天氣預報

【天氣預報】(weather forecast)對未來一定時期內天氣變化的事先估計和預告。天氣預報是氣象工作為國民經濟和國防建設服務的重要手段。天氣預報按預報範圍而分，有區域天氣預報和局地天氣預報。按服務對象的需要而分有日常性的公眾天氣預報和專業天氣預報。按時效的長短而分，有短期、中期和長期天氣預報。氣象台通過各種渠道及時準確地公開發布天氣預報，特別是災害性天氣預報，在保護人民生命財產，促進經濟發展等方面發揮著重要作用。天氣預報技術最初是隨著電報的發展而迅速發展起來的。到本世紀50年代初，天氣預報一直是以天氣學原理為基礎的。隨著計算技術及探測技術的發展，除常規天氣圖方法結合數理統計方法製作預報外，又將氣象雷達和衛星探測資料應用於預報業務，同時發展了數值預報方法。該方法通過確定大氣質量、能量和動量的守恆原理來預報大氣的物理過程，顯著地提高天氣形勢預報的質量，從而促進天氣預報的客觀定量化。

天氣預報業務

天氣預報業務正向更高時空解析度發展，完美的預報服務，始終以向用戶提供更高的精準度和更超前的預報信息為衡量標準，因此，發展更高時空解析度、更長預報時效的數值預報模式系統始終是天氣預報技術發展的核心任務，基於數值報模式產品的統計后處理技術和結合災害性天氣發生髮展機理的解釋應用技術，以及滿足各種需求的數字化預報技術是天氣業務現代化發展的必然要求。 

未來數字化預報體系將進一步發展格點化的客觀預報方法，提高數字化預報產品的時空精細化、預報要素的多樣化和預報準確率，在此基礎建立含災害性天氣和高影響天氣的全要素、多時效、多時次的產品體系，增強面向公眾、專業氣象的產品支持；增強數字預報業務平台的智能化、協同性的預報業務能力，提升天氣尺度和中尺度系統自動識別功能，改進格點要素預報圖形化交互訂正，支持多級協同的高時空解析度數字化預報業務流程，實現國家級、省級、地縣三級智能化的數字預報指導、反饋、協調、製作和發布。 

進入世紀，國家防災減災、保障社會經濟發展和人民安康福祉對氣象服務提出了更高的需要，發展以“數字化、精細化”為主要特徵的天氣預報技術和產品體系是實現天氣業務現代化的必然要求。也對學科理論發展和關鍵技術突破提出了更高的要求。站在天氣預報技術進步的新高度，著眼於國際氣象科技發展前沿，努力在多源資料快速更新同化和預報技術、不同尺度集合預報系統、數字化預報技術等方面積極探索、不斷創新，是推動天氣預報技術新的變革與進步的必由之路。 

軍事氣象科技工作

新型軍用高空探測設備、野戰氣象儀、軍用地面多要素氣象遙測設備、自動氣象站等，為軍隊氣象觀測提供了新的手段，使軍隊氣象觀測探測工作逐步從傳統的人工作業方式向現代化的自動化遙感遙測方向發展；數字化天氣雷達、多普勒天氣雷達和先進的雷電探測設備研製成功並應用，進一步提高了對危險天氣、災害性天氣的監測能力；衛星電視氣象數據廣播網、公用數據網的開通，以及重點地區的衛星通信網開始建立，使氣象通信技術手段發生重大變革，氣象信息的傳遞速度、覆蓋範圍、時效和質量明顯提高；氣象觀測數據處理、天氣圖自動分析填繪、衛星雲圖自動接收處理、氣象資料庫等業務自動化系統的應用，使氣象信息分析處理能力明顯增強；利用銀河一Ⅲ巨型計算機進行的數值天氣預報以及先進的長期天氣預報系統明顯提高了氣候預測水平，使天氣預報和氣象保障的數字化進程明顯加快；新型野戰機動氣象保障裝備，在重大軍事演習中發揮重要作用；軍事氣象學科建設和高技術局部戰爭氣象保障理論研究取得的豐碩成果，為軍隊氣象事業發展提供了有力指導，促進了軍事氣象保障能力的提高。 

農業防災減災

信息技術的進步，新型氣象設備的應用，氣象預報人員的技術提升，都在不斷提高天氣預報的精確程度。因此，要應用好長期預報抵禦乾旱、洪澇低溫冷害、霜凍等自然災害。長期氣候預報可以對一定時間內所出現的氣象變化進行預測，如什麼時間會出現低溫，什麼時間段會出現乾旱，什麼時段可能出現洪澇，什麼時候有霜凍，由此可以根據預報採取針對性措施進行預防。如針對旱澇氣候可以興修水利，使農田的排澇、抗旱能力增強。植樹造林、退耕還草、退耕還林，改變區域氣候，減少惡劣天氣的發生率。而且長期預報可以為農業的生產規劃有一個提前的指導，耕作中根據氣候特點選擇植物品種、種植時間、種植結構等。長期預報既能給人提前預防災害的時間準備，又能合理利用天氣變化特點選擇種植類型，提高農業產能。 

新型的多普勒天氣雷達技術應用於農業天氣預報，對短時預報、短期預報的預測準確性，都有一個非常明顯的提高。通過這種雷達監測技術，可以實時監測中小尺度強對流天氣的變化情況和移動方向，保證天氣預測精準度，減少農業災害。而且這種天氣預報技術還可以應用於其他生活領域，如市政交通、應急指揮中心、農業、水務等，形成預警聯動機制。利用短時、臨近天氣預報可對區域內的天氣進行了解，若出現乾旱時可以利用高炮、火箭人工影響天氣作業進行人工增雨，若出現冰雹天氣，還可以通過人力干預進行防雹。目前農業生產中有效防災減滅重要措施就是人工影響，而短時、臨近天氣預報預警則為其提供了氣象信息，從而結合雷達實時監測，通過人工影響改變區域氣象，達到抗旱、防雹、增雨等目的。如 2010 年柳州市降水量嚴重偏少，全市的農作物全面遭受旱災，水庫蓄水不足，森林防火局面也十分嚴峻，針對嚴重旱情柳州市實施了人工影響天氣作業，與非作業區相比降雨量增多 20 mm，增雨效果達到 20%，徹底解除了農業旱情。實踐證明，在短時、臨近天氣預報的基礎上加上人工作業影響可減少或者消除農業災害。

