环境气象预报历史记录_环境气象预报历史
1.香港天气资讯中心的历史沿革
2.江西省气象局的历史沿革
3.滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报
4.气象物候的所有知识
5.天气预报的原理
近十天很难说的准的,温度正在缓慢上升中,只要不是阴雨天,就不会感到冷,基本上一件外套加上薄的羊毛衫就可以了
以下是上海气象台发布的清明期天气展望
上海市天气预报
降水:4日~5日前期受高空低槽影响,本市阴到多云,有时有阵雨;5日夜里到6日前期,本市阴有中雨;受冷空气影响,6日后期转为多云。
气温:4~5日气温平稳,维持在12~17℃,6日受冷空气影响,气温明显下降,最高气温下跌至8~10℃。
大风:4~5日受低压槽发展影响,本市东南风4~6级,长江口区阵风6~7级;6日风力较大,将出现5~7级偏北大风,长江口区6~8级,洋山港区和上海市沿海海面阵风可达9级。另外,华东沿海海面有8~10级大风。
本市具体预报如下:
4月4日:阴到多云,有时有小雨,气温12~17℃。
4月5日:阴到多云有时有阵雨,夜里转中雨,气温13~17℃。
4月6日:阴有小雨,下午转多云,气温7~10℃。
香港天气资讯中心的历史沿革
19年,中央气象台副台长王世平随团到日本访问。日本当地一家气象台热情招待,晚餐被安排在一家极富特色的居酒屋,通往后厨的过道上,放了一台电视机,屏幕里正在播日语新闻。
突然,屏幕上走出个小伙子,指着背后的一幅日本地图认真讲解,屋里的日本人一下全不说话了,眼睛齐刷刷地盯着屏幕,几分钟后讲解结束,大家才继续喝酒聊天。这景象让王世平吃惊不已,日方代表说,这就是日本的电视天气预报,这些气象信息由国家提供,由公司加工制作成电视节目,再通过电视向公众发布。
这让中国气象人第一次见识到以电视传播气象信息的巨大效应。在回国的路上,代表团就开始讨论,中国的天气预报也应该有电视版。
19年开始,中央气象台和中央电视台开始协商合办天气预报电视栏目,前后长达一年半的时间。既要通俗易懂,又要形式不沉闷,这一全新的节目形式,双方都没有经验,最后大家决定,先效仿国外。
当时,西方的气象节目大部分由气象专家来主持。央视本身主持人不多,对气象知识也不了解,就决定由气象台派人担任主持。很快,中央气象台内部开始“海选”主持人,最后筛出一男一女两个人选。34岁的韩建钢当时已经是气象台的预报员,专业知识扎实,人长得精神,虽然说话带点乡音,但很清楚,不妨碍观众理解,他成为最后选定的男主持人,女主持人则定为气象台职工李援。
1980年7月7日,《天气预报》节目在央视一套亮相,“跟新闻一样是直播,在国内新闻和国际新闻之间播出,时间也只有两分钟。”最初的一个半月,每天下午5点中央气象台数据一出来,韩建钢和李援就把专业术语改为通俗易懂的电视语言,半个小时后拿着墨水还没干的稿子,出发去中央电视台播音。韩建钢说,那时“直播室里没有现在的冷光灯,几盏大灯一开,足有40多度,但是为了直播录音,不能开电扇,常常是汗流浃背。”因为技术水平落后,开播初期的节目影像甚至没有留存档案。
当时的天气预报主持人,就是单纯念稿子。一个多月后,节目就改由中央电视台主持人播报了,大家熟悉的《新闻联播》主持人邢质斌和罗京都曾经播报过。当时中央气象台通过专用电话把稿子传给中央电视台,再把制作好的天气形势图由专人送过去,那时候没有光缆,也没有专车,气象台的曲声浦每天下午骑个自行车到电视台送带子,风雨无阻。
