[科普中國]-天氣分析

天氣分析，根據(jù)天氣動力學(xué)原理，對填寫在有關(guān)圖表上的觀測記錄進行描述、操作、推斷的過程，是天氣預(yù)報的基本立足點和主要依據(jù)。分有地面天氣圖分析、等壓面圖分析、溫壓場分析和輔助天氣圖分析等。在進行天氣分析時，首先需正確判斷和運用觀測記錄，參考有關(guān)分析預(yù)報判據(jù)和科學(xué)研究總結(jié)，推斷各種天氣現(xiàn)象和天氣形勢的演變過程，注意其前后歷史連貫性。重視各有關(guān)圖表的有機結(jié)合。從實際出發(fā)，抓住關(guān)鍵天氣預(yù)報提供科學(xué)依據(jù)。1

分析內(nèi)容天氣分析的內(nèi)容隨電子計算機和大氣探測技術(shù)的發(fā)展而不斷豐富。18、19世紀(jì)的天氣分析，只局限于單站資料分析和地面天氣圖分析。20世紀(jì)30年代發(fā)明了無線電探空儀之后，天氣分析才從二維的平面分析擴大到三維的空間結(jié)構(gòu)的分析。到了20世紀(jì)40年代末，天氣雷達(dá)的使用，又為降水系統(tǒng)和強風(fēng)暴系統(tǒng)的水平結(jié)構(gòu)和鉛直結(jié)構(gòu)的分析提供了方便。60年代初，氣象衛(wèi)星的發(fā)射成功，衛(wèi)星資料的分析就成為天氣分析中的一個重要部分。同時高速電子計算機的出現(xiàn)，又為計算和分析各種物理量場，并將其結(jié)果用于氣象業(yè)務(wù)提供了可能性。氣象衛(wèi)星資料的有效利用和高速電子計算機的應(yīng)用，以及四維同化等問題（見數(shù)值天氣預(yù)報資料的處理和分析），是天氣分析中正在發(fā)展的內(nèi)容。

分析方法天氣圖分析在天氣圖上，分析某地區(qū)的天氣系統(tǒng)和大氣狀態(tài)。其中包括：①氣壓分析。用等壓線或等高線表示空間氣壓的分布。②氣溫分析。用等溫線表示大氣中冷暖氣團的分布和大氣的熱力結(jié)構(gòu)。③濕度分析。用等比濕線或等露點線表示大氣中水汽含量的分布。④風(fēng)場分析。用流線和等風(fēng)速線表示大氣流動的特點。在這些分析的基礎(chǔ)上，可以進行氣團分析、鋒面分析和氣壓系統(tǒng)（或風(fēng)場系統(tǒng)）分析等。2

診斷分析利用大氣探測資料或者經(jīng)過加工的資料(見氣象資料處理),計算各種大氣物理量,并通過大氣動力方程和物理方程對大氣環(huán)流和天氣系統(tǒng)進行定量的物理分析，是從20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的分析技術(shù)。這種分析方法比天氣圖的定性分析方法更好。通過診斷分析可以進一步了解天氣系統(tǒng)發(fā)生和發(fā)展的物理機制，為天氣預(yù)報提供了客觀的物理依據(jù)。常用的物理量有能量、鉛直速度、渦度、散度、水汽輸送等。例如能量診斷分析，就是從能量方程出發(fā),計算引起能量變化的各種因子，分析它們的維持、平衡和轉(zhuǎn)換等問題。一般說來，動能的增加意味著天氣系統(tǒng)的發(fā)展，動能的減少常使天氣系統(tǒng)趨于衰亡。對成熟的氣旋系統(tǒng)的計算結(jié)果表明，動能主要在對流層上部和下部產(chǎn)生。由于下部氣流明顯地由高壓穿越等壓線流向低壓，這表明氣壓場對空氣塊作功而產(chǎn)生動能。當(dāng)這個動能大于能量向系統(tǒng)外的輸出和摩擦消耗時，氣旋就得以維持和加強。由于應(yīng)用了高速電子計算機，使診斷分析從歷史資料的分析研究發(fā)展為日常天氣分析業(yè)務(wù)的一種重要技術(shù)。3

雷達(dá)資料分析使用天氣雷達(dá)、氣象多普勒雷達(dá)、激光雷達(dá)（見激光大氣遙感）、聲雷達(dá)（見聲波大氣遙感）等的探測資料，分析幾百公里范圍內(nèi)的大氣物理狀態(tài)和大氣運動情況。

衛(wèi)星云圖資料分析應(yīng)用衛(wèi)星云圖、衛(wèi)星測風(fēng)、衛(wèi)星探空等資料，分析全球大氣中的云、風(fēng)、氣溫、氣壓、濕度等的分布情況（見衛(wèi)星氣象學(xué)）。

客觀分析早期的天氣分析都是人工操作的，常把這種分析稱為主觀分析。使用高速電子計算機來模仿人工操作繪制天氣圖，并將氣象要素值內(nèi)插到網(wǎng)格點上作為數(shù)值預(yù)報的初值的這種分析，稱為客觀分析，或稱計算機分析。但因計算機分析方案及其工藝等方面，還存在著一些缺點和不足之處，故不能完全用它替代人腦的分析和判斷。有一些天氣圖，先由機器分析，再由人工作出補充和修正分析，稱為人機結(jié)合分析。客觀分析的項目除了實況天氣圖之外，還有各種物理量的診斷分析和雷達(dá)、衛(wèi)星圖像識別等。

發(fā)展隨著衛(wèi)星資料的不斷積累，以及大量非常規(guī)探測資料的使用，客觀分析有可能從分析一個時間多層次的資料發(fā)展到多個時間多層次的資料，從靜態(tài)分析發(fā)展到動態(tài)分析，從單純的擬合發(fā)展到四維資料的同化分析?，F(xiàn)代的客觀分析提出了大氣總體系統(tǒng)的分解、協(xié)調(diào)和優(yōu)化的理論模型，將資料分析和天氣預(yù)報聯(lián)系在一起，使天氣分析預(yù)報向系統(tǒng)化、工程化和自動化方向發(fā)展成為可能。