现代化的天气预报都采用了哪些先进的设备?

  现代科学技术的发展为现代的天气预报提供了先进的装备,先进的气象卫星、遍布各地的雷达站网络,以及能运算复杂天气模型的强大的超级计算机系统,使天气预报的准确性大大提高。

  20世纪70年代末,日本使用了气象卫星,不仅从高空可以收集到各种气象资料,而且使气象部门大大提高了工作效率,还提高了预报的正确程度。电视台的天气预报也由此变得生动而形象:台风眼和它的周围的云层、活动范围、方向、速度等,还有雨、雪区的移动等,一目了然。

  美国的领土十分辽阔,它的气象预报系统的规模更大。为了了解世界范围的气象,有四颗气象卫星提供气象信息。有两颗电视与红外线观察卫星,它们的轨道经过地球南北极的上空,卫星上的电视摄影传播云的形状和运动方向,红外照相指示出云层的高度和水汽所含的水分。另外两颗同步气象卫星位于赤道上空对地静止的轨道上,在固定点定时拍摄地球的照片。

  此外,有几百个小型资料收集装置设在飞机、轮船、浮筒或充氦气球上。这些收集装置的传感器会自动测出各地的风速、温度、湿度和气压等。还有70多个雷达站遍布全国,对雷暴和旋风进行跟踪。

  有一种多普勒雷达系统是先进的气象检测设备。这个系统向周围半径为200千米的各个方向发射波束,通过检测大气中的水滴、草籽、尘土、昆虫等的运动,来测量同地面平行的各个水平面上的风速、风向。它作出的天气预报十分具体:哪一个地方,几点到几点钟将降落多少毫米的雨。如果局部地区在几分钟内将发生突然的气流变向,多普勒雷达系统也能作出相当准确的预报。

  另一种激光多普勒雷达——“莱达”,是一种监视地面气象状况的新装置。它装在极地轨道卫星上,每天可测取两次风速。如果有两颗卫星装有“莱达”,这可以监测整个地球的大气状况。采用“莱达”系统以后,可以使7~10天的中期天气预报,同目前的24小时的预报一样准确。航空公司也能从“莱达”获益,因为驾驶员有了详尽的当时的气流图,就可以利用快流风,避开迎头风,既可节省时间和燃料,还可保证飞行安全可靠。

  近年来,气象工程中的一项重大突破是风向模拟系统的投入使用。模拟系统用一雷达束对1.6~14.4千米范围内的风向和风速做连续测量,并沿竖直方向每隔100米取一个风速风向数据,每平方千米可采集到上百项数据。在监视器的屏幕上显示出来:一些五颜六色的箭头,以颜色、长度和方向,分别代表那高度、风速和风向。电脑很快地将几小时前输入的数据以及卫星资料作相互比较,在屏幕上显示出当地的小气流的运动,把预报局部小气候的精度提高到前所未有的水平。

  设在马里兰州的计算机天气模型,根据从世界各地传送来的气象数据,包括风向、风速、温度、湿度、气压等。从全国650个气象气球的高空测候仪采集到了气象数据,全部集中发送到静止轨道上的工作卫星上,然后从太空发回卫星地面接收站,再由地面站送到气象中心。各地浮筒或机载的收集装置所记录的信息几分钟后便汇集中心,许多电脑神速处理各种数据,从而对当时的天气形势形成一个数学的描述。美国的气象中心每天向各主要预报中心发出2000个这样的报告,再通过它们向各地方机构传送。各地气象台再结合最新的卫星图像与地面测定的数据,结合各自的经验,发布出当地的天气预报。这种预报已相当准确了。

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