最初,气象主持人背后是事先印好的中国地图,上面的图标都是手绘上去的。1983年3月,曲声浦制作的城市灯光显示图板,被安装在新闻联播演播室,主持人念到哪个城市,哪个城市就会亮起灯,由工作人员在幕后操作。这样观众可以在最短的时间内找到正在播报的城市。
《天气预报》播出初期,也有观众写信说,本来半小时的新闻时间已经很紧张,再插上一条天气信息,新闻就播得更少了。为此,央视和国家气象局还联合搞了一个为期两个月的民意调查,最后《天气预报》以80%的支持率得以幸存。
1985年,观众看到了由卫星拍摄的台风动画云图。之后还增加了中国责任海区天气预报,为海上航运、捕捞、勘探进行气象服务(1989年2月6日改在午间新闻(1995年4月3日改名为《新闻30分》)结束后播出;现已改在CCTV-13《新闻直播间》13点档结束后播出);另外在夏天还增加了台风预报图。以那个年代的技术水平,天气预报画面还是非常具有视觉震撼力的。
伴随着新一代广播级电视天气预报制作系统的建成,1993年电视天气预报迎来了又一次重大突破。就背景图而言,形式上出现了三维立体天气符号;内容上全国天气趋势时效由24小时延长到48小时。
跨入21世纪,新的背景画面还在继续增加或者更新。2003年3月3日预报时效再次拉长到72小时。另外根据观众对气象信息的不同需求,按季节、天气气候和配合重大活动等热点,陆续推出了一系列小栏目:如24节气、春播天气、麦收天气、各种灾害性天气成因以及防灾减灾、一周天气回顾、天气气候评述、节日天气、香港和澳门天气气候、长江三峡天气气候以及天气知识和术语等科普小栏目等等,画面想不丰富都不行了。
2004年初增加了最高气温预报,针对重大影响天气的5天天气预报;
2005年1月18日首次发布了“空间天气预警”,利用FY-2C星的监测资料向社会公众发布……
总之,既有传统意义上的短期预报预警、中期预报和展望,也有区域性的监测预警、典型城市或区域的个例分析,在针对当前热点进行天气解说等等。所有这些,科技做出了不可磨灭的贡献,由此也连带印证着气预报的内容越来越丰富,天气预报的依据更多、准确性更高了。 年底,按照时任院副总理的同志“电视天气预报需要改革”的指示,国家气象中心(中央气象台)开始筹建我国第一代电视天气预报节目制作系统,具体的名称叫做“微机图形动态显示系统”(在电脑中输入代码,生成预报图)和“数字/模拟信号转换编码器”(供切换台播放)。这个系统虽然在21世纪看起来非常简陋,但却是那个年代信息显示方式上的一次飞跃,当属“科技进步”。
1985年夏天,人工手绘的预报图退出了大家的视线。而用摄像机翻拍的方式,黑白的台风动画云图开始出现在节目中,多少给大家带来一些新鲜的视觉冲击,老百姓也能看到地球上空的模样了(卫星云图至今依然是最直观通俗的专业图形)。再后来,城市预报的画面还配上了拉洋片式的风景照片,背景音乐《渔舟唱晚》也开始家喻户晓。
1986年,中国成为世界上唯一由气象部门独立制作天气预报节目的国家。
按照部门分工:《天气预报》节目由国家气象中心制作,中央电视台负责播出并进行技术指导和人员培训。 从1986年10月1日开始,《天气预报》成为中国电视界最早实现“制播分离”的日播节目。 节目开播最初,正值是天气最为复杂多变的夏天,那时候中央台是派气象台的专家来播讲;后来的7年时间转为幕后配音,直到1993年3月1日,这一历史性的时刻让观众眼前一亮。因为就在这一天,气象主持人从幕后走到了台前,第一个亮相的是宋英杰。
因为《天气预报》主持人走到台前根本没有做过任何宣传,以至于后来的报道标题竟是《屏幕上“跳”出一个气象先生》。记者之所以称之为“跳”,是因为所有观众都非常意外,保密工作堪称完美。