天氣預報的主要內容是一個地區或城市未來一段時期內的陰晴雨雪、最高最低氣溫、風向和風力及特殊的災害性天氣。就中國而言，氣象台準確預報寒潮、颱風、暴雨等自然災害出現的位置和強度，就可以直接為工農業生產和群眾生活服務。

天氣預報是根據氣象觀測資料，應用天氣學、動力氣象學、統計學的原理和方法，對某區域或某地點未來一定時段的天氣狀況作出定性或定量的預測。它是大氣科學研究的一個重要目標。對人們生活有重要意義。

如今人們外出，收聽、觀看或者查詢天氣預報，就可以決定是否帶雨具，而在過去，則要顧慮天氣情況。那麼，氣象台每天最重要的工作——天氣預報是怎樣誕生的呢。

中國古人的天氣預報

按照“天命論”的觀點，日出日落和潮漲潮落是周而復始的自然周期變化現象。人們對這些周期性變化能夠做出較準確的預報。然而，人們又常常看不到規則的日出日落和潮漲潮落。這時，人們又指望能預先知道那些不規則的現象。

自古以來，中國知識分子關注著對天文、對地震和對氣象的預測。古代思想家董仲舒提出了“屈民而伸君，屈君而伸天”的口號。前句是要臣民服從皇帝。后句是要皇帝聽信天意。天意給皇帝的行動有了制約。這些天意多來自對天（如日食）和對地（如地震）的不認識，對極端天氣和異常氣候，如雷電、旱災、水災、火災、蝗蟲災害等的不可預測。對自然災害的上（皇帝）下（臣民）無知為臣民們發表意見大開了方便之門。

早期，天文和氣象是不分家的。天文和氣象都要觀測和預報。三千年前，我國甲骨文中，就有了關於天氣實況的記錄，包括風、雲、虹、雨、雪、霜、霞、龍捲、雷暴等。自從有了文字記載了大量的天氣事件后，一些知識分子終於有了對氣候的認識。在我國古代，觀測天文氣象，制定曆法，了解和預測氣候，最明確的用途是為了安排農事生產、祭祀及其他活動。卜辭中還反映出人們已經有預知天氣狀況的要求，這些都是和當時農業生產的需要相適應的。如遠在春秋時代，古人就定出仲春、仲夏、仲秋和仲冬等四個節氣。以後不斷地改進與完善，到秦漢年間，二十四節氣已完全確立。公元前104年，

由落下閎與鄧平等制定的《太初曆》，正式把二十四節氣訂於曆法，明確了二十四節氣的天文位置。如果大署時節的氣溫不高，霜降時節無霜，大雪時節沒有發生過降雪，大寒時節氣溫不低，說明天氣反常了。可見，古人已經有了氣候及其變化與極端天氣和異常氣候之間相對關係的意識。

幾千年來，水手、漁民、農民和獵人看雲、看風、看天象、看物象來預測天氣，探索作天氣預報。天氣預報成了一套民間技藝。古代人觀天象，測風雲。前者是肉眼和簡單儀器能夠觀測到的天空狀況，不但觀測日月星辰的變化，還記錄了各種過去和當前發生的自然現象，並把總結的經驗與當前觀測結合起來，做出天氣預報。《三國演義》中描述的借東風火燒曹軍戰船和大霧天草船借箭的故事，都是因為諸葛亮認識了長江流域的氣候和異常天氣變化特點做出的短期天氣預報在軍事上的應用。15世紀的壓板風速儀，以及唐玄宗王宮使用的相風旗和清道光年間的相風鳥，它們都是早期的風向或風力觀測設備，表明儀器是天氣預報走向定量化不可缺少的手段。

西方古人的天氣預報

天氣預報是一門應用科學。科學的成就發端于思想。大約在公元前340年，古希臘哲學家、科學家和教育家亞里士多德（前384—前322年），寫下了世界上最早的氣象學專著—《氣象通論》(Meteorologica)。書中闡述了颶風、焚風和風的成因與分佈，暈、虹、雷電等大氣光象，雲、雨、雹和霾的形成，以及氣候變化等。亞里士多德將先前所有的各種氣象學思想和經驗進行了系統的整理，提出了自己對各種天氣現象的見解和理論，使之成為一門有系統的科學—古代氣象學，即古代天氣預報的思想基礎。當時局地天氣觀測的描述決定了天氣預報也是局地的。亞里士多德把局地天空分成了上下兩個部分：一曰天域（Celestial region）—月球軌道以外的區域，一曰地域—月球軌道以內到地面的範圍。前者是天文學的觀測和研究範圍，後者中發生的大氣現象屬於氣象學的研究對象。他認為，乾暖的發散物即構成風，濕冷的發散物構成水汽，即雨水的來源，所以空氣是水汽和風的媒介物，雲、雨、雪、霜、露都是由於空氣溫度的變化而形成的。亞里士多德的權威主宰了西方氣象學理論長達兩千年之久。在17世紀末以前，西方所有有關氣象學的著作和論著都沒能脫離亞里士多德氣象學的影響

數值是科學的語言。天氣預報離不開儀器對大氣運動的定量觀測。我們可以把氣象儀器的發明與應用定為早期天氣預報的開始時間。 

西方15世紀發明了壓板風速儀，首次可以對大氣運動的速度(能量)進行定量測量了。17-18世紀，科學家相繼發明了各種定量測量天氣現象的儀器，標誌著氣象科學研究的探測手段開始進入了一個新的發展時期。英國物理學家虎克(1635-1703)發明了濕度計。1606年，伽利略發明溫度計。1639年，伽利略的弟子Benedetto Castelli發明雨量器。1644年，托里拆利發明氣壓計。1774年，Cotte發明了濕度計。18世紀中葉，人們開始進行高空探測的嘗試。1748年，英國的A·威爾遜等人開始用風箏等攜帶溫度表，觀測低空溫度。1752年，美國科學家B.富蘭克林利用風箏等工具探測和研究雷暴雲中的電荷性質。1783年，法國的J.A.C.査理第一次用氫氣球攜帶溫度、氣壓等自記氣象儀器測量各個高度的溫度和氣壓等要素。這些較早進行的高空探測，為以後研究大氣象儀器測量各個高度的溫度和氣壓等要素。 

