军事行动等等）。

今天的天气预报主要是使用收集大量的数据（气温、湿度、风向和风速、气压等等），然后使用目前对大气过程的认识（气象学）来确定未来空气变化。由于大气过程的混乱以及今天科学并没有最终透彻地了解大气过程，因此天气预报总是有一定误差的。

我国中央气象台的卫星云图，就是从“风云一号”等气象卫星摄取的。利用卫星云图照片进行分析，能提高天气预报的准确率。天气预报就时效的长短通常分为三种：短期天气预报（2～3天）、中期天气预报（4～9天），长期天气预报（10～15天以上）。中央电视台每天播放的主要是短期天气预报。

古代主要是根据阴阳五行的原理来进行，简单的说古代的中国人把世界万物分为金、木、水、火、土五种形式再加上阴阳两种状态（这种分类也不是死板的，也是在变化的），根据阴阳五行的自身状态和转化规律进行预测。

日历里面的农历节气就是老祖宗留下的天气预报。

钦天监具有观察天象，推算节气，制定历法的作用。

秦、汉至南朝，太常所属有太史令掌天时星历。隋秘书省所属有太史曹，炀帝改曹为监。唐初，改太史监为太史局，嗣曾数度改称秘书阁、浑天监察院、浑仪监，或属秘书省。

开元十四年（726），复为太史局，属秘书省。乾元元年（758），改称司天台。五代与宋初称司天监，元丰改制后改太史局。辽南面官有司天监，金称司天台，属秘书监。元有太史院，与司天监，回回司天监并置。

明初沿置司天监，旋改称钦天监，有监正、监副等官，末年有西洋传教士参加工作。

清沿明制，有管理监事王大臣为长官，监工、监副等官满、汉并用，并有西洋传教士参加。乾隆初曾定监副以满、汉、西洋分用。后在华西人或归或死，遂不用外人入官。?

公元前650年左右巴比伦人使用云的样子来预测天气。公元前340年左右亚里士多德在他的《天象论》中描写了不同的天气状态。中国人至少在公元前300年左右有进行天气预报的纪录。古代天气预报主要是依靠一定的天气现象，比如人们观察到晚霞之后往往有好天气。这样的观察积累多了形成了天气谚语。不过许多这些谚语后来被证明是不正确的。

数值天气预报是利用大气运动方程组，在一定的初值和边值条件下对方程组进行积分，预报未来的天气。1921年，Richardson第一次尝试用数值的方法预报天气。因为计算工作量极为庞大，他组织了大量人力，设计了详细的计算表格，才得以完成，然而得预报结果却与实际大气的变化严重不符，其原因是没有处理好大气中高频波的作用。

1950年，Charney基于滤去高频波后的大气运动方程组，利用世界上第一台计算机ENIAC成功制作了24小时数值预报。随着计算机技术的发展、观测手段的进步，以及对大气物理过程认识的深入，数值天气预报已取得很大进步，成为天气预报的主要手段。尤其是60年代发射气象卫星以来，卫星的探测资料弥补了海洋、沙漠、极地和高原等地区气象资料不足的缺陷，使天气预报的水平显著提高。

如何进行气象预测

简单介绍一下吧：

气象预报现在又两种方法：主观预报和客观预报方法。

主观预报：就是利用天气图等资料，根据天气形势来判断未来的天气。

客观预报：利用方程建立模型，采用定量的方法预报天气。

现在的预报往往采用主观预报和客观预报相结合的方式。因为客观预报方法无法代替人的智慧，特别是预报员的经验非常重要。

举个例子：

1、分析当天的天气图，发现某地上有有降水，就采用外推法预测下游一定时间以后有降水。这就是简单的外推法，属于主观预报。

2、利用全球气象数据，采用动力学数值模式制作预报，得到的结果就是客观预报预报方法。

天气预报到底能有多精细

1. 智能网格预报之“网格篇”

智能网格预报虽然是近些年才走入公众视野的词汇，但其技术发展却不是从近些年才开始的。

天气预报是不断从定性预报、描述性预报向数字化、格点化预报发展的。

比如，原先气象部门发布的城镇天气预报，内容只包括2400 多个城镇的天气现象、高低温和风速风向预报，频次也只是一天三次，预报的时间精度和空间精度不够高。2012 年，国家气象中心推出了一个新的预报产品，即大城市精细化预报，该产品把全国省会城市、计划单列市24 小时内的天气预报进行细化，每6 小时开展一次预报，降水量报到毫米，但即便这样也不够精细，不能满足各行业及公众的需求。

需求推动了业务的发展。2010 年左右，“网格预报”这一概念被引进到我国的精细化预报业务中。

如何理解它呢？可以这样比喻，就像地球上的经纬网一样，我们可以把中国以及每个城市所在的区域分解成许多个5 公里×5 公里、甚至1 公里×1 公里的网格，

而公众就是生活在这样一个个的网格中，每个网格中的天气情况也会有所差异。

2. 智能网格预报之“智能篇”

“阿尔法”围棋（AlphaGo）三盘连胜击败长期排名世界第一的棋手柯洁，让人类对人工智能的未来既心生隐忧，又充满期待。许多行业都是如此，气象预报也不例外。智能网格气象预报的核心特征之一便是智能化。

在所有可以体现智能化的气象前沿科技成果中，最重要的是数值预报和集合预报。

高分辨率智能网格需要高分辨率区域数值预报模式支撑，

而我国目前有四套业务化运行的高分辨率模式，包括中国气象局数值预报中心研发的全球数值预报模式GRAPES和北京、上海、广东三个区域气象中心研发的高分辨率模式。

如何将它们放在一个盘子里随取随用？

中国气象局在上海建立了一个数值预报云（目前正在升级为智能网格预报云），将这四种核心气象预报模式放置在云端，

全国气象部门通过数值预报云客户端均可至“云”上快速共享高分辨率的数值预报模式产品。

在“取用”的过程中，各省级气象部门开展对模式的数据处理、诊断分析、解释应用、交互订正，形成省级网格预报产品。由于省级制作的网格预报将是未来全国智能网格预报的主要组成部分，因此，这朵“云”意义重大。