更有意思的是,在主持人出镜后的半年左右的时间里,画面里是没有主持人姓名的。后来应广大观众的强烈要求,节目中才出现了一行通栏字幕:主持人 中央气象台 XXX。由此开始,人们一改“听”天气预报的习惯,更愿意仔细看了,收视率节节攀升,观众纷纷说“节目好看了,有人情味了”。
《天气预报》节目最早使用的地图颜色是**调的,看起来就是一个从 头到脚都金灿灿的节目。或许是因为这种**调让人总联想到“沙尘暴”, 2000年之后节目进行改版,制作人员大刀阔斧地把地图颜色改成了清新淡雅 的绿色,一来让节目显得更加环境友好,二来也给观众一种生态环境保护的 心理提示。
2012年9月11日,央视在新闻联播后首次播出钓鱼岛天气预报。
依据9月10日中国宣布的钓鱼岛及其附属岛屿领海基线,自9月11日起,中央气象台把钓鱼岛及周边海域的天气预报纳入到国内城市预报中。
钓鱼岛自古以来就是中国的固有领土,钓鱼岛附近海域也是中国的传统海疆,中国对此拥有无可争辩的主权。中国气象局承担着管理全国陆地、江河湖泊及海上气象情报预报警报等责任,气象部门开展钓鱼岛及周边海域的气象服务在历史上由来已久。提供钓鱼岛及周边海域的天气预报是中国气象局的一项重要职责,也是世界气象组织赋予作为区域专业气象中心之一的国家气象中心的一项重要责任。 2014年6月28日,中国气象频道在重播天气预报节目时改为无广告模式,开头和结尾的广告全是以公益广告为主,每个城市的也从原先的各种推销广告改为该城市的风景。
这种情况下在CCTV1香港版本也会出现(先前因植入广告等香港相关法规而未播出天气预报节目,改播大量公益广告和节目宣传片)。不过中国气象频道只会偶尔出现,大部分时段该频道仍与CCTV1内地版本、CCTV13版本一样,推销广告的情况仍然出现并一直持续至今。 2015年1月19日,中国国际广播电台旗下数字电视环球购物频道联合华风集团开播全新栏目《天气预报》,开启2015年全面关注民生新起点。该档栏目分早中晚三档播出,分别为早间版、午间版和晚间版,播出时间依次为上午10:39、中午12:00以及晚上21:00。其中,早间版为8:55档即《朝闻天下》结束后,中午播《养生看今天》有关健康养生方面天气节目,晚间版为《新闻联播》后天气预报。
与CCTV1播出版本不同的是,CCTV1标清版本为切边播出,版本亦为左右黑色信箱模式。而环球购物频道为16:9播出形式,其播出的节目亦为纯16:9版本且无广告更改版。实际上华风气象一直以16:9制作。
江西省气象局的历史沿革
1883 香港天文台成立。
1884 开始定时作气象观测。设立热带气旋警告系统﹝香港最早的海洋气象服务﹞。设立一套以鼓形和锥体形状的目视热带气旋警告系统,用作通知离港船只台风的位置及移动方向。这个系统在1917年被一个以十种标志的热带气旋警告讯号替换。这系统在1961年6月被废除。
1885 时间球于尖沙咀警署首次降下。
1892 开始提供海港气象服务。天文台每日将24小时天气预报送到报馆,以便刊登在中午左右出版的报纸号外。
1908 透过无线电报接收船舶天气报告。位于尖沙咀讯号山(亦称大包米或黑头角)的新时间塔替换在尖沙咀水警总部的时间塔。及后由于无线电广播时间信号已被广泛使用,时间球于1933年6月30日被拆除。
1915 开始提供船舶天气预报的无线广播。
1917 一套表示本港风力的目视热带气旋警告系统在7月开始使用,替换自1884年以来使用的本地台风炮(声音)风暴讯号。这个目视系统是现时的热带气旋警告系统的起源。
1921 利用测风气球作高空探测。开始地震测量工作。
1928 天气预测在香港电台广播。
1937 设立航空气象服务。
1948 加入国际气象组织﹝IMO﹞,即世界气象组织﹝WMO﹞的前身。