隨著氣象儀器的發明和觀測網的建立，以及流體動力學理論的發展，為天氣預報理論體系的建立提供了可能。1820年德國的H.W.布蘭德斯利用《巴拉丁氣象學會雜誌》刊載的氣象觀測資料，將1783年各地同一時刻的氣壓和風的記錄填在地圖上，繪成了世界上第一張天氣圖。這一開創性工作為後來分析氣壓、風與天氣的關係，以及建立天氣系統的概念模型，邁出了堅實的一步。天氣圖的誕生，是近代氣象學理論研究和現代天氣預報實踐的標誌。電報的發明，為各地氣象觀測資料的迅速傳遞和信息集中提供了條件，使繪製實時的天氣圖成為可能。1851年，英國的J.格萊舍利用電報傳送資料，繪製了可供實際應用的瞬時天氣圖。 

近代天氣預報

近百年來，一些氣象領軍人物充分利用大範圍地面和高空氣象觀測資料與數理方法的結合，有力地推動了天氣預報理論的發展和天氣預報業務水平的提高。一個是挪威學派的環流理論和氣旋波模型，二是芝加哥學派的長波理論，對氣象科學的發展做出了舉世公認的突出貢獻。 

挪威學派的核心人物是V.皮葉克尼斯(1862-1951年)。他一直堅持不懈地把氣象學從隨意的觀察資料收集和偶然的投機預測轉變成嚴謹的科學，並致力於提高天氣預報和長期天氣類型預測的精確度。他的願望是把氣象學轉變成一門權威學科，這個願望在他就職於卑爾根氣象學院的時候得以實現。軍事、農業、航空和漁業迅速成為依賴皮葉克尼斯研究成果的行業。19世紀末，他提出將流體力學和熱力學的原理應用到大氣運動的革命性想法。他的重要成果包括：1897年研究大氣中的環流運動，首次引用力管的概念；1904年，提出數字化天氣預報理念；1910年提出在天氣圖上繪製流線，以表示空氣的水平運動狀況，並分析輻合、輻散區；1918年發現低氣壓天氣系統中冷鋒和暖鋒的區別，並確立了冷、暖鋒的概念，取鋒(Front)作為冷暖氣團交界面的名稱。 

挪威學派還有一位核心人物，雲物理學家貝吉隆(Bergeron)，他不但為雲的物理學作出了貢獻，在天氣形勢的分類上也做出了成就。他系統地對自己觀測的和收集的各種資料進行了整理，於1919年提出了氣旋錮囚階段的理論，充實了氣旋生命史模式。在他的博士學位論文中，他還提出了氣團分類、鋒區、鋒生等概念，對天氣分析和預報作出了重要貢獻。 

芝加哥學派(Chicago School)在20世紀30年代開始醞釀，40年代形成並達到高峰，50～70年代持續繁榮。芝加哥學派(或美國學派)的核心人物C. G. 羅貝斯 (1898—1957年)，在高空天氣圖上發現了長波。1939年，他提出了長波動力學，並由此推導出了位勢渦度方程，創立了長波理論。20世紀40年代，他領導下的芝加哥學派，包括E.H 帕爾門等人，確認了高空西風急流和長波的結構和變化，以及它們與地面氣旋波的關係。羅斯貝與芝加哥學派對天氣預報的重大貢獻是“羅斯貝波”，也稱為“大氣長波”。芝加哥學派的工作，增強了天氣學與熱力學和動力學的聯繫，充實了天氣分析和預報的物理基礎，也為研究大尺度大氣運動提供了理論依據，並推進了數值天氣預報的發展和應用。 

現代天氣預報

現代天氣預報以現代探測技術(氣象衛星和氣象雷達)和高速計算機支持的數值天氣預報模式，逐步取代常規天氣圖預報為標誌。這些技術和方法在天氣預報中的應用大致開始於20世紀50年代。

17世紀以前人們通過觀測天象、物象的變化，編成天氣諺語，據以預測當地未來的天氣。17世紀以後，溫度表和氣壓表等氣象觀測儀器相繼出現，地面氣象站陸續建立，這時主要根據單站氣壓、氣溫、風、雲等要素的變化來預報天氣。

1851年，英國首先通過電報傳送觀測資料，繪製成地面天氣圖，並根據天氣圖製作天氣預報。20世紀20年代開始，氣團學說和極鋒理論先後被應用在天氣預報中。30年代，無線電探空儀的發明、高空天氣圖的出現、長波理論在天氣預報上的廣泛應用，使天氣演變的分析，從二維發展到了三維。40年代後期，天氣雷達的運用，為降水以及颱風、暴雨、強風暴等災害性天氣的預報，提供了有效的工具。

