现代天气预报的主要方法

浅谈现代天气预报的主要方法

摘要：随着科技的发展，天气预测的技术也得到了快速的发展，尤其是基于现代通信设施与数学理论的方法使得预报的准确程度

大为提高。故文章对现代天气预报的主要方法进行了介绍，并对各种方法的优缺点进行了详细的分析。

关键词：

1、引言

自从1951年英国首次运用天气图制作天气预报以来，至今只有130多年的历史。由于近代大型计算机的出现，计算技术的提高，以及气象学理论的进步，天气预报方法已获得很大发展。除了天气图预报方法日趋充实完善外，又开展了数值天气预报、数理统计预报、气象预专家系统、临近预报和单站预报等方法。综合运用这些方法，是现代气象部门预测天气最基本最有效的方法与手段。

2、天气图预报方法

2.1 预报指标法

在长期的预报实践中发现，引起某地天气变化，常常和其前期天气形势、天气过程以及某些气象要素的物理量值有关，这些物理量值的大小和出现时间就成为某地出现某些天气的“指标”。由于某种天气现象的发生往往是由多种物理因素作用的结果，因而可以将这些物理因素归纳在一起组成综合性的预报指标，即“形势加指标”的预报方法，这样往往可以提高预报正确率。但是无论怎样，

仍然不能客观、定量对天气作出准确预报。

2.2 相似形势法

一般而言，不同时间的天气图上，其天气形势和天气过程是没有完全相同的。但在大量的历史天气图中，总可以归纳出若干具有代表性的天气形势和天气过程。在预报天气时，如果当时的天气形势和过程与某一模式的前期情况相似，我们就可以参考该模式的后期形势进行预报。这种方法在60年代曾广泛推广使用，其缺点和预报指标法一样，对天气预报不客观、不定量。实际预报中不同的预报员会有不同的看法，预报效果也不够理想。

2.3 落区预报法

在制作天气预报时，把表示某一天气现象发生时的各种特征量(线)，描绘在同一张天气图上，就可以得到一个许多特征量线相互重叠的区域，这个区域就是这种天气现象最可能发生的范围。例如预报地面降水，把500hpa槽线位置、正涡度区、700hpa上升运动区、t—td≤3c区，850hpa切变线位置等，描在同一张天气图上，它们共同包围的区域，即为最大可能降水区。显然，这种方法是把引起某一天气现象发生的各种物理条件，综合加以考虑的，可以增加预报信息和提高预报正确率。

3、数值天气预报方法

数值天气预报方法，是指对描述大气运功规律的流体力学、热力学原理组成的闭合方程组，用数学方法通过高速电子计算机，对

方程组求解，得出未来大范围天气形势的一种天气预报方法。这种方法具有客观、定量化的优点，在许多方面已超过天气图方法的预报水平，特别在3天以内的短期天气预报方面，成效尤为显著。

然而，由于计算时必须对预报方程组行进简化，加上探测资料的精度还不够高、测站的密度也不够，所以数值天气预报存在一定的误差，具体如下：

（1）数值预报对于某些天气系统的预报往往偏慢

例如48小时的槽脊位置预报中，速度偏慢的句50％，预报位置正确的只占36％，其余的则偏快。所以须必进行人工修正。

（2）数值预报都有系统性误差

这是由于各种数值预报模式，对于物理过程的考虑不能和实际情况一样造成的。例如日本的两个数值预报模式中，500hpa预报图上，亚洲大陆的高度场偏低，而太平洋上的预报值偏高。

（3）数值预报对有些天气系统预报能力弱

经统计，日本数值预报对气旋的新生和移动报得比较好，特别是江淮气旋北上和渤海气旋新生，预报正确率高。对于副高和东北冷涡切断低压等一些系统，预报正确率较低；数值预报对低纬地区，预报效果较差，而对中高纬地区预报效果较好；对山地预报效果较差，平原预报效果较好。

4、数量统计方法

天气预报的教理统计方法是应用概率论和数理统计方法，对大

量的气象历史资料进行综

合的分析，从中找出预般因子与预报对象之间的统计相关规律，并运用这些规律来制作天气预报。在实际天气预报中，结合数理统计方法预报天气还有完全预报法和模式输出统计法。

4.1 完全预报方法

完全预报法除了可以利用较长时期的历史资料，建立不同地区不同季节较稳定的统计关系外，还能较好地反映局地天气的特点，具有较高的预报精度。同时，当数值预报模式改动时，建立的统计关系不受影响，不影响业务工作的进行。另外，在建立统计模型时还可吸收天气分析预报经验。也能利用完全预报的结果总结天气预报经验，加深对天气的认识。

然而，这种方法没有很好考虑数值预报的系统误差，而这些误差会直接影响预报正确率的。其次是历史天气图上许多有关的物理量资料缺乏，较好的物理量因子难以选进方程组中去。

4.2 模式输出统计方法

模式输出统计法是直接把数值预报模武的输出资料(形势场和

物理量场的预报值)作为预报因子，与同时刻的天气实况建立统计关系，来制作客观定量的预报。据吉林，上海等地的使用和检验证明，mos方法的预报效果优于完全预报。这是由于mos方法引入了其他预预方法难以引进的许多预报因子有关。如垂直速度、边界层的风和温度、三维空气轨迹等。另外，mos预报方法可以自动的调

节和弥补数值模式系统性偏差。例如，数值预报对某一槽脊系统的预报偏慢(24小时偏慢3个经度)，则根据这种槽脊有关物理量，统计其与实际天气的关系，建立统计关系式，这样就能把天气区预报在较接近实际的位置上。

但是，这种方法要求至少l-2年的数值顸报输出物理景数据，用来建立mos方程的样本资料，且数值模式一旦有了改进和变动，就会在一定程度上影响mos预报的效果，这也是mos预报的局限性。

5、结语

虽然，不同的天气预报方法各有优缺点，对复杂多变的天气难以做到百分之百的精确程度，但天气情况终究只不过是一种大气现象而已，总有其发生、发展、变化的规律，而这些规律当然也是可以为人们所认识的。相信随着现代科技的发展、人类认识手段的提高，大气演变的规律一定会被人们了解得更清楚，天气预报的水平也一定能让人们满意。