1949 利用无线电探空仪及雷达探空系统测定高空气象资料。
1959 天文台设置首座天气雷达。
1961 开始测量大气中的放射性。
1964 接收极轨卫星的自动图像传送信号﹝APT﹞。
1966 在1966年开始以 95 兆赫频率直接由天文台播出6 响报时信号,并于1989年9月16日停止运作。直至今天,天文台的6 响报时信号仍继续由香港电台播出。
1967 开始发出有关雷暴及豪雨的警告。
13 天文台设置首部计算机系统。
15 天文台透过世界气象组织全球电信系统﹝GTS﹞交换气象资料,并全面建立了下列三组地区性专用电路:香港─东京﹝1969﹞香港─曼谷﹝10﹞香港─北京﹝15﹞ 开始发展首个天气预报数值模式。
17 接收日本气象厅的地球同步气象卫星﹝GMS﹞低分辨率卫星图像。开始发出山泥倾泻警告。
19 设置了一套由三个站组成的短周期地震仪网络。天文台首个天气预报数值模式﹝平衡正压模式﹞开始投入业务运作。接收日本气象厅的地球同步气象卫星﹝GMS﹞高分辨率卫星图像。天文台在九龙市区和启德国际机场跑道安装五个测风站,试验探测机场的风切变。1980 设置了首套铯原子钟报时系统。
1983 提供三天天气预报服务。
首两个用作提供公众天气服务的自动气象站于天文台总部及沙田建立,而另一个用作提供航空气象服务的自动气象站亦于赤 角投入运作。天文台实时雨量数据收集系统开始运行。
1985 首个粤港兴建的自动气象站于黄茅洲开始运作。设立打电话问天气服务在京士柏建立了一所辐射测量室。
1987 设立环境辐射监测。天文台科学主任开始主持电视天气节目。
1988 一套新的天气预报数值模式(有限区域数值模式)投入运作,集中处理影响香港及邻近区域的小尺度天气系统天文台向新闻处及香港电台传送二十三个世界城市的天气资料及预报,以便向传媒及公众发布。
1990 辐射监测及评价中心成立。
1992 一套以颜色为标记的「暴雨警告系统」开始使用。
1993 天文台开始测量高空的臭氧及辐射。
1994 天文台第一台多普勒天气雷达开始运作。
1996 天文台在因特网设立网页。成立天文台之友,加强市民和天文台的沟通及提高市民对天气服务的认识。
19 将地震站网扩展至8个台站,并以数字式信号传送。
1998 提供互动形式的资料查询系统﹝IES﹞服务。天文台的机场多普勒天气雷达﹝TDWR﹞投入运作,每分钟探测风切变及湍流,向航机发出有关警告。推出四天天气预报服务。在1998年7月航空气象服务从旧启德机场迁移至赤?角新的香港国际机场。
1999 天文台在大帽山装置的新天气雷达系统正式启用。新系统提供高分辨率雷达数据,能更有效地监测恶劣天气系统天文台添置了一部超级计算机,用作运行一套高分辨率天气预报数值模式﹝业务区域谱模式﹞,以加强预测暴雨的能力。开始发出寒冷天气警告。开始提供紫外线指数。
2000 开设了一所位于天文台附近一幢商业大厦内的中心,方便市民索取资料及刊物。天文台添置了一套高效能服务器簇,以提高气象数据处理的能力。推出五天天气预报服务。开始发出酷热天气警告。
2001 天文台增强网站服务,提供文字版及有声网页,让视障人士更容易获得天气信息。
2002 由世界气象组织主办,香港天文台开发和管理的「世界天气信息服务」网站正式运作。这个是世界上首个涵盖2003 首次成功接收到从商业航机上计算机传送来的自动天气报告。
2004 全东南亚首套自动高空探测系统正式启用。
2005 天文台与广东省气象局和澳门地球物理暨气象局合作建成闪电定位网络,并推出闪电位置信息服务。
