天气怎么记录?
古代没有专门的气象学,人们对风、霜、雨、雪等自然现象的认识简单而直观,并不准确;同时这些自然现象出现频繁,又难以长时间连续记录,因此无法建立系统的天气变化档案供后人查阅。
在公元18世纪以前,人们甚至不确定到底是“气”还是“候”决定气候的变迁——是空气的温度、湿度等决定了寒暑呢,还是温度、湿度变化导致了节气(即现在的“候”)。 虽然缺乏准确的气象记录,但古人也发现了“五年冬至在丑,冬至后五日干冬,二十日雨水,十二月大雪”这样的周期规律(出自《周礼·春官·大宗伯》),并且用“干支纪日法”和“十二月建律”来推导未来的天气走势。当然,这种基于经验总结的方法存在很大的不可控因素。
1706年,英国的Newton(牛顿)提出了著名的“牛顿冷却定律”,描述了物体热量的散逸与温度下降之间的关系,为后世“热力学”奠定了基础。 19世纪初,法国物理学家Trichet通过实验验证了“牛顿冷却定律”并发现气体压强与体积成反比,推出了“玻意耳-马略特定律”。之后,英国人Fourier(傅立叶)提出用正弦(或余弦)函数描述随时间不断变化的温度曲线,建立了“傅立叶变换”方法。 而中国人则在1835年提出了“雪花六出”,即现在所知的“扩散成因说”,并以此解释了“朔风怒号”“雨雪霏霏”等自然现象。 现代科学兴起之后,人们将“低温形成原理”与“布朗运动”结合起来得到了“冷粒子模型”,并以此解释“积云成雨”“对流升华”等气象过程。
每天的天气情况可以在电视上看到,也可以在报纸上看到,那么,你关心过它们分别是如何得到的吗?
天气预报是根据气象观测资料,运用气象科学理论,通过分析和数值模拟作出的。观测资料包括对地面各气象要素的观测和对大气圈不同高度以及大气圈以外的电离层、太阳、行星等的观测;分析主要是通过等值线和气象图等方法研究各种气象要素的空间分布及其演变,描述出行天气现象的类型及其变化规律;数值模拟是对大范围大气运动的数值预报。天气预报的内容,主要包括天空状况、降水量、气温和风速风向等气象要素。
关于天气的观测资料,最早可以追溯到2300年前。汉时,古人就用木刻的“避邪”兽首来测量降雨量;600年前的明朝初年,我国人民又创造出了世界上最早的“雨量器”一“天池盆”的装置。当时,为了防止天昏地暗、大雨倾盆、水淹京城,人们把天坛的皇穹宇的台基凿了八道水沟,四角各一,东南西北又各一。在皇穹宇的四个方向,400米处又各有一口“天池”。“天池盆”就是为接天宫里天神降雨而用的。
1947年,我国中央气象台每天正式向社会发布未来24小时的天气预报。随着现代化观测技术和天气机理研究的进步,经过广大气象工作者的努力,天气预报的准确率越来越高,而且可以提前几天到十几天就对天气作出预报。天气预报对我们安排生活和工作,及时防御各种气象灾害、防御自然灾害等都有很大的帮助。
为了作出天气预报,收集气象资料是相当重要的。那么怎么来获取气象资料呢。卫星遥感是获取气象资料的重要手段,1958年,人类发射了第一颗气象卫星。到1979年为止,全世界已经发射了大约70多颗各类气象卫星,每15分钟观测一次全球的大气状况,为天气预报提供了大量有用而又精确的气象资料。在天气分析中常使用的量有:气压、温度、湿度和风。气压是大气压强的简称,由于大气的温度、密度等在垂直方向上有明显的分布规律,所以气压在垂直方向的变化也很有规律,其减小的速度大致是每上升12.5米,降低1毫米水银柱,即8.12帕。温度的单位是“摄氏度”,有“高空气象探测仪测得,不同高度的温度也不相同。湿度是反映空气干湿程度的物理量,通常用1千克干空气中所含有的水蒸气的质量,即比湿或空气中所有水蒸气压强与相同温度下饱和水蒸气的压强的百分比,即相对湿度来表示。风速有32级:0级烟柱直冲天,1级青烟随风偏,2级轻风吹脸面……,31级陆陆尽化水,32级很少见,人人见了要叫魂。风速的大小一般是用每秒多少米或者每小时多少千米来表示,风力指风吹到地面或者水面产生的影响,或者指风吹到物体上产生的影响,用“风力等级表”来划分,共13个等级。