我們已經(jīng)知道，世界上很早就有天氣諺語(yǔ)了。根據(jù)天氣諺語(yǔ)也能預(yù)報(bào)天氣。不過(guò)，天氣諺語(yǔ)是人們憑視覺(jué)和感覺(jué)來(lái)測(cè)天的。而人們所看到和感覺(jué)到的天氣，和造成天氣變化的天氣系統(tǒng)相比，和地球相比，只是很小很小的一塊。而且天氣系統(tǒng)還是不斷移動(dòng)和發(fā)展的。因此從這個(gè)角度講，用天氣諺語(yǔ)測(cè)天屬于“坐井觀天”。而且天氣諺語(yǔ)定性不定量，表達(dá)比較籠統(tǒng)，理解因人而異，因而預(yù)報(bào)結(jié)果也可能相差很大。所以，古代天氣諺語(yǔ)不可能發(fā)展成為科學(xué)，建立天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)。 氣象儀器的出現(xiàn)，是科學(xué)測(cè)天的第一步17世紀(jì)初氣壓計(jì)的發(fā)明，可以說(shuō)是揭開(kāi)了科學(xué)天氣預(yù)報(bào)的序幕。因?yàn)樘鞖庾兓�和氣壓升降關(guān)系最為密切(近代的許多便攜式“晴雨表”其主要原理大都就是氣壓計(jì))。而氣壓的數(shù)值和變化十分客觀，誰(shuí)來(lái)觀測(cè)和研究都一個(gè)樣。 1．什么叫天氣圖預(yù)報(bào)方法 很有意思，肆虐人類(lèi)的災(zāi)害性天氣，卻也是氣象科學(xué)誕生的促進(jìn)者。世界上氣象科學(xué)的許多重大進(jìn)展都是氣象災(zāi)害推動(dòng)的。 據(jù)記載，世界上最早觀測(cè)降水量的是印度，因?yàn)橛《绒r(nóng)業(yè)主要依靠印度洋夏季風(fēng)帶來(lái)的雨水�？墒窍募撅L(fēng)雨量逐年變化很大，雨少了赤地千里，而雨多了又會(huì)一片汪洋。英國(guó)則是因?yàn)?854～1858年連續(xù)5年大旱，農(nóng)業(yè)歉收造成饑荒后，才促進(jìn)了氣象觀測(cè)網(wǎng)的建立。 天氣圖預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的誕生，前面已經(jīng)講到，起因于1854年11月英、法和俄國(guó)之間的克里米亞戰(zhàn)爭(zhēng)。一場(chǎng)11～12級(jí)風(fēng)暴重創(chuàng)了英法聯(lián)軍，沉沒(méi)了30多艘艦艇。事后調(diào)查才知道這個(gè)風(fēng)暴前二天已經(jīng)在法國(guó)和西班牙造成災(zāi)害。因此調(diào)查者法國(guó)天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)勒弗里埃才建議用電報(bào)把各地氣象報(bào)告集中在一起，繪制天氣圖，作天氣預(yù)報(bào)。 什么叫天氣圖呢?說(shuō)穿了天氣圖就是一張地圖。地圖上標(biāo)出了氣象站的位置。填圖機(jī)在氣象站的位置上按一定格式填上剛剛觀測(cè)到的該站的氣壓、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向……然后是繪制天氣圖、繪制天氣圖中最主要的是畫(huà)等壓線。就是把圖上氣壓相等的地方連成一條線。許多根等壓線聚集，分散和彎曲，便顯示出各種各樣的天氣系統(tǒng)。例如封閉的等壓線族表示高氣壓或低氣壓（區(qū)）。越往中心氣壓越高的叫高氣壓，越往中心氣壓越低的叫低氣壓。如果等壓線并不封閉，只是向同一方向彎曲，并且彎曲得比較厲害，形成像地形圖上河谷地區(qū)等高線那樣，叫低壓槽。越靠近槽線（槽的中心線)氣壓就越低。相反，氣壓向中央升高的等壓線族稱為高壓脊，越靠近中央脊線氣壓就越高。當(dāng)高壓脊或高氣壓移到本地時(shí)，因?yàn)闅鈮荷仙�，天氣便轉(zhuǎn)晴。相反，低氣壓或低壓槽經(jīng)過(guò)本地，氣壓下降，天氣便會(huì)轉(zhuǎn)陰雨。這就是天氣圖預(yù)報(bào)最基本的原理。 高低氣壓中的風(fēng)向是正好相反的。低氣壓中風(fēng)向是圍繞低壓中心呈逆時(shí)針?lè)较虼档模�高氣壓中正好相反，順時(shí)針?lè)较虼怠�氣象學(xué)常分別稱它們?yōu)闅庑�和反氣旋。在氣旋和反氣旋中，風(fēng)向本應(yīng)是完全平行于等壓線的。不過(guò)，在陸地上因?yàn)榈孛婺Σ亮�很大，�?shí)際風(fēng)向會(huì)略略偏離等壓線方向。由于低氣壓中氣流有吹向低壓中心輻合的分量，因此低氣壓中的空氣質(zhì)量便越來(lái)越多。但是這些氣流入地?zé)o門(mén)，只好上天，好把位置讓出來(lái)留給后續(xù)氣流繼續(xù)流進(jìn)低壓中心。上升氣流流到高空之后再向四周輻散，這樣才能維持低壓區(qū)并發(fā)展。低氣壓區(qū)中既然維持著上升氣流，這便是低氣壓中多陰雨的原因所在。在高氣壓中，由于風(fēng)向有偏向離開(kāi)高氣壓的分量，因此高氣壓區(qū)中的空氣質(zhì)量便會(huì)越來(lái)越少。