風雨雷電霾，說說天氣預報那些事

四川省南充市纖維檢驗所 陳春全

每天晚上《新聞聯(lián)播》之后播出的《天氣預報》，雖然只有短短的5 分鐘時間，但卻是多年來中央電視臺收視率較高的節(jié)目之一。從開始的預報次日是天晴、下雨還是陰天，到后來告訴大家明天的降水概率，再到現(xiàn)在能預測未來幾天的天氣。時光荏苒，天氣預報的形式也在不知不覺地發(fā)生著變化……

古人預測

我國古人對天氣的預測，那是歷史悠久，大致可以追溯到遙遠的商周時期。而古人們對于天氣原因引起的人和物的變化，觀察更是細致入微。

早在1 800 年前的東漢時期，唯物主義哲學家王充在其所寫的《論衡》中就說：“天氣變於上，人物應於下矣……故天且雨，螻蟻徙，丘蚓出，琴弦緩，固疾發(fā)，此物為天所動之驗也。”

這段話的大意是，天上的氣候有變化，人和物體則會產(chǎn)生相應的變化。如果要下雨，螞蟻會搬家，蚯蚓會到地面上來，琴弦的聲音會變得低沉，人身上的老毛病也會復發(fā)。

《詩經(jīng)》中說：“我有嘉賓，鼓瑟鼓琴。”在古代，琴和瑟是兩種不同的弦樂器。在曾侯乙墓出土的瑟，其最粗的幾根低音弦是用牛筋制作而成。而當時的琴弦則是用蠶絲，再根據(jù)“宮、商、角、徵、羽、文、武”七弦音階的需要，采用不同的方法制作而成。但不論是牛筋還是蠶絲，其吸濕性能都很好。一旦空氣中的濕度變大，它們就會因為吸入了水分而發(fā)生細微的聲音變化。

在漫長的歲月變遷中，古人們根據(jù)對天氣觀察的經(jīng)驗積累，也總結了不少預測天氣的民間諺語。比如以云彩的狀態(tài)來預測的“天上掃帚云，三天雨降淋”，以動物行為來預測的“喜鵲枝頭叫，出門晴天報”，以人體變化來預測的“腰酸瘡疤癢，有雨在半晌”等等。

在建國前夕，中央軍委氣象局成立。這是新中國最早的天氣預報機構，也是現(xiàn)在的中國氣象局的前身。1980 年7 月7 日，中央電視臺的《天氣預報》與觀眾見面，時間只有2 分鐘。

“風云”衛(wèi)星

不論你是否經(jīng)常收看《天氣預報》，都肯定聽說過風云氣象衛(wèi)星。“風云”系列氣象衛(wèi)星在將近50 年的時間里，為我國氣象預報、氣候預測以及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、防災減災等工作作出了重要的貢獻。

那么，什么是氣象衛(wèi)星呢？它又是如何進行天氣預報的呢？

簡單地說，氣象衛(wèi)星就是對地球大氣層的“風起云涌”以及海洋水色、植被、冰雪覆蓋等情況進行觀測的人造地球衛(wèi)星。我們打開微信時，出現(xiàn)的那張地球照片就是“風云四號A”衛(wèi)星從我國上空拍攝的。

氣象衛(wèi)星上面搭載有很多種遙感設備，能夠接收并測量地球發(fā)出的可見光、紅外光、微波輻射等數(shù)據(jù)。隨后，氣象衛(wèi)星會將這些收集來的數(shù)據(jù)傳遞回地面的基地。地面基地將氣象衛(wèi)星發(fā)送回來的數(shù)據(jù)進行處理之后，再將這些氣象資料交給計算機進行分析，進而預測未來的氣象情況。

在《天氣預報》節(jié)目中，預報員經(jīng)常會指著衛(wèi)星云圖為我們分析未來的氣象走勢。那么，這個“衛(wèi)星云圖”又是什么呢？

衛(wèi)星云圖就是由氣象衛(wèi)星自上而下觀測到的地球上的云層覆蓋和地表特征的圖像。衛(wèi)星云圖大致分為可見光云圖和紅外線云圖兩大類。科學家可以通過衛(wèi)星云圖的形狀、紋理、亮度等特征，判斷出云的種類以及降水情況，進而推斷出溫帶氣旋、熱帶風暴等的位置。

目前，我國的“風云”系列氣象衛(wèi)星包括極軌衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星兩大類。極軌氣象衛(wèi)星是太陽同步軌道衛(wèi)星，在軌高度大約800 千米，每12 小時可無縫隙觀測地球一次。靜止軌道氣象衛(wèi)星是地球同步軌道衛(wèi)星，在赤道上空約3.6 萬千米的地方，可對地球三分之一的區(qū)域持續(xù)不斷地進行氣象觀測。

地面觀測

相對準確的天氣預報是一個系統(tǒng)作戰(zhàn)的產(chǎn)物，除了氣象衛(wèi)星（天基）之外，地基、空基的觀測也不可或缺。

空基氣象觀測就是指將相關的傳感器放到地球表面以上大氣層的觀測平臺上進行的氣象觀測。空基的觀測平臺大致有探空氣球、飛機、火箭、無人機等。

其中，探空氣球因為只需要充滿氫氣或氦氣，并不需要動力，所以成本很低，而且使用起來也非常方便。因此，在空基氣象觀測中，探空氣球的使用比較頻繁。著名的美國羅斯威爾UFO 事件，據(jù)說不過就是一個墜毀的探空氣球。

地基氣象觀測主要是指以地表為觀測平臺，用眼睛或氣象儀器對大氣進行的觀測。大致來說，就是在氣象觀測場站或氣象觀測船上，用氣象多普勒雷達、測風經(jīng)緯儀等設備對上空的氣象情況進行觀測。另外，在地基氣象觀測中還大量使用測雨雷達、測風雷達和測云雷達等常規(guī)氣象雷達。

然而，即便我們已經(jīng)擁有了天基、空基、地基這些系統(tǒng)的氣象觀測手段，由于受到衛(wèi)星的分辨率、雷達的穿透力等因素的影響，天氣預報仍然不能做到盡善盡美，尤其是對于小區(qū)域內(nèi)極端天氣的預報，現(xiàn)在還無能為力。