天气预报的发展历程概要课件.pptx

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1、报告内容,前言天气预报发展的萌芽时期地面天气图的诞生锋面、气旋和气团学说的提出（挪威学派诞生）天气预报理论和技术跨越式大发展阶段现代天气预报的初始阶段综合应用多种气象信息和先进技术方法的现代天气集合预报阶段结语,1、前言（1）天气预报与大夫看病相类似；（2）天气预报首先是战争的需要 举例：诸葛亮借东风；偷袭珍珠港：等等（3）天气预报发展的基础,大气探测技术,数学、物理、天气、动力学理论的发展,计算理论和技术的发展,通讯技术水平的提高,2、天气预报发展的萌芽时期(公元前约350年-1820年之前),对大气中各种现象的认识是直觉的、经验性的；气象观测仪器的发明：16-18世纪，温度、气压、风和湿度

2、等测量仪器的陆续发明，如1593年前后伽利略发明温度表；1643年托里拆利发现气压表原理；等等。人们仅仅是处于某一点上来感受有大气运动所造成的天气变化。,3、地面天气图的诞生,1820年，在气压、温度、湿度、风等气象要素的测定和气象观测站网逐步建立的条件下，布兰德斯绘制了历史上第一张天气图（欧洲部分），开创了近代天气分析和天气预报方法，1855年法国人莱伐尔用天气图追索克里米亚战争时出现的风暴，1860年英国人弗兹罗在伦敦用电话收集天气报告绘成天气图，至此地面天气图逐步成为天气预报的主要工具。,3、地面天气图的诞生（续）(1820-第一次世界大战),特点：（1）由感性上升到理性；（2）由定性到

3、定量；（3）空间上由点拓展到面；（4）初步展现了各气象要素（压、温、湿、风等）场之间的关系,4、锋面、气旋和气团学说的提出（挪威学派 诞生）,主要预报方法 天气图预报员经验=外推预报 通过分析地面天气图，发现了与天气关系密切的气压特征型：锋面、气旋、反气旋、锋面气旋等，据此作出外推预报。,V.Bjerknes,1920年前后（从第一次世界大战后到第二次世界大战前），气象学家皮耶克尼斯，索尔贝格和伯杰龙等提出的锋面、气旋和气团学说，为天气分析和预报12天以后的天气变化奠定了理论基础。至此，以 V.Bjerknes为代表的挪威学派形成。,4、锋面、气旋和气团学说的提出（挪威学派 诞生）（续）,大约

4、在皮叶克涅斯的气旋模式问世的前后，气象学进入了一个迅速发展的时期。为航空发展所促进，高层大气观测成了日常工作。飞机本身也提供了在越来越高的高度上测定气压、气温和湿度的工具。风则通过观测陆地台站施放的气球所经的路径来研究。二十世纪三十年代出现了无线电探空仪，这是一种可以吊在气象气球下在上升过程中发送压、温、湿资料的仪器。自四十年代雷达臻于完善以来，无线电探空气球一直通过无线电讯号进行跟踪，从而使得风的测定即使天空云层密布也可进行。,5、天气预报理论和技术 跨越式大发展阶段,高空气象观测得到迅速发展，天气分析从二维扩展为三维；四十年代初芝加哥学派的形成，罗斯贝长波理论、大气环流理论（三圈环流）的提

5、出；使得天气学原理日趋完善；动力气象学理论的快速发展，为数值天气预报的开展奠定了理论基础；数值天气预报的诞生，1950年,在这个时期，预报业务除了继续使用锋面理论外，还充分使用动力气象学理论得到的运动方程，结合高空天气图，总结地方性的天气预报经验，使预报水平得到明显提高。此时，由原始的电子计算机制作的气压预报图也开始在业务预报中进行试用。,5、天气预报理论和技术 跨越式大发展阶段（续）,Carl-Gustaf Rossby:Long waves in the westerly,罗斯贝长波移速公式,天气预报中的一个关键问题,槽和脊相间的西风带波动是中纬度最基本的天气形势正确地预报槽脊的位置和强度

6、变化是中纬度天气预报的关键,坏天气,好天气,Rossby 波大气长波理论的创立 基于Rossby长波理论的外推预报绝对涡度守恒 外推预报工具：变压图、变高图、锋区、波谱分析图、预报指标.计算机模式外推：Charny 的正压数值模式预报,C.G.Rossby,J.Charney,提出了行星波的斜压不稳定理论；提出了大气运动的尺度分析理论；1950 第一次成功的数值天气预报 理论：绝对涡度守恒 方程：正压无辐散涡度方程 工具：计算机,Early days of NWP,开创青藏高原气象学研究创立东亚大气环流和季节突变理论创立大气长波能量频散理论创立大气运动的适应尺度理论阻塞高压形成和维持的理论开拓

7、全球变化科学新领域未来天气气候预测系统的构建,叶笃正大气长波能量频散理论，为现代大气长波的预报提供了理论基础 中期天气预报,上、下游效应；长波调整；上游关键区 例如 冬季：地中海、欧洲大西洋沿 岸 脊,6、现代天气预报的初始阶段(1960年以后),现代先进计算、探测、遥感手段的综合应用；天气学（图）预报方法、统计预报方法和数值预报方法的综合运用；,1960年以后，随着电子计算机技术的飞速发展，特别是雷达、卫星、遥感及其反演技术的突破性进展，使天气预报业务发生了巨大的变化。动力数值预报技术和水平得到了巨大的发展，统计天气预报也随着统计学的发展而成为气象科学的另一门重要学科。在这两者的支持下，业务