這些輻散流失的空氣質(zhì)量誰(shuí)來(lái)補(bǔ)充呢?地下當(dāng)然不會(huì)冒出來(lái)，因此只有高空氣流下沉來(lái)補(bǔ)缺了。高氣壓中既經(jīng)常有下沉氣流，高壓區(qū)中當(dāng)然就常常晴天了。 所以，最早的天氣圖預(yù)報(bào)方法，實(shí)際上就是首先在天氣圖上畫(huà)出高低壓區(qū)來(lái)，根據(jù)它們過(guò)去的移動(dòng)方向和速度來(lái)外推它們未來(lái)的位置。這種方法一直沿用了幾十年。 2、 鋒面和氣團(tuán)學(xué)說(shuō) 第一次世界大戰(zhàn)期間，為了戰(zhàn)爭(zhēng)的需要，各國(guó)都互相封鎖氣象電報(bào)。這可苦了中立國(guó)挪威。因?yàn)闈O業(yè)在挪威國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占首位，而海上作業(yè)又特別需要天氣預(yù)報(bào)。封鎖氣象情報(bào)使挪威漁業(yè)幾乎走上絕路。當(dāng)時(shí)挪威氣象學(xué)家皮葉克尼斯主張?jiān)谂餐�的天氣上游即西方海上用船只建立氣象站以取得天氣�?bào)告。皮葉克尼斯為此找到了當(dāng)時(shí)挪威捕魚(yú)船隊(duì)的管理人員，提出漁民如果想多打魚(yú)，每人只要肯付出幾條鮮魚(yú)的錢(qián)就可以獲得較準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)。于是在挪威及其附近海面上建立了一個(gè)相當(dāng)稠密的氣象觀測(cè)網(wǎng)。這個(gè)觀測(cè)網(wǎng)不僅滿足了天氣預(yù)報(bào)的需要，而且正因?yàn)樗�特別稠密，還在氣象科學(xué)上有了重要發(fā)現(xiàn)，使天氣預(yù)報(bào)水平提高了一大步。戰(zhàn)爭(zhēng)又一次“推動(dòng)”了氣象科學(xué)的發(fā)展。 他們發(fā)現(xiàn)，大氣中有著兩種不同溫度的空氣團(tuán)。氣溫相對(duì)較低的叫冷氣團(tuán)，從北方來(lái)；氣溫相對(duì)較高的叫暖氣團(tuán)，從南方來(lái)。這種冷暖氣團(tuán)的范圍十分寬廣，甚至可以達(dá)到上千萬(wàn)平方公里。在冷暖氣團(tuán)內(nèi)部，雖然溫度也有差異，但相對(duì)來(lái)說(shuō)是很小的，而冷暖氣團(tuán)之間的溫差卻非常大。它們集中反映在兩個(gè)氣團(tuán)之間的交界面，即鋒面上。鋒面是一個(gè)傾斜度很小的面，它與地面相交的一條線叫鋒(線)。鋒面向冷空氣團(tuán)方向移動(dòng)的叫暖鋒，相反，向暖氣團(tuán)移動(dòng)的鋒叫冷鋒。皮葉克尼斯注意到，當(dāng)暖鋒來(lái)到的時(shí)候，首先看到的是高高的、薄薄的，或者絲絲縷縷的卷云，然后接著的是卷層云(第一梯隊(duì)，都是高云，云上可以出現(xiàn)日暈，日華)。第二是高層云(第二梯隊(duì)，中云，云上可以出現(xiàn)日華，月華)。最后是雨層云(低云)。雨層云下面常有雨雪天氣。當(dāng)冷鋒到來(lái)時(shí)，頭頂上經(jīng)過(guò)的云的次序剛好和暖鋒相反。先是雨層云，然后是高層云，最后面的是卷層云和卷云。但當(dāng)冷鋒移動(dòng)速度很快時(shí)，特別是夏季，這種云系次序就不典型了，甚至只見(jiàn)發(fā)展高大的積雨云，并伴有隆隆雷聲和大雨。 皮葉克尼斯還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，鋒面實(shí)際上常常是和溫帶氣旋一起出現(xiàn)的。因此氣象學(xué)中多稱鋒面氣旋。雖然有時(shí)也有先有鋒面后有氣旋，或者先有氣旋，然后氣旋中再出現(xiàn)鋒面的情況。由于鋒面氣旋一般都有生成、發(fā)展和衰老等幾個(gè)階段，而每個(gè)階段中相應(yīng)有不同的晴雨天氣變化。因此鋒面氣旋學(xué)說(shuō)，把天氣預(yù)報(bào)變成了研究鋒面氣旋的發(fā)生、發(fā)展和消亡的變化。使得天氣預(yù)報(bào)從純經(jīng)驗(yàn)方法發(fā)展到建立在天氣學(xué)的物理基礎(chǔ)之上，大大提高了天氣預(yù)報(bào)水平。從而挪威氣象學(xué)派的鋒面氣旋學(xué)說(shuō)被譽(yù)為世界氣象學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)重大里程碑。鋒面氣旋學(xué)說(shuō)描述的鋒面云系結(jié)構(gòu)和分布，在50年代第一顆氣象衛(wèi)星上天以后，也得到了滿意的證實(shí)。這使人們受到很大鼓舞。鋒面氣旋學(xué)說(shuō)和理論至今在分析地面天氣系統(tǒng)和進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)時(shí)仍被廣泛使用。
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