注意事項

1．應該留在室內，並關好門窗；在室外工作的人員應躲入建築物內。

2．不宜使用無防雷措施或防雷措施不足的電視、音響等電器，不宜使用水龍頭。

3．切勿接觸天線、水管、鐵絲網、金屬門窗、建築物外牆，遠離電線等帶電設備或其他類似金屬裝置。

4．避免使用電話和無線電話。

5．切勿游泳或從事其他水上運動，不宜進行戶外球類、攀爬、騎駕等運動，離開水面以及其他空曠場地，尋找有防雷設施的地方躲避。

6．切勿站立於山頂、樓頂或其他凸出物體，切勿近導電性高的物體。

7．切勿處理開口容器盛載的易燃物品。

8．在曠野無法躲入有防雷設施的建築物內時，應遠離樹木、電線桿、桅杆等尖聳物體。

9．在空曠場地不宜打傘，不宜把羽毛球拍、高爾夫球棍等工具物品扛在肩上。

10．不宜駕駛、騎行車輛趕路。

注意事項

一、要注意在戶外工作時，採取有效防護措施，切忌在太陽下長時間裸曬皮膚，最好帶冰涼的飲料；

二、要注意不要在陽光下疾走，也不要到人聚集的地方。從外面回到室內后，切勿立即開空調吹；

三、要盡量避開在上午10時至下午4時這一時段出行，應在口渴之前就補充水分；

四、要注意高溫天飲食衛生，防止胃腸感冒；

五、要注意保持充足睡眠，有規律地生活和工作，增強免疫力；

六、要注意對特殊人群的關照，特別是老人和小孩，高溫天容易誘發老年人心腦血管疾病和小兒不良癥狀；

七、要注意預防日光照曬后，日光性皮炎的發病。如果皮膚出現紅腫等癥狀，應用涼水沖洗，嚴重者應到醫院去治療；

八、要注意出現頭暈、噁心、口乾、迷糊、胸悶氣短等癥狀時，應懷疑是中暑早期癥狀，應立即休息，喝一些涼水降溫，病情嚴重應立即到醫院治療。

在戶外遭遇雷電天氣時應儘快關掉手機，把身上的金屬製品暫時放到5米以外。如果在樹林里要避開最高的樹，也不要站在樹林邊緣的樹下，臨時在樹林的中間部位蹲下，盡量保持與樹榦5米的距離。如果是自駕車，要關好車窗，與車門、車窗保持一定的距離。在船上時，要躲到甲板下的艙內，遠離金屬物品。在空曠地方，手要放在膝蓋上，併攏腿下蹲，切忌躺在地上，能披上雨衣防雷效果更好。不能在水邊、窪地停留，以防發生山洪、泥石流。

當在室內遭遇雷電時，應拔掉賓館內的電視、冰箱、電話、電腦等電源線。關閉門窗，與門窗保持距離。不要洗澡，特別是不要用太陽能熱水器洗澡。遠離建築物外露的暖氣管、煤氣管等電力設備。分散旅伴，不要擠在一起，更不要手牽手。此外，保持沉著冷靜的心態也是雷暴天氣避險成功的重要因素。

即預報未來某時段內各種天氣系統的生消、移動和強度的變化。它是氣象要素預報的基礎。形勢預報的方法可分為兩大類：一類是數值預報方法，即直接積分大氣方程組或其簡化方程組，按所得結果對未來的氣壓場、溫度場和風場作出預報；另一類是天氣圖方法。後者有以下幾種作法：

1．經驗外推法

又稱趨勢法，是根據天氣圖上各種天氣系統過去的移動路徑和強度變化趨勢，推測它們未來的位置和強度。這種方法，在天氣系統的移動和強度無突然變化或無天氣系統的新生、消亡時，效果較好；而當其發生突然變化或有天氣系統的新生、消亡時，預報往往不符合實際。

2．相似形勢法

又稱模式法，是從大量歷史的天氣圖中，找出一些相似的天氣形勢，歸納成一定的模式。如當前的天氣形勢與某種模式的前期情況相似，則可參照該模式的後期演變情況進行預報。由於相似總是相對的，完全相同是不可能的，因此，用此法也往往出現誤差。

3．統計資料法

又稱相關法，是用歷史資料，對歷史上不同季節出現的各種天氣系統的發生、發展和移動，進行統計，得出它們的平均移速，尋找預報指標（如氣旋生成、颱風轉向的指標等），進行預報。對歷史上未出現過的或移動很快及很慢的例子，則此法不能應用。

4．物理分析法

首先分析天氣系統的生消、移動和強度變化的物理因素，在此基礎上製作天氣預報，此法通常效果比較好。但當對反映這些物理因素的運動方程所進行的簡化和假定不大符合實際時，就常常造成預報誤差，甚至遠遠偏離實際情況。

上述四種方法各有優缺點，使用時需相互補充，取長補短，綜合考慮，才能獲得較好的效果。

即預報氣溫、風、雲、降水和天氣現象等在未來某時段的變化。形勢預報是要素預報的基礎。

要素預報有以下幾種方法：

1．經驗預報方法

在天氣圖形勢預報的基礎上，根據天氣系統的未來位置和強度，對未來的天氣分佈作出預測。例如低壓移來並得到加強時，可預報未來將有陰雨天氣或較大的降水。這種方法的準確性，在很大程度上取決於預報員的經驗，又由於天氣系統和天氣現象並非一一對應，故預報效果不夠穩定。

2．統計預報方法

分析天氣的歷史資料，尋求大氣狀態的變化同前期氣象因子的相關性，用回歸方程和概率原理，篩選預報因子，建立預報方程。即得所需的預報值。這種方法的效果主要取決於因子的正確選擇。

3．動力統計

將數值預報方法算出的未來氣象參數作為預報因子，用回歸方程求得一組預報公式，作出要素預報。隨著數值模式的改進，此法的準確率可能穩定提高。

也就是按天氣預報的時效長短，可分為：

1．短時預報。根據雷達、衛星探測資料，對局地強風暴系統進行實況監測預報未來1～6小時的動向。

2．短期預報。預報未來24～48小時天氣情況。

3．中期預報。對未來3～15天的預報。

4．長期預報。指1個月到1年的預報。

5．超長期預報。預報時效1～5年的。

6．氣候展望。10年以上的。

主要應用統計方法，根據各月氣象要素平均值與多年平均值的偏差進行預報。用數值預報方法製作長期預報的方法正在試驗之中，已有了一定的進展。預報時效1－5年的稱為超長期預報，5年、10年以上的則稱為氣候展望。

根據覆蓋地區來預報範圍，可將天氣預報分為：

1．大範圍預報。一般指全球預報、半球預報、大洲或國家範圍的預報。主要由世界氣象中心、區域氣象中心及國家氣象中心製作。

2．中範圍預報。常指省（區）、州和地區範圍的預報，由省、市或州氣象台和地區氣象台製作。

3．小範圍預報。如一個縣範圍的預報、城市預報、水庫範圍的預報和機場、港口的預報等，這些預報由當地氣象台站製作。

如何將天氣預報及時提供使用部門和人民群眾，是預報服務的中心環節。最廣泛而有效的服務手段有：報刊登載，電台廣播，電視播送，天氣電話諮詢等。此外，還通過專線電話、電傳和書面等形式，為專門部門服務。天氣預報的專用收音機，是一種可隨時打開收到當時的天氣預報廣播的收音機，在即將發生災害性天氣時，專用的氣象廣播電台可用一定波長的信號，使這種收音機自動開啟呼叫，這樣，入睡的人也能被其信號喚醒，收聽到災害性天氣警報，這對及時採取預防措施提供了可能性。

氣象台製作好了天氣預報，就通過各種途徑將天氣預報向社會公布。傳播天氣預報的途徑主要有電視、報紙、網際網路、手機簡訊、氣象電話、網際網路等。通過網際網路獲取氣象預報信息將是未來的趨勢。比較有名的氣象預報網站有中國天氣網、中央氣象台、天氣在線等，中央氣象台網站提供全國各大中城市和地區實時天氣預報信息及一周天氣預報預測信息。

