天气预报如何来的?
1、气象卫星云图是怎么形成的? 回答这问题,得从大气层的结构说起。地球被大气层笼罩着,大气层上薄下厚,越往下厚度越大。在离地面10千米左右的大气层被称为对流层,它充满了水蒸气、氮气和氧气等气体,还遍布着无数的水滴、冰晶和尘埃等颗粒物。
这些颗粒物的大小各异,其中直径大于1.5微米的颗粒物能轻松绕过空气的摩擦力,以最本来面目一直进入对流层顶部。而对流层顶的高度平均在20公里以上,最大可达37公里。 但云的形成却与这一片漂浮在大气中的“海洋”关系不大。事实上,云只是悬浮在上空的庞大电荷体系的一部分,一个高度小于1公里但面积却很庞大的电荷屏障。
当带有不同电荷的空气粒子(如由土壤放出带有负电的离子)相遇时就会凝聚在一起,形成正离子或负离子团。它们不断聚集又不断分化,最后形成了云朵。 也就是说,云实际上是对流层顶部的电荷体系形成的。我们看到的云,其实是由大量彼此不连续的电荷区组成的。每个电荷区看起来就像是天空中一个个分散的“亮点”,这种把云区分成的块状结构也被称为云带(clouds bands)。而对流层顶端的大气被分成许多大小不等的区域,每一个区域都有自己独立的云系。 随着高度的增加,温度下降,空气中含湿气体浓度减小,最终到了一定的海拔高度,云就消失了(超过3000米高空基本都是万里无云的蓝天下)。
当然,不是所有的云都会消失,因为影响云形成的因素除了海拔外还有湿度和温度等。如果上升气流中的水滴(云中的水蒸气遇冷凝华成小水滴)足够多的话,就会形成一层厚厚的云——雨层云 (stratocumulus), 它们会覆盖住整个天空。 如果云中的水蒸气进一步凝结成较大雨滴,那么就会出现一种独特的云——卷云 (cirrus)。它们像长长的白色缎带,漂浮在空中。
2、为什么不同地区预报的天气有时候不一样? 这个问题就问对人了!我学的是大气物理专业,我们的教科书里就有这么一句话描述这个问题——“天气现象的时空分布是复杂的,存在很多不确定性”。这句话听起来挺官方,但其实意思就是:天气是很难预测的(注:这还没有考虑量子力学的影响呢)。
以晴天为例,引起它的原因有很多。比如近地面受热不均导致空气上升,如果是南北向延伸的,那么在背阴面就会形成一个低压区,空气不断汇入形成降水,而在向阳面的空气则持续受热升高形成干暖气团,在干暖气团上方会形成高压区,进而又使新的一波冷空气沿山坡下来,开始下一个循环。 而阴天和雨雪天的成因更为复杂,在此就不赘述了。
总之,在不同地区,甚至是在同一个地区的不同位置,天气系统的影响因素和强度都是不一样的。这就导致了在一个较大范围内,即使是同一时间,也可能有不同的地方出现不同的天气变化。