天气预报15天

　　古代中国人，很早就有通过数的计箅来预测天气变化的想法。在 中国古代学者看来，天气的变化也是“夭文”的〜个组成部分，历代的 《天文志》都有关于异常夭气或气象的记载。既然当时人们已成功地计 箅出日月星辰的运行，对它们的未来位置进行预测，为什么不能计箅出 天气的变化呢?不过，要说对天气数值预报进行可行性的探讨却是在 很久以后。人们设想用像计算天体的运动轨迹那样，预先把未来的“天气”较精确地计算出来，这就是数值天气预报的基本思想。

　　我们所居住的地球表面上空被一厚度十几千米到20多千米的大 气层所环绕。我们每天所看到的及所感受到的阴、晴、闹、霜和冷、暖、 风、雪“夭气”就发生在这十几千米到20多千米厚的大气层里。大气环 绕着地球每天都在运动变化着，大气的运动虽然瞬息多变，但也有-定 的规律性，而且所有的天气变化，均是大气运动中的能量积累、释放、转 换的结果，它遵循牛顿运动定律、质量守恒定律、大气状态方程、热力学 定律和水汽守衡定理。数值天气预报，就是将描述大气的流体动力学 和热力学规律写成数学方程组，.根据某一时刻观测到的大气状态，用数 学方法求解,得到末来某一个时间的大气状态。而要把这众多的数学 方程组合求解出来，是十分费事的事情。

　　1904年挪威气象学家威廉，皮叶克尼斯指出，天气预报的中心问 题就是，已知大气状态在一个时刻的观测值来解一般形式的流体力学 方程。这是威廉，皮叶克尼斯对气象学的一个重大贡献^解决了从 数学上怎样作夭气预报的问题。

　　英国数学家里査森所箸的《用数学计箅的方法作天气预报》，是他 按照威廉V皮叶克尼斯的提法进行的实践。为丫求得准确的数据，里 査森还在1916—1918年组织了大量人力进行了第一次数值预报尝试。 当时还没有计算器和计箅机，他的这一次预报计箅是许多人用手摇计

　　箅器逬行了】2个月才完成的。可是，最后机算结果是伦敦地卤3小时 气压变化为70〔『帕，而实际丨：伦敦那次的地而3小时气压几乎没有什 么变化。数值预报的第一次试验可以说是失败了。

　　当时找不到失败的原闽。里查森强调广资料缺乏，观测误差太大。 事文也确实如此，当时只笮握丫欧洲地区地面的一些极不完全的资料， 完全没冇高空资料。此外，甩查森注意到要实现这种预报丨计箅量相当 大。他估汁，要得到未来24小吋的预报，如果一个人日夜不停地进行 计箅，需要箅64 000天，即约175年。也就是说，要跟上变化多端的天 气，要有一个64 000人一块工作的计算工厂，冰能把24小吋的天气预 报计算出來，实际丨：就是计算要与天气赛跑。在屯子计箅机出现以前， 要完成这项任务实际上是不可能的。可能当人们还在做繁杂的信总采 集、整理时，天气巳经朽次出现广变化。因此，里查淼设想：“当某一大， 计筧的速度比X气发展的速度疋快时，这种预报是可能的。”

　　他完仝没有佔计到科学技术的祌速发展，仅在不到1/4世纪以后， 也就是在里査森这-实验后的20年，世界上出现了笫一台电子汁算 机.由于人们对它的汁箅能力感到惊舒，又被取名为“狂人”(“八 八0。它的计箅速度达到了每秒5000次，许多复杂计箅现在可以实现 了。参加了似八XI八0研制工作的荧国科学家冯“诺伊曼立即想到把 电户讣箅机用于数值天气预报的可能性。当年他就在芙国普林斯顿卨 级研究院组织了一个小组，来研究数值天气预报的计箅机实现问题。

　　”“年，美国科学家査尼、费也托夫和冯‘诺伊经三人第一次成 功地在计算机上做出了 500百帕天气形势的36小时预报。第一次的 数俏天气预报的成功，在当时的气象界轰动一时。它无论在数学卜，还 是在气象学上都是划吋代的。数侪天气预报开始II：式成为一项里要的 气象工作。

　　1951年㈣际上成立了联合数值天气预报组织，各^开始重视数依 预报的研究工作。后来，电?计箅机有了飞快的发展，计箅数学也不断 得到新的发展，对大气的描述和方程的求解不断完善，大大缩短了数似 预报的汁算时间，数俏大气预报也越来越准确。尤其在釆用了气象卫 星，组成了气象信息系统之后，数值天气预报就成为现代社会生活中不