2006 天文台推出紫外线指数预测服务,方便市民考虑适当的防晒措施。 天文台在香港国际机场装置了第二台激光雷达系统,以加强风切变预警服务。2006年5月香港天文台参与了太平洋海啸警报及减灾系统成立四十多年来首次举行的泛太平洋海啸演习。天文台为2008年奥运马术比赛研发的两套实时暑热压力测量系统,已在2006年6月分别安装于沙田香港体育学院及上水双鱼河骑术训练学校。2006年12月26日吕宋海峡发生猛烈地震并引发小型海啸,香港天文台发出了有史以来首个海啸报告。天文台为世界气象组织管理的世界天气信息服务和恶劣天气信息中心网站转用worldweather 及 severe.worldweather的新域名以彰显其国际地位。在2006年年底,天文台成功引进一套全球─区域气候模式作气候预测研究之用。季度气候预报开始向公众发布。
2007 发出3号和8号热带气旋警告信号的近海平面参考测风站数目增至八个,涵盖全港。天文台台长于五月主持了部份世界气象组织会员大会的会议,这是有史以来天文台人员在世界气象组织主持的最高规格会议。
2008 天文台在其网站推出首个香港分区气温预报。
滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报
江西最早于光绪十一年(1885年)二月设立九江海关测候所,属海关建制。1942年11月1日建立江西省气象台,属省建设厅建制,1949年3月裁撤。
新中国成立初期,江西省气象机构为军事部门建制。1950年6月1日中南军区气象管理处在江西南昌建立第一所气象台,隶属航空站建制。1951年3月10日中南军区命令,各航空站建制的气象台、站改为省军区、军分区建制。1952年6月江西军区司令部设立气象科管理全省气象工作,卓剑雄任第一任气象科长。1953年11月全省气象机构由军事部门建制移交省人民财政经济委员会领导。
1980年7月1日,江西省人民批转各级气象部门实行省气象局和地、市、县人民双重领导,以省气象局为主的管理体制,实行国家气象局第一步体制改革。1983年实行气象部门第二步体制改革,同年4月,江西省人民与国家气象局办理气象管理体制交接手续。
1996年6月14日,中国气象局批准《江西省气象部门机构编制方案》(中气人发[1996]50号)。省气象局机关设:办公室、业务发展处、科技教育处、财务处、人事劳动处、科技服务与产业处(与技术装备处合署办公)、科技教育处、机关党委(与思想政治工作处合署办公)、监察审计处、离退休干部管理处。省局直属事业单位设:江西省气象台(与省气候中心、省农气中心、南昌市气象局合署办公),江西省气象科研所、江西省气象信息网络中心、江西省气象科技服务中心、江西省气象技术装备中心、江西省气象局后勤服务中心。江西省人民挂靠省气象局的事业单位有:江西省人工影响天气领导小组办公室、江西省减灾协会办公室(与省气象学会秘书处合署办公)。
2001年12月,经省研究决定,成立省减灾委员会,属省非常设机构,常设办事机构省减灾委员会办公室设在省气象局,与省减灾协会合署办公,省气象学会秘书处分开独立办公。2002年4月11日,经江西省人民批准,在南昌气象学校基础上设立江西信息应用职业技术学院,学院由省气象局领导。2004年8月14日,经江西省气象局、南昌市人民研究,决定组建独立的南昌市气象局,与江西省环境预报中心分离。
气象物候的所有知识
气象因素是诱发滑坡、泥石流等地质灾害的关键因素,开发基于Web-GIS和实时气象信息的实时预警预报系统,实现地质灾害实时预警预报与网络连接的地质灾害预警预报与减灾防灾体系,对可能遭受的地质灾害进行实时预警预报,及时广泛地发布预警信息,有利于实现科学高效、快速地开展灾害防治,从而最大限度地减少灾害损失,保护人民生命财产安全,变被动防治为主动防治地质灾害。
