天气预报如何测量的?

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这个我有权回答!先上图 这是我国第一颗气象卫星——风云一号的图像,截取自它的官网(http://www.weather-officers.cn/html/2013/05/558.htm) 首先把云分成团块,用灰度图像计算每个团块面积,根据面积大小对不同区域云的厚度进行加权求和,最终得出全国平均云量。当然这个过程是动态的,要实时更新数据。

接下来就是重头戏了,怎么测量气温?地面温度直接测量肯定不靠谱呀,几千公里的地面温度变化不可能用一根温度计完活啊,于是人们又想出了一个神奇的算法——辐射测温法!简单来说就是通过测量大气某处的辐射强度来计算气温。因为地球表面是被大气层覆盖着的,而太阳辐射能穿透大气层照射到地表,再反射到太空,这其中就存在一个能量损耗的问题。

我们假设地表反射到太空的能量被均匀地分配在连续的正弦波上,这样就可以通过测量正弦波的峰值来倒算出辐射强度,进而得到气温。 看到这里大家是不是觉得气象学家们太厉害了!竟然可以不用直接测量气温就能知道它在哪里!其实这也是基于一个简单的物理原理:大气温度高,其放射出的电磁波就强;反之则弱。但这样能不能真实准确地测量气温呢?答案是未必!因为大气温度不仅与太阳辐射有关,还受其他很多因素的影响。

比如阴晴雨雪、地表形状、空气湿度等都会影响大气的辐射特性,使得这种间接测量的方法存在很大的不确定因素。所以后来人们又发展出了其他的测温技术,如微波测温、氦氖激光测温等。 除了能观测气温,这些气象卫星还有一大功能——监测雾霾。

当空气中的污染物浓度较高时,大气对红外线的吸收能力会大大增强,从而在红外图像上产生阴影,由此就能判断出污染的程度。

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天气预报的制作是一个非常复杂的过程。首先,需要收集气象数据。气象数据的收集要依靠气象卫星、探空气球、气象雷达等多种高科技设备。它们每天定时把收集的气象数据通过网络传输到中央气象台。中央气象台的计算机接收到各种气象信息后,通过计算作出天气预报。

气象卫星:气象卫星是运行在太空中的天气观测员,它可以接收从地面到大气层向外辐射的大量信息,它在接收信息、探测云层分布、测量地表温度等方面发挥着非常重要的作用。气象雷达: 气象雷达是气象测报中一种非常重要的探测工具,它在探测天气、监测台风、军事应用、航空、航天等方面具有广泛的作用。它的探测原理是:根据雷达从空中收到的回波情况判别空中云雨的状况。它在监测台风等灾害性天气时,还能够测量出它的移动路径,回波强度等信息。

探空气球: 在我们研究天气的时候,需要知道高空的气温、湿度等状况。探空气球是一种能向高空升的探测工具,它携带一整套气象自动测量仪器升空,可以探测不同高度的气温、气压、湿度等要素的数值。

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