現代天氣預報有五個組成部分：

最傳統的數據是在地面或海面上通過專業人員、愛好者、自動氣象站或者浮標收集的氣壓、氣溫、風速、風向、濕度等數據。世界氣象組織協調這些數據採集的時間，並制定標準。這些測量分每小時一次（METAR）或者每六小時一次（SYNOP）。

氣象衛星的數據越來越重要。氣象衛星可以採集全世界的數據。它們的可見光照片可以幫助氣象學家來檢視雲的發展。它們的紅外線數據可以用來收集地面和雲頂的溫度。通過監視雲的發展可以收集雲的邊緣的風速和風向。不過由於氣象衛星的精確度和解析度還不夠好，因此地面數據依然非常重要。

在數據同化的過程中被採集的數據與用來做預報的數字模型結合在一起來產生氣象分析。其結大氣狀態的最好估計，它是一個三維的溫度、濕度、氣壓和風速、風向的表示。

按照物理學和流體力學的結果來計算大氣隨時間的變化。

模型計算的原始輸出一般要經過加工處理后才能成為天氣預報。這些處理包括使用統計學的原理來消除已知的模型中的偏差，或者參考其它模型計算結果進行調整。

天氣預報的重要工具是天氣圖。天氣圖主要分地面和高空兩種。天氣圖上密密麻麻地填滿了各式各樣的天氣符號，這些符號都是根據各地傳來的氣象電碼翻譯后填寫的。

每一種符號代表一定的天氣。

表示雲狀的符號，有捲雲、卷積雲、卷層雲、高積雲、雨層雲和積雨雲等等。

表示天氣現象的符號有：雷暴、龍捲、大霧、連續性大雨、小雪和小陣雨等等。

此外，還有表示風向風速、雲量及氣壓變化的符號。

所有這些符號都按統一規定的格式填寫在各自的地理位置上。這樣，就可以把廣大地區在同一時間觀測到的氣象要素如風、溫度、濕度、氣壓、雲以及陰、晴、雨、雪等統統填在一張天氣圖上。從而構成一張張代表不同時刻的天氣圖。有了這些天氣圖，預報人員就可以進一步分析加工，並將分析結果用不同顏色的線條和符號表示出來。

地面天氣圖的分析內容包括：圈畫出各地重要的天氣現象（如降水、大風、雪暴等）的區域範圍，畫出冷鋒、暖鋒、准靜止鋒的所在位置，繪製全圖等壓線，標出低壓、高壓中心及強度。經過這一分析，就可從圖中清晰地看出當時的氣壓形勢：哪裡是高壓，哪裡是低壓，冷暖空氣的交鋒地帶在哪裡。

高空天氣圖上填寫的氣象要素是同一等壓面上各點的高度，因而分析繪製的是相隔一定數值的等高線。等高線畫好后，就能看出當時高空的氣壓形勢：哪裡是低壓槽，哪裡是高壓脊。然後再畫出等溫線，標出冷暖中心。從冷暖中心與低壓槽、高壓脊的配置情況，預報人員就可對未來的氣壓形勢作出大致的判斷。

隨著氣象科學技術的發展，有些氣象台已經使用氣象雷達、氣象衛星及電子計算機等先進的探測工具和預報手段來提高氣象預報的水平，收到了顯著的效果。據報道，自1966年以來，發生在全世界熱帶海洋上的颱風，幾乎沒有一次逃過氣象衛星的“眼睛”。衛星雲圖對於監視和早期發現大型風暴、強烈的災害性天氣都有顯著效用。

①根據有關部門提供的數據在電腦上製作全國氣象形勢圖表（就是天氣預報節目的背景圖）

②主持人站在一塊藍幕前“指指點點”，講解天氣（如何把握各個地區的位置，主持人只有一個秘訣——死記硬背）

③影視中心進行影像合成，在電腦上用過程①中的圖表代替過程②中的藍幕；

④影視中心將製作完畢的節目傳送到中央電視台。

2020年7月18日，中央電視台《天氣預報》調整了包裝鏡面、主持形態和節目形象。

晴：天空雲量不足3成。

陰：天空雲量佔9成或以上。

霧：近地面空中浮遊大量微小的水滴或冰晶，水平能見度下降到1公里以內，影響交通運輸。

小雨：日降水量不足10毫米。

大雨：日降水量25.0—49.9毫米。

雷陣雨：忽下忽停並伴有電閃雷鳴的陣性降水。

冰雹：小雹核隨著積雨雲中激烈的垂直運動，反覆上升凝結下降融化，成長為透明層相間的小冰塊降落，對農作物有影響。

凍雨：雨滴凍結在低於0℃的物體表面的地面上，又稱雨淞（由霧滴凍結的，稱霧凇），常墜斷電線，使路面結冰，影響通信、供電、交通等。

雨夾雪：近地面氣溫略高於0℃，濕雪或雨和雪同時下降。

小雪：日降雪量（融化成水）不足2.5毫米。

中雪：日降雪量（融化成水）2.6-4.9毫米。

大雪：日降雪量（融化成水）達到或超過5.0毫米。

霜凍：溫度低於0℃的地面和物體表面上有水汽凝結成白色結晶的是白霜，水汽含量少沒結霜稱黑霜對農作物都有凍害，稱霜凍。

低壓槽和高壓脊：呈波動狀的高空西風氣流上，波谷對應著低壓槽，槽前暖空氣活躍，多雨雪天氣，槽后冷空氣控制，多大風降溫天氣；波峰與高壓脊對應，天空晴朗。

冷鋒和暖鋒：冷鋒即冷空氣的前鋒，在冷、暖氣團交界處、冷空氣向暖空氣推進。冷鋒上多風雨激烈的天氣，鋒后多大風降溫天氣；反之為暖鋒，鋒上多陰雨天氣、鋒後轉多雲和晴天，氣溫回升。

