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探秘气象“天机”——天气预报是这样诞生的

文/张阳

天气影响着人们生活的诸多方面,而天气预报的出现,给人们的生活提供了巨大的方便。其实,寥寥数言的天气情况预测,实际上是复杂而尖端的现代科技的结晶。那么,天气预报为什么能预报天气,其背后又隐藏着哪些高科技呢?

飞上天的大气球

“到时间了,可以放球了。”“收到,准备,一、二、三,放!”随着指令,一只乳白色的大气球瞬间升上天空,越飞越高,越飞越远,直到消失在视线中……这可不是简单的放气球,而是在执行高空气象探测任务。

高空气象探测又是怎样完成任务的呢?高空气象探测是气象观测的基础业务之一,也是综合气象观测系统的重要组成部分,担负着为天气预报、气候分析、科学研究和国际交换提供准确、及时的高空气象情报和资料的任务。高空气象探测是通过探空气球携带探空仪,气球在飞升的过程中,探空仪能感应出周围环境中的气压、温度、湿度,并以无线电信号的方式发回地面。经过地面工作人员计算整理,可得到测站上空气象要素的垂直分布情况。

高空探测得有俩“硬手”

高空气象探测需要探空气球和探空仪。比如根据不同的天气情况,充气量也不同,遇到雷暴大雨天,就要多充一点,否则可能会因为高空下沉气流阻碍气球的上升。

虽然探空气球被称为万米高空的“听诊器”,但是探空气球本身是不能探测高空气象要素信息的,主要是由它携带升空的探空仪发挥作用。探空仪里有许多电子元件和电路,从低空到高空逐层扫描,从而探测大气中各高度的气压、温度、湿度随时间和空间的分布。

探空气球与探空仪之间用一根不少于30米的绳子连接,目的在于探空仪不受气球的干扰,获取准确的气象资料。乳胶本色的探空气球质量有300g、750g、800g、1600g等,全国高空气象观测站根据其观测业务的要求,选用相应型号的探空气球。探空气球作为携带无线电探空仪升空的载体,必须具有良好的弹性、防老化性和耐低温性。气球的升空高度将直接影响收集到高空气象要素信息的利用率,因此要严格执行它的存储条件和充气要求。

成功探测是怎样完成的?

高空气象探测是一项严谨的工作任务,施放时间应在正点进行,不得提前施放(不得早于北京时01时15分、07时15分、13时15分、19时15分)。当然,施放气球可不是简单的“手一松”,放球的位置也很有讲究:为了便于雷达自动跟踪、避免近地面(雷达)过顶卡死而丢球,需要根据当天的风向选择下风方向放球。”

气球施放成功就预示着此次高空气象探测成功吗?答案是否定的。高空气象探测在高度上也是有要求的:当观测获取的可用数据未达500hPa,应在规定时间(正点放球后75分钟)内重放球。如果重放球,势必会影响数据的及时性和比较性。所以,500hPa被作为高空气象探测的“硬性指标”。当探空气球飞升到一定的高度(最高可达3——4万米)时,由于气球内外气压差导致气球爆炸探空仪掉落,本次高空气象探测才宣告结束。

全国120个高空气象站都会在同一时段施放气球,所有气球“窥天镜”——收集每个高度的温度、湿度、气压、风向风速等气象要素,最终汇总成一张张天气图,用来“探天机”,从而分析预报未来的天气情况。综合预报制作系统,预报员通过对各类信息进行综合分析判断并通过大众媒体发布出去,就是人们看到的“天气预报”了。

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