一、滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报的主要依据
区域地质灾害(滑坡、泥石流等)空间预测主要是圈定地质灾害易发区,也就是前面论述的地质灾害危险性评估与区划。在区域地质灾害空间预测的基础上,结合实时的气象动态信息,分析研究滑坡、泥石流等地质灾害的主要诱发因素,研究同一地质环境区域,在不同气象条件下发生地质灾害的统计规律和内在机理,通过确定有效降雨量模型、降雨强度模型、降雨过程模型的临界阀值,建立基于实时动态气象信息的区域地质灾害预警预报时空耦合关系,从而对区域性的滑坡、泥石流等地质灾害进行危险性时空预警预报。
根据研究区域的地质条件、灾害调查情况、气象条件等,划分地质灾害易发区等级,统计已发生滑坡、泥石流等地质灾害与有效降雨量、24小时降雨强度的相关性,确定出不同易发区不同等级的临界降雨量(I、II),作为判别分析的阀值,确定降雨量危险性等级。降雨量小于I级临界降雨量的为低危险性,降雨量介于Ⅰ-Ⅱ级临界降雨量之间的为中危险性,降雨量大于II级临界降雨量的为高危险性。
将各单元的有效降雨量与临界有效降雨量进行对比,确定出各单元的降雨量危险性等级,将降雨量危险性等级和地质灾害易发区等级进行叠加,叠加结果见表3-4和图3-2,对应于4个不同的易发区把地质灾害预警预报等级划分为5级:其中,3级及3级以上为预警预报等级,5级为预警预报区的最高等级,1级和2级为不预警区,不同的预警预报等级用不同的颜色予以表示。3级预警区是指应加强对灾害点的监测地区;4级预警区是指应密切加强对灾害点监测的地区,取一定的防范措施;5级预警区是指应全天对灾害点进行监测,直接受害对象尤其是住户和人员在必要时应该取避让措施。在预警预报中,3级为注意级,4级为预警级,5级为警报级。
表3-4 地质灾害预警区等级划分表
图3-2 区域地质灾害宏观预警构建思路示意图
我国自2003年开展全国地质灾害气象预警预报工作以来,一些专家学者就致力于预警预报模型方法的研究与探索,主要经历了两个阶段。
第一阶段,2003~2006年,用的是第一代预警方法,即临界雨量判据法。该方法的主要原理是根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨诱发型崩滑流地质灾害关系统计分析结果,以全国性分水岭、气候带、大地构造单元和区域地质环境条件,进行一级分区;以区域分水岭、历史滑坡泥石流分布密度、地形地貌特征、地层岩性、地质构造与新构造运动、年均降雨量分布等,进行二级分区;将全国划分为7个预警大区、74个预警区;并分区开展历史地质灾害点与实况降雨量之间的统计关系,确定各预警区诱发滑坡泥石流灾害的临界雨量,建立预警预报判据模板(图3-3);利用全国地质灾害数据库和县市调查信息系统中的地质灾害样本和中国气象局提供的降雨资料,通过统计分析,确定地质灾害发生前的1日、2日、4日、7日、10日和15日的临界雨量作为判据模板,建立地质灾害气象预警预报模型,开展地质灾害预警预报。
图3-3 预警预报判据模板
第二阶段,即第二代预警方法。2006~2007年,“全国地质灾害气象预警预报技术方法研究”项目设立,开展了全国地质灾害气象预警预报方法升级换代的研究工作。刘传正教授提出了地质灾害区域预警理论的三分法,即隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法;并提出了显式统计预警方法(称为第二代预警方法)设计思路。该方法改进了第一代预警方法中仅依靠临界过程雨量方法的局限,实现了临界过程降雨量判据与地质环境空间分析相耦合。2007年该项工作取得初步研究成果,经完善后已在2008年全国汛期预警工作中正式使用。