大風：用風矢表示，有風向桿和風羽組成。風向桿指風的來向，有8個方位。風羽由3，4個短划和三角表示大風的風力，垂直在風向桿末端的右側（北半球）。

預報值指數級別 簡要說明

1．1級長時間開啟製冷空調

2．2級部分時間開啟製冷空調

3．3級個別時間開啟製冷空調

4．4級一般不需要開啟空調

5．5級開啟制暖空調

預報值指數級別 簡要說明

1．1級天氣炎熱，適宜著夏季服裝。

2．2級天氣較熱，適宜著夏季服裝，年老體弱者宜著長袖襯衫和單褲。

3．3級天氣稍熱，適宜著春秋過渡裝。體弱者請適當增減衣服。

4．4級溫度適中，建議著薄型春秋過渡裝。年老體弱者宜著套裝、夾克衫等。

5．5級天氣較涼爽，建議著厚型春秋服裝。年老體弱者宜著夾衣或風衣加羊毛衫。

6．6級氣溫較低，建議著厚外套加毛衣等春秋服裝。年老體弱者宜著大衣、呢外套加羊毛衫。

7．7級溫度很低，建議著棉衣、皮夾克加羊毛衫等冬季服裝。年老體弱者宜著厚棉衣或冬大衣。

預報值指數級別

1．1級適宜

2．2級較適宜

3．3級較不適宜

4．4級不適宜

紫外線指數紫外線強度 需採取的防護措施

一級 0，1，2 最弱。不需要採取防護措施。

二級 3，4 弱。可以適當採取一些防護措施，如：塗檫防護霜等。

三級 5，6 中等。外出時戴好遮陽帽、太陽鏡和太陽傘等，塗檫SPF指數大於15的防晒霜。

四級 7，8，9 強。除上述防護措施外，上午十點至下午四點時段避免外出，或儘可能在避蔭處。

五級 10和大於10 很強。儘可能不在室外活動，必須外出時，要採取各種有效的防護措施。

指數級別簡要說明

1級氣象條件非常有利於空氣污染物的稀釋和擴散

2級氣象條件有利於空氣污染物的稀釋和擴散

3級氣象條件屬於中等水平

4級氣象條件不利於空氣污染物的稀釋和擴散

5級氣象條件非常不利於空氣污染物的稀釋和擴散

預報值指數級別 簡要說明

1．1級　屬弱紫外輻射天氣，長期在戶外，建議塗擦SPF在8-12之間的防晒護膚品。

2．2級　紫外線強度較弱，建議塗擦SPF在12-15之間，PA+的防晒護膚品。

3．3級　屬中等強度紫外輻射天氣，外出時應注意防護，建議塗擦SPF指數高於15. PA+的防晒護膚品。

4．4級　屬強紫外輻射天氣，外出時應加強防護，建議塗擦SPF在15—20之間，PA++的防晒護膚品。

5．5級　紫外輻射極強，外出時應特別加強防護，建議塗擦SPF20以上，PA++的防晒護膚品，並隨時補塗。

公眾

報紙中的天氣預報，圖中為《觀察者》和《世界報》的天氣預報欄公眾是天氣預報的一個主要用戶。不但天氣災害如冰雹、颶風等等對公眾生活有巨大的影響和威脅，即使日常生活、節假日安排、穿衣等等也要依靠天氣預報。電視、廣播、報紙、網際網路中均有對公眾的天氣預報服務。

航空

天氣對航空的影響非常大。幾乎所有的飛機場均有自己的氣象站。在飛機起飛前機組人員要獲得整個的飛行路線上的天氣情況以及天氣預報數據。

電力系統

天氣對用電量的影響非常大，因此電力公司通過天氣預報預測用電量。

其它

其它私人企業也可以通過天氣預報來調整它們的需求和供給。比如超市在炎熱天氣是可以提供更多的飲料，等等。

現代天氣預報有五個組成部分：

1．收集數據

2．使用氣象氣球氣象學家還可以收集上空的氣溫、濕度、風值。氣象氣球可以一直上升到對流層頂。

3．氣象雷達可以提供降水地區和強度的信息。多普勒雷達還可以確定風速和風向。

4．數據天氣預報

數字天氣預報是使用電腦來模擬大氣。它使用數據同化的結果作為其出發點，按照今天物理學和流體力學的結果來計算大氣隨時間的變化。由於流體力學的方程組非常複雜，因此只有使用超級計算機才能夠進行數字天氣預報。這個模型計算的輸出是天氣預報的基礎。

過去氣象學家必須自己做處理工作，今天24小時以上的天氣預報主要是使用多種不同模型后對其結果進行綜合。氣象學家還必須分析預報出來的模型數據來使最終用戶能夠理解它。此外天氣預報的模型一般解析度不是特別高。當地的氣象學家還必須通過當地的經驗在涉及地區性的影響，使得當地的天氣預報更加精確。不過隨著天氣預報模型的不斷精密化這個工作量越來越小了。

5．展示

對於最終用戶來說天氣預報的展示是整個過程中最重要的。只有知道最終用戶需要什麼信息、如何才能將這些信息易懂地傳達給最終用戶才能完成這個任務。

中國古人的天氣預報

按照“天命論”的觀點，日出日落和潮漲潮落是周而復始的自然周期變化現象。人們對這些周期性變化能夠做出較準確的預報。然而，人們又常常看不到規則的日出日落和潮漲潮落。這時，人們又指望能預先知道那些不規則的現象。

自古以來，中國知識分子關注著對天文、對地震和對氣象的預測。古代思想家董仲舒提出了“屈民而伸君，屈君而伸天”的口號。前句是要臣民服從皇帝。后句是要皇帝聽信天意。天意給皇帝的行動有了制約。這些天意多來自對天(如日食)和對地(如地震)的不認識，對極端天氣和異常氣候，如雷電、旱災、水災、火災、蝗蟲災害等的不可預測。對自然災害的上(皇帝)下(臣民)無知為臣民們發表意見大開了方便之門。早期，天文和氣象是不分家的。天文和氣象都要觀測和預報。三千年前，我國甲骨文中就有了關於天氣實況的記錄，包括風、雲、虹、雨、雪、霜、霞、龍捲和雷暴等。自從有了文字記載了大量的天氣事件后，一些知識分子終於有了對氣候的認識。在我國古代，觀測天文氣象，制定曆法，了解和預測氣候，最明確的用途是為了安排農事生產、祭祀及其他活動。卜辭中還反映出人們已經有預知天氣狀況的要求，這些都是和當時農業生產的需要相適應的。如遠在春秋時代，古人就定出仲春、仲夏、仲秋和仲冬等四個節氣。以後不斷地改進與完善，到秦漢年間，二十四節氣己完全確立。 

