现代天气预报业务的发展

第一节　现代天气预报业务的发展

一、现代天气预报业务的发展状况

近代天气预报技术虽然只有一百多年历史，但已经经历了四个阶段。1820年勃伦特斯绘制出第一张天气图，开创了近代天气学的分析预报方法；20年前后，锋面、气旋知气团学说的建立，为天气预报的发展提供了新的理论基础；1930年前后，无线电探空技术的问世和大气长波理论的建立，使天气分析从地面发展到高空，从平面发展到立体；第二次世界大战以后，遥测、遥感技术、高速通信技术和计算机技术的发展，导致了天气预报工作的深刻变革。

40年代中期，雷达技术在气象业务上的应用拉开了遥感探测的序幕，60年代初第一颗气象卫星的发射成功是这个阶段的重要里程碑。现在多普勒雷达、声雷达、大气辐射仪、大气廓线仪、雷电定位仪器等都逐渐在业务工作中使用。遥测技术中，无线电探空、自动气象站、遥探云幕灯等已投入业务使用，气球探测、飞机探测、火箭探测等技术日趋成熟，从而扩大了探测范围，提高了探测的连续性和精确度，为天气预报增加了大量信息。

60年代发展起来的高速通信技术，正好适应了迅速增长的气象信息传输的要术。气象通信传输的媒介除了有线、无线外，光纤通信已加入了业务行列；传输的方式、方法中，计算机网络的开拓，卫星通信网的建立和数字通信，图像通信的兴起，正好适合气象通信信源分散、信息量大，传输集中和实时性强等待点。目前，我国国家气象中心每日收发的实时气象信息就达200兆比特。

如此众多的信息汇入预报工作室，既给预报人员带来无限喜悦，也为如何使用这些资料带来新的问题。借助计算机处理、加工这些资料是解决这一难题的必由之路。因而计算机技术中的数据处理、数据交换、模式识别、图像、图形处理，人工智能技术等得以迅速应用到天气预报的各个领域，从而建立起许多单项的或综合的计算机应用系统，例如70年代初，OLOV Lnnqvist提出了一种使用计算机自动处理数值预报结果的方法，该方法以客观天气分析预报为基础，把天气气候趋势分析与从计算机输出的数值预报形势场分析结合起来，作出风、温度、降水及有关导航天气的预报，并由计算机输出文字与表格形式的预报结论。整个过程是模拟预报员的思维方法进行的。该系统当时使用的是SAAB D21计算机（能力为每秒1千方次），在瑞典气象局进行了实际业务预报试验。

与此同时，美国建立了人与计算机交互资料处理系统（McIDAS），即人机对话系统。通过这个系统，预报员可以在计算机加工天气产品过程中任意地进行干预或修改。这种智能系统可以帮助预报员迅速及时获取大量天气诊断和预报信息，也可以把预报员的思维、分析判断反馈给计算机系统，及时修改和提高预报产品的可信度。

1984年，中央气象台首先完成了西北太平洋台风图形调阅输出系统。1985年，国家气象中心引进了日本FACOMM－360R计算机。以后中央气象台会商室首次实现了通过FA—COM远程图形终端进行屏幕天气分析与诊断的实验。1987年，天气分析预报业务自动化系统（AFDOS）在中央气象台会商室实现业务运行。于是，以上述系统为开端的天气预报现代化建设也在全国展开。到80年代末期，各省级气象台和军队等专业气象中心都初步建立了天气预报业务现代化系统。

二、现代天气预报业务的发展趋势

由于天气预报业务现代化的路子，经过二十多年的摸索试验已经比较明确，而且效果显著。因此，80年代以来，各国气象部门都不同程度地开展天气预报业务现代化的工作，有的建立基地进行业务试验，有的在全国铺开。到90年代，很多国家都制订了90年代的天气预报业务现代化规划，以推动整个工作的深入发展。

在美国的规划中，新一代的天气预报业务现代化系统由大气探测、资料处理和分析预报三部分组成。大气探测部分在全国组建1000个自动气象站和机场自动探测系统，175部多普勒天气雷达，40部大气廓线仪，再加上不断改进的气象卫星网，闪电探测网和民航飞机探测网，使整个系统实现系统化和现代化。资料处理和分析预报这两部分主要是在全国建立高级天气交互处理系统，对各种资料进行处理分析，诊断和制作天气预报，同时继续发展数值天气预报。

在我国规划中，天气预报业务现代化由气象探测、气象信息网络和天气预报三部分组成。气象探测部分要实现国家基本站网的遥测化、高空探测自动化或半自动化，完善数字化天气雷达网及图像远程传输，建立由我国静止气象卫星和极轨气象卫星组成的空向探测系统，实现系列化。在气象信息网络建设中，实施气象综合信息网路系统工程，建成卫星通信和地面通信相结合，以卫星通信为主的现代化气象信息网络，在全国基本上实现气象信息中高速传输、网络化和信息共享。因此，数据库、通信网络协议、气象应用软件等必须实行规范化和标准化。在天气预报业务中，建立以数据值天气分析、预报为基础，以人机交互式业务工作站为主要手段的天气预报业务技术流程，加快天气预报向客观化、定量化、自动化、综合化、智能化方向发展。

从上面介绍可以看到，90年代天气预报业务现代化的趋势主要是在省级以上气象台（室）建立从资料收集—分发—处理—分析—预报的计算机业务系统。并通过信息网络与上、下台站结合实现信息传输，产品共享。使天气预报向客观化，定量化、自动化、综合化、智能化方向发展。展望的未来天气预报业务系统的示意图，髓着多媒体技术、人工智能技术、图形图像技术的应用，系统不单自动化程度更高，而且会更加综合化和智能化。