运用统计学的方法,就是从几十年甚至上百年的气象资料中,找出历史演变的特征,推算出未来气候变化的基本规律和趋势,从而预测接下来一段时间,什么气候事件出现的概率最大。
描述刮风下雨,文学家用的是风花雪月的语言,气象专家用的却是数学语言。
天气预测还有一种方法是动力学方法,任何一种运动实际上都能用数学和物理的方法描述出来,大气运动也不例外,套用一个个动力学模式,就能把大气的运动规律,用数学的语言描述出来。
说到这里,李博士给我们举了一个简单而形象的例子,如果我们知道一辆汽车每小时的行驶速度是60公里,下午3点朝京石高速公路出发,那么就大概能预测出它是两个小时后到达石家庄,也就是说不需要时时刻刻去监测它,但是也能知道它的行踪。
对天气预测也是同样的道理,当气象人员观测到一团冷空气,正以某个速度,从某个地方出发,把这些初始数据输入早已经设计好的“数学方程”,就像解答数学题一样,能得到一个解,也就是未来的天气预测。
在李博士手中有一个资料对比图,2003年淮河流域发生大范围降水,后来的实际观测数据汇总图,和他们之前根据预测资料做的图示非常相像。
“当然实际操作中,天气预测过程是很复杂的。”李博士说。空气流动不像汽车那样有固定方向,空气是向四面八方流动的,气象专家在设计这些“数学方程”的时候也会考虑到这些因素。如果空气行进途中有一个大山,也要考虑到如何把它描述出来;太阳辐射地面,有人的时候是如何辐射,没有人的时候是如何辐射地面?这些因素都要考虑进去,所以“数学方程”设计时也十分复杂。
空气运动无国界,要监测全球的气候变化,再对天气进行诊断。
在利用这些“数学方程”进行预测之前,气象工作人员最主要的工作还是对大气进行监测和诊断,以便获得丰富的初始数据。
国家气候中心每天监测的不仅仅是中国境内的气候变化,还有全球气候的变化。因为空气流动是无国界的,今天正在影响我国的一团空气,可能一个星期前正在欧洲,如果要预测一个月之后的天气,不仅仅是中国局部地区的大气运动会带来影响,可能更多的是即将运动过来的外部空气的影响。
全球监测资料从何而来?这就需要国际气象组织(WMO)的协调,在每天某一个固定时间,可能是早晨8点,全球各成员国同时开始观测,马上发布数据,可能9点到10点国家气候中心就能获得全球的一手气象资料。从地面到高空,十几公里不同层次的各种气象要素数据,包括风向、风速、温度、湿度等。
有了监测数据,气象专家再对天气进行诊断和预测,李博士笑着说:“我们通常也把天气当成自己的病人,不过我们和医生的不同之处在于,医生可以根据病人的病情,给他打针、吃药,想办法治好他,但是从人与自然的角度来说,我们难以对天气实施大的‘手术’,人类对自然的改变非常有限,比如实施小范围的人工降雨、人工消雾等,一般很难阻止灾害天气的发生。”
当然,除了科学数据外,也有其他预测天气的方法。在此介绍一些比较可信赖的方法。
天候徵候预测天气
轻浮飘动快的云,显示有风
轻浮快飞而低空的云,密集层云,有风有雨的现象
乌黑的云,显示有雨
轻薄的云,成为松软的云堆,预见好天气
稠密形似直的云,有白光照射,雨将降落,且有风助势
似雾的湿云,云层高高低低,显示风吹和雨降
云层由高而低的飞动,显示风向
浓云密怖不见天日,风雨即至
清晨天际灰色或晨间大雾,是晴天徵兆
日落时天色红黄,沉落时太阳特别大,是晴天预兆
晚间彩虹出现,月明星朗是晴天预兆
清晨天空呈红色,或云层低暗,或有虹,是下雨徵兆
空气潮湿,炊烟低垂,将下雨
看远山觉得很近,听远声觉得很清晰,会下雨
厕所臭气突增,帐篷紧缩,将下雨
卷云逐渐加厚且下降,将有移动性暴风雨
积云体积增大并迅速加厚时,可能有局部阵雨或暴风雷雨
碎云迅速移动,将生暴风
积云呈灰白色,而日光穿云为云眼,将有阵雪或冰雹,此现象在冬季或超过3000公尺以上的山地常见
黄昏前有薄雾,将有阴雨.晨间草上露水特别多,天将晴朗,反之则阴雨
黄昏时,东方闪电将有强风,南方闪电天气晴朗,北方闪电则有阴雨
虹在东方表天气晴朗,西方则有阴雨
太阳四周焦热,将有阴雨,月亮则有强风
春、秋、冬吹西风是晴天,吹南风或东风会下雨。
夏天吹南风是晴天。
盛夏打雷连续三天。
秋雨感觉凉爽,天气就会变好;闷热台风就快接近。
秋天落日时感觉冷,翌日放晴。
秋空明朗是是翌日下雨的预告。
早下出现彩虹是下雨的前兆;黄昏有彩虹,翌日就放晴。
比平常美丽的夕阳是下雨的预告。
很远的岛或山景色明朗看得见时就会下雨。
一等星在头上闪烁天气就会恶化。
早上下霜那天是晴天。
阳光照射强烈而闷热,没有风的夏天,入道云出现,则容易发生打雷。
东风是天气恶化的前兆。
喷烟向北西、北方或西方随风飘动就会降雨,向南飘动则会放晴。
冬天太平洋侧刮南风,天气就恶化。
冬天恶劣的天气不会持续太长久,最多不过二、三天。
禽兽徵候预测天气变化
鸟雀低飞,争栖,下雨之兆
鱼跃水面,蚂蚁搬家,青蛙乱鸣,蜻蜓低飞,下雨之兆
鸟类高飞,海鸟向河上飞翔是晴天徵兆
雌鸡登高抱晓是晴天徵兆
蜘蛛张网属於是晴天徵兆
斑鸠早晨与黄昏前鸣叫,表天将晴朗
画眉在早晨,中午,黄昏前鸣叫,天将晴朗
乌鸦鸣叫,天将阴雨
猫在阴雨天喝水,天将连续阴雨
蜘蛛忙於做巢就快要下雨。
蟋蟀很热闹的叫啼的晚上,翌日是晴天。
乌鸦啼声比平常小的时候会下雨。
松顶头笠缩短则快下雨。
地面蚯蚓爬出来就是下雨的前兆