西方古人的天氣預報

天氣預報是一門應用科學。科學的成就發端于思想。大約在公元前340年，古希臘哲學家、科學家和教育家亞里士多德(前384一前322年)，寫下了世界上最早的氣象學專著一《氣象通論》。書中闡述了颶風、焚風和風的成因與分佈，暈、虹、雷電等大氣光象，雲、雨、雹和霾的形成，以及氣候變化等。亞里士多德將先前所有的各種氣象學思想和經驗進行了系統的整理，提出了自己對各種天氣現象的見解和理論，使之成為一門有系統的科學一古代氣象學，即古代天氣預報的思想基礎。當時局地天氣觀測的描述決定了天氣預報也是局地的。亞里士多德把局地天空分成了上下兩個部分：一曰天域-月球軌道以外的區域，一曰地域-月球軌道以內到地面的範圍。前者是天文學的觀測和研究範圍，後者中發生的大氣現象屬於氣象學的研究對象。他認為，乾暖的發散物即構成風，濕冷的發散物構成水汽，即雨水的來源，所以空氣是水汽和風的媒介物，雲、雨、雪、霜、露都是由於空氣溫度的變化而形成的。亞里士多德的權威主宰了西方氣象學理論長達兩千年之久。在17世紀末以前，西方所有有關氣象學的著作和論著都沒能脫離亞里士多德氣象學的影響。

在收聽天氣預報時，常常聽到“今天白天”、“今天夜間”等時間用語和“多雲”、“陰”、“晴”等氣象用語。

“今天白天”是指上午8：00到晚上20：00這12個小時；“今天夜間”指20：00到次日早上8：00這12個小時。“晴”指雲量佔10—30%；“多雲”指雲量佔40—70%；“陰”指雲量佔80—100%。

氣象單位對降水量標準的規定，有12小時和24小時兩種標準。12小時降水量級標準是：“小雨”指的是降水量0.6—5毫米；“中雨”的降水量5.1—15毫米；“大雨”15.1—30毫米；“暴雨”30.1—70毫米；“大暴雨”70.1—200毫米。24小時降水量級標準是：“小雨”降水量指的是1—10毫米；“中雨”的降水量指的是10.1—25毫米；“大雨”降水量指的是25.1—50毫米；“暴雨”指的是50.1—100毫米；“大暴雨”是100.1—250毫米的降水量。預報時間沒有超過12小時，就是指12小時降水量級標準。如果預報今天白天或晚上有雨雪，則指的是12小時內的降雪。如果預報今天白天到夜間有中到大雪，則指的是24小時內的降水量。除12.24小時預報外，還有48小時預報，72小時預報，還有未來天氣分析等。

因為氣象局每日提供給電視台，廣播台，各大報紙的預報只有三次：早上，中午，晚上。對於突然的天氣變化不能及時地作出預報，怎樣才能及時地了解到突然的天氣變化情況呢。從2009年9月開始，中國開通了121氣象熱線。平均每兩小時就有一次新的預報，及時準確，方便快捷。例如揚州的121氣象熱線，可以同時接聽60門電話，話費與普通的市話相等。大多數城市氣象台（局）都開通官方天氣微博。

大千世界，無奇不有！細心的人們會注意到，通過觀察一些植物，也能知道天氣的變化。養一盆這樣的植物在家，可以為生活增添許多趣味。“花兒知晴雨，草木報天氣”。人們發現，在植物王國里，有些成員竟能像氣象台那樣預報天氣。 

最有名的“天氣預報員”是我國廣西忻城縣龍頂村的一棵100多年的青岡樹，晴天時，它的樹葉呈深綠色，天氣久旱將要下雨前，樹葉變為紅色，雨後天氣轉晴時，樹葉又恢復了原來的深綠色。經過了科學家的研究，原來，它樹葉中除了葉綠素之外，還含有葉黃素、花青素、胡蘿蔔素等。如果天氣正常、葉綠素代謝也正常時，葉片顏色自然呈深綠色，一旦悶熱強光天氣來臨，葉綠素合成受到抑制，花青素的合成就加速了，因而葉片轉紅色。 

花也有“氣象花”，我國西雙版納就有一種奇妙的菖蒲蓮，每當暴風而將要來臨時，它便開放出大量美麗的花朵、紅色的花瓣染遍了深山老林.染紅了懸崖峭壁······菖蒲蓮能預報風雨的奧秘是，在暴風雨到來之前，外界的大氣壓降低、天氣悶熱，植物的蒸騰作用增大，使它貯藏養料的鱗莖產生大量的激素，因而開放出大量的花朵。 

在瑞典南部還有一種“氣溫草”。它不僅能預報報天氣，而且還能測量氣溫。這種草的葉片呈橢圓形，開出的花朵為藍、黃、白三色、聽以人們又稱它為三色堇。這種植物的葉片對氣溫反應極為敏感，當溫度在20℃以上時，葉片向斜上方伸出；當溫度降到15℃時，葉片慢慢向下運動，直到與地面平行為止；當溫度降至10℃時，葉片向斜下方伸出。如果溫度回升，葉片又恢復為原狀，當地的居民根據它的葉片伸展方向，便可知道溫度的高低。 

在夏季的早晨，如果南瓜的藤頭都向下翹，預示天要下雨；而在陰雨連綿的天氣里，如果南瓜的藤頭大多數都向上翹，預示晴天將要來臨，這是因為南瓜藤具有向陽性和向陰性的本能。 

在湖塘水面上生長的菱角，如果菱角盤“沉水”，天將有風雨。這是因為陰雨天來臨前，氣溫升高，氣壓降低，湖塘底部的沉積物發酵，生成的沼氣逸出，水面不斷冒出水泡，水底的污泥和雜物泛起，粘在菱角的葉片上，使菱角盤的重量增加而下沉。下面，為您介紹一些植物氣象預報員：

當天空晴朗，空氣乾燥時，含羞草的閉合能力比攤開的能力要強許多。如果即將下雨，含羞草會受到濕度的影響，其恢復原狀的速度要比閉合的速度要快。這時，如果我們碰它一下，含羞草收縮閉合得很慢，下垂遲緩，甚至稍一閉合又重新張開，這說明空氣濕度大，快要下雨了。