8、天气预报水平发生了质的飞跃，并逐渐向客观、定量、长时效发展。然而，传统的天气学，特别是天气图分析方法，在短期天气预报方面的作用仍发挥着重要的作用，特别是在地方性天气的预报方面，与动力数值预报相结合，甚至起着举足轻重的作用，为其他天气预报方法所无法取代。,1980年代以后有下列进展：,欧洲中期数值预报中心（ECMWF）的建立2.美国国家气象中心（NMC）数值预报3.日本数值天气预报4.中国A模式、B模式、T63、T106、T213、T639等数值模式。短期预报数值预报统计经验解释中期预报数值预报超长波分析气候预测：概率统计，数值模式、相似预报 动力统计预报（丑纪范院士）长期预报 C 模式（巢继平

9、院士）,7、综合应用多种气象信息和先进 技术的现代天气集合预报阶段,9210工程的全面实施，推动了我国气象现代化业务上了一个新台阶，气象通信水平和通信能力得到了大幅度提高，各种常规、非常规观测资料的快速采集处理、分析加工制作产品及其高速传输成为现实，为天气预报的客观化、定量化、自动化创造了良好的条件。主要特点是从传统的以天气图和经验分析为主的作业方式向以数值预报产品为基础，以人机交互系统为主要平台（如MICAPS系统），综合应用各种气象信息和各种先进技术方法的现代天气预报作业方式转变。预报产品也逐步走向定时、定点、定量和可视化。,数值模式发展特点：海洋大气冰雪陆地耦合模式 区域中尺度模式，多重

10、嵌套模式、变分辨率模式预报方法：集合预报：多初值集合；多模式集合；多物理过程 集合 超级集合预报：多初值集合多模式集合多物理过程 集合长期预报：动力延伸预报，动力相似预报,7、综合应用多种气象信息和先进技术方 法的现代天气集合预报阶段（续）,国家气象中心简介,2006年2月,常规气象预报/警报（温、压、湿、风、降水等）,龙卷,沙尘,雾,冰雹,大气科学,气溶胶组分,污染气体,核/有害污染物,环境科学,与国家环保总局联合,渍涝,洪水,流域面雨量,水文学,与水利部联合,泥石流,山体滑坡,人体舒适度,健康与卫生,地质学,与国土资源部联合,未来可以开展的预报业务,已经开展的预报业务,空气污染,感冒指数,

11、台风,冻雨,农业气象与生态,粮食安全、生态,城市生态 绿色生产率,中 央 气 象 台,短期天气预报业务流程,短 期 天 气 预 报 业 务 流 程,短期天气预报服务Weather Forecast services,决策预报服务Service Forecast forDecision Making,公众预报服务Services Forecast forThe Public,指导预报服务Services Forecast forThe Duidance,专业预报服务Services Forecast forThe Specialized,其它专项Others,森林防火Forest firePre

12、vention,重点工程Keyprojects,交通服务Transporta-tion,水利服务WaterConservancy,农业服务Agriculture,防灾减灾Disasterprevention and Reduction,指挥生产ProductionManagement,电视服务TVServices,电话服务TelephoneServices,其它服务Other Techniques,电话服务Telephone Services,下发产品Product,天气会商WeatherDiscuss,电台服务RadioServices,天气预报服务方式和要求,公众服务：电视，广播，电话，报

13、纸，网络决策服务：电话，专题报告，有线传送专项服务：电话，专题报告指导预报：电视，电话，传真，有线传输 卫星传输，网络优质服务要求：准确，及时，有针对性提高服务水平关键：职业道德，服务意识，技术水平，现代化建设,降水落区预报流程图,zjtvdt MMDDwjtvdt MMDD,城市天气预报业务流程,国外天气预报流程,A:预报和服务内容 拟写国外天气预报电视稿 制作世界80城市24、48小时天气预报 决策服务、日常用户服务及临时任务,一B:预报参考工具及资料11、欧洲中心南、北半球：地面气压场、500HPA高度场、850HPA温度预报场的00、24、48、72小时预报图。22、全球地面各时次实况

14、资料。33、日本、德国24、48、72小时降水预报资料。44、覆盖全球五大洲的静止气象卫星云图(1)西太平洋、亚洲东部、澳大利亚地区云图(2)印度洋、欧洲东部、亚洲西部地区云图(3)欧洲、非洲地区云图(4)大西洋、北美洲东部、南美洲地区云图(5)东太平洋、北美洲西部的云图,台风及海洋气象预报业务流程简介,中央气象台CMO/NMC/CMA,业务流程,环境气象预报业务流程介绍Environmental Weather Forecast,牛若芸,紫外线数值预报模式Ultra violet numerical prediction,实时观测资料Observation data,城市天气预报Urban

15、weather forecast,城市海拔高度、纬度Urban latitude and altitude,紫外线预报流程(Ultra violet forecast flow chart),指导预报产品Directing forecast,省会城市预报结果Ultra violet forecast Of province,下发,最终预报产品Final forecast,下发,发布Issue,空气质量预报业务流程Air quality monitor and forecast operational flow chart,47城市环保监测站Environmental Protection Bu

16、reaus of 47 cities,47城市气象台Meteorological Observatories of 47 cities,中央电视台 CCTV,实时观测资料Observation data,预报会商Forecast Discussion,环保总局State Environmental protection administration of China,中央气象台Central Meteorological Observatory,Air quality reportAnd forecast,中期天气预报业务和预报流程简介中央气象台中期科2006年3月,8、结语,由感性上升为理性，由定性转变为定量；,由点到面（二维），再扩展到三维空间；,由单一预报方法向多种预报方法综合应用 的转变；,预报服务的精细化及预报服务领域的不断 拓展；,天气预报水平的提高任重而道远。,谢 谢！,