來源:網(wǎng)絡資源 2024-07-31 18:42:31
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數(shù)值天氣預報
、贁(shù)值天氣預報是指根據(jù)大氣實際情況,在一定的初始和邊界條件下,通過大型高速計算機作數(shù)值計算,求解描寫天氣演變過程的流體力學和熱力學方程組,以此預測未來一定時段的大氣運動狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法。這一方法將描寫大氣運動的數(shù)學物理方程組、計算機等新技術和人類經(jīng)驗融在一起形成合力,實現(xiàn)“1+1+1>3”的效果。如今,應用數(shù)值天氣預報技術,天氣預報業(yè)務可從初始時刻起,預報未來最長達7天的天氣(即中期天氣預報)。
、谶^去人們觀天,目見風起云涌、云收雨散,積累一定經(jīng)驗后,可知道一地某些天氣變化規(guī)律,從而進行預測。自古以來,就有“朝霞不出門,晚霞行千里”等諺語。最著名的例子,《三國演義》中諸葛亮巧借東風,其實就利用了長江中下游地區(qū)冬季也有可能刮東風的經(jīng)驗。及至上世紀,人們發(fā)明并應用氣象儀器定量測量大氣狀態(tài)變量,匯總各地氣象觀測數(shù)據(jù)繪成天氣圖,掌握天氣的三維空間結構。由此,人們發(fā)現(xiàn)了天氣系統(tǒng),并可以預報天氣系統(tǒng)的移動和強度變化。這是上世紀80年代以前的主要方法,弊端是較為依賴預報員個人經(jīng)驗和主觀判斷。
、酆徒(jīng)驗氣象預報相比,數(shù)值天氣預報有定量、客觀、快速的優(yōu)勢,是一次巨大飛躍。方程、計算機、數(shù)據(jù)是其三大要素。正如牛頓用數(shù)學模型將物理現(xiàn)象上升為科學理論,數(shù)值天氣預報用流體力學的數(shù)學物理方程定量預測天氣,比耳目所感、經(jīng)驗積累更準確、更具規(guī)律性。不過,相關方程非常復雜,計算量巨大,需要使用計算機才能快速預測天氣。比如暴雨將至,若是人工計算,可能還沒算出結果雨就停了。所以,各國大多將超級計算機應用于天氣預報,將此作為考核其計算能力的重要指標。數(shù)據(jù)來源主要是氣象監(jiān)測系統(tǒng),除臺站觀測數(shù)據(jù)外,現(xiàn)今主要是氣象衛(wèi)星和雷達遙感數(shù)據(jù),數(shù)值天氣預報要將這些數(shù)據(jù)匯集在一起作為初始條件。在特定地區(qū)還得考慮該地區(qū)的邊界條件,尤其是地形、地面情況。比如預報某河流附近天氣,就得考慮地形甚至融入上游數(shù)據(jù),在沿海地區(qū)還得考慮海洋的影響。如廣東省數(shù)值預報中心利用高分辨臺風數(shù)值模式和風云衛(wèi)星實時跟蹤觀測等先進技術,提前5—6天準確預報出2021年第22號超強臺風“雷伊”的“西行—北翹—東折”復雜移動路徑,為災害天氣下的社會安全保障提供有力科學支撐。
、茈S著社會發(fā)展,人們對天氣預報的要求越來越高。天氣預報的準確率要提高,氣象要素和天氣預報的空間、時間分辨率和量值的精度要細,即需要定時、定量、定點和高分辨率的天氣預報。如何實現(xiàn)?這就需要以數(shù)值天氣預報為基礎,依托通信、物聯(lián)網(wǎng)、全球定位系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術,同時利用多種先進探測設備及技術等。其應用前景十分廣闊,除常規(guī)氣象保障業(yè)務外,還可在水陸交通、航空航天、重大工程、重大活動等領域廣泛應用。
4.選文思路清晰,按照邏輯順序依次介紹了_________、_________、_________以及數(shù)值天氣預報的應用前景。
5.請分析第一自然段劃線句的說明方法及其作用。
6.結合本文內(nèi)容說說“鏈接材料”中的北京冬奧會是怎么保障比賽的安全進行的?
鏈接材料:
北京冬奧會做到了“百米級、分鐘級”預報:空間覆蓋冬奧賽區(qū)百米網(wǎng)格,每隔10分鐘更新。比如高山滑雪賽道區(qū)域橫跨2.5公里,起終點直線距離約2.25公里,海拔落差近1000米,預報員需對這個范圍內(nèi)的風速、風向、溫度進行非常精準的氣象預報服務。北京冬奧會期間,經(jīng)歷了晴天、下雪、大風等不同天氣。例如2月6日,原定于11時開始的高山滑雪男子滑降比賽就在天氣預報的引導下多次推遲,延期至7日12時。
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