馬鞭草對濕度反應靈敏，如果它露出土外的根發霉並帶白色時，則預示有雨。

三色堇的葉片對氣溫反應極為敏感，當溫度在20℃以上時，葉片向斜上方伸出；若溫度降到15℃時，葉片慢慢向下運動，直到與地面平行為止；當溫度降至10℃時，葉片就向斜下方伸出。如果溫度回升，葉片又恢復為原狀。人們根據它的葉片伸展方向，便可知道溫度的高低。

紅花蔥蘭與其它植物不同，風雨花是一種“風雨指示植物”，每當風雨將至，它便精神抖擻，含苞欲放。為什麼風雨花就愛在風雨天里開放呢？原來是這樣，在氣溫高、氣壓低、水分蒸騰量大的情況下，它鱗莖內的開花激素就會迅速倍增，刺激花芽生長，從而就開出了許多的花。

在一些情況下，動物對變化的天氣情況有著超乎尋常的感知力，它們能夠捕捉到非常細微的變化。如下七種有趣的動物天氣預報員讓我們能深入地了解美好的一天。

每年的2月2日，世界上最著名的土撥鼠天氣預報員——菲爾在賓夕法尼亞州的寒冷的空氣中爬出洞來。如果有太陽，菲爾看到了自己的影子，那麼我們將迎來超過6周的寒冬。

菲爾說，“只要土撥鼠還能看到它自己的影子，那麼這個冬天就不會結束。除此之外，沒有其他的辦法，我必須去阻止它。”

冬去春又來，這是大自然的規律所在，與任何有代表性的鼠類的預言無關。這個傳統最早起源於歐洲的民間傳說。這裡不得不強調一點，國家的氣候數據中心做過一項調查，調查結果顯示，土撥鼠預測天氣的準確率只有39%。因而它們的預測只能作為一種參考。

在歐亞大陸和北美洲，瓢蟲隨處可見。它們對季節性的氣候變化異常敏感。瓢蟲是一種冷血生物，一旦氣溫達到12-13°C，它們便會聚作一團。因而有人把它們作為氣溫回升的指南。

溫室的出現使得瓢蟲展示了其預報天氣的另一個側面。由秋入冬時，瓢蟲便要尋找一個溫暖的地方冬眠。而當春天到來，它們又開始湧向戶外。

在過去，農民非常關注天氣變化，因為天氣是一個生死攸關的大問題。在過去的幾千年，人們都是通過觀察家禽的反應來預測天氣，但後來人們不得不承認，奶牛不具備預報天氣的本領，從而最終放棄了這種預測方式。

在牧場，牛群是社會的產物。但是牛的群集現象很可能與氣候情況相關。當暴風雨即將來臨，一群牛便會聚集在一起相互取暖。

奶牛對天氣情況的感知還能通過其他一些習慣表現出來，諸如它們會變得坐立不安，會因氣壓的變化而焦慮等等。

在很多年前的德國，孩子們能捉到一種叫“Laubfrosch”的溫帶樹蛙。這種青蛙在天氣轉暖時會爬上樹枝。有人做過這樣一個實驗，將這種蛙置於一個玻璃缸內，將一個木製梯子擱裡頭，你就會觀察到青蛙隨著氣候的變化爬上爬下。

斯諾米什如今成為了人們的新寵，截止到一月份的最後一個周五，在過去的六年裡它每年都要做動物天氣預報。

看過《一個小蟲的生命》的人都知道，什麼對我們來說是一個細雨淋浴——螞蟻，一個相當有分量的災難。事實上，螞蟻在地底下築巢，而把入口/出口建在地面上可能會引起一場災難，但螞蟻是地球上數量最豐富的生物。螞蟻們摸索出一系列防禦雨水滲入巢穴的方案，但它們是依賴這樣一個事實，那就是它們能預測何時會降雨。它們建立了特別高的蟻冢，在某些情況下，它們還會擱一個門板或大塊的卵石在那兒。

羊是最早被馴養的動物之一。經過幾千年的觀察思考，牧羊人注意到這樣一個情況，羊群能夠捕捉到來自環境的刺激。

像奶牛一樣，羊能感受到來自環境的細微變化。溫度、濕度以及氣壓的突然改變都能引起它們的焦慮。

毛毛蟲生長在美國的東北部，以及加拿大東部的一些地區。這種小蟲子兩頭是黑色，中間呈紅褐色。據說，如果毛毛蟲背上的那段棕色帶非常寬，那意味著將迎來一個暖冬，但如果毛毛蟲背部的黑色覆蓋了大部分區域，那預示著接下來將會是一個嚴冬。

悶熱天氣，群燕貼著地面飛行，是大風大雨即將來臨的徵兆。因為下雨前空氣濕度大，昆蟲的翅膀潮濕飛不高，為了捕捉蟲子，燕子才低飛覓食。 

采蜜時，它早出晚歸，預示著第二天必定是晴天；假如它遲遲不離巢，或者離去晚，早早回歸則預報不久將是陰雨天；倘若細雨時它去采蜜，又預示天將放晴。 

泥鰍被稱作“活的晴雨表”。如果泥鰍煩躁不安，上下翻騰，水面冒出許多氣泡，預示不久將下雨，或刮偏北大風；反之，泥鰍安靜地棲息水底，則預示天氣晴朗。 

蛇從洞穴中鑽出，橫盤於路上不動，或萎縮地朝一個方向慢慢爬動，預示著天要下雨了。若蛇出洞的次數增多，說明雨水較大；反之，雨水較小。 

黃昏，它吐絲張網捕捉昆蟲，這是告訴人們：近日天晴，萬里無雲；若吐絲下掛，則說明：陰雨天要來了。 

它是一種冷血動物，龜甲易散熱，體溫比氣溫低，因此，一旦遇有烏龜背上“冒汗”，就說明天要下雨了。

從1973年開始，俄亥俄州每年都會舉辦一次毛毛蟲盛會。據大家說，毛毛蟲盛會取得了巨大的成功，經過當地電視名人及WJW-TV的氣象員迪克的推廣，該節日擴大了影響力。

有傳聞稱，天氣綿羊或天氣青蛙將取代一些備受詬病的氣象預測員。這不太可能。儘管土撥鼠有時會起到些作用，但這並不意味著我們可以否定生物進化了幾千年甚至是幾百萬年所形成的行為表現。而且，如果你要知道除了2月2日以外任何一天的天氣情況，那你問菲爾則是一種很不明智的選擇。