根据地质灾害区域预警原理和显式预警系统设计思路,具体预警模型建立过程如下:
(1)地质灾害预警分区。将全国分为7个预警大区,分区建立预警模型。
(2)地质灾害气象预警信息图层编制。充分考虑地质灾害发生的地质环境基础信息、地质灾害历史发生实况等,共编制预警信息图层30个。
(3)地质灾害潜势度计算。探索一条计算地质灾害潜势度的计算方法,根据历史地质灾害点分布情况,用不确定系数法计算地质环境CF值、用项目组创新提出的权重确定法确定权重,从而计算地质灾害潜势度。
(4)统计预警模型建立。以10km×10km的网格进行剖分,将地质灾害潜势度、历史灾害点当日雨量、前期雨量作为输入因子,地质灾害实发情况作为输出因子,用多元线性回归方法,建立预警指数计算模型,从而确定预警等级。
二、美国旧金山湾滑坡泥石流气象预警系统
目前世界上滑坡泥石流灾害气象预警主要是依据美国旧金山湾滑坡泥石流预警系统提出的临界降雨阀值的方法。该系统在1985年至1995年期间运行了10年,后因种种原因被迫关闭。它是世界上运行时间最长的滑坡泥石流预警系统,其经验值得思考。
Campbell从1969年开始研究洛杉矶滑坡发生机制,15年提出了建立基于国家气象局(NWS)降雨预报和(前多普勒)雷达影像的洛杉矶泥石流预警系统的设想。Campbell指出,泥石流预报还是可能的,可通过降雨强度和持续时间的监测,并与根据降雨-滑坡发生概率的关系所建立的临界值进行比较,进行泥石流灾害等级的等级预报。一旦超过临界值,就要对居住在山脚下的居民发出预警,撤离危险地,最大程度地减少灾害损失。Campbell提出的泥石流预警系统由以下方面构成:①雨量计观测系统,记录每小时的降雨量;②具有能够识别暴雨地区降雨强度中心的气象编图系统;将降雨数据标绘在地形(坡度)图及相关滑坡影响图上;③实时集数据和预警管理和通讯网络。
1982年1月初,灾难性暴雨袭击了旧金山湾地区,引发了数以千计的泥石流及其他类型的浅层滑坡。经济损失达数百万美元,25人死亡。尽管该地区的人们得知暴雨预报,但并没有得到任何关于滑坡、泥石流的警报。尽管Campbell提出的建议没有在旧金山湾地区得以实施,但1982年的这场灾难件使得建立泥石流预警系统变得十分紧迫和必要。
图3-4 加州La Honda的泥石流降雨临界线
Cannon和Ellen(1985)建立了加州La Honda的泥石流降雨临界线(图3-4)。他们用年均降雨量(MAP)对临界降雨持续时间和临界降雨强度进行了修正(标准化),即将临界降雨强度修正为临界降雨强度/年均降雨量(MAP)。他们建立的滑坡降雨临界值是旧金山湾地区泥石流预警系统的基础。1986年2月旧金山湾地区连降暴雨,美国地质调查局和国家气象局联合启动了泥石流灾害预警系统,通过NWS广播电台系统发布了两次公共预警。这是美国首次发出的泥石流灾害预警。该次暴雨引发了旧金山湾地区数以百计的泥石流,造成1人死亡,财产损失达1000万美元。如果不是预警系统的准确预报,损失将会更加严重。
1986年的泥石流灾害预警是根据Cannon和Ellen(1985)确定的经验降雨临界值发布的。1989年Wilson等人在该经验降雨临界值的基础上,建立了累积降雨量/降雨持续时间关系曲线,对不同的规模和频率的泥石流确定不同的临界值降雨量。据此USGS滑坡工作组进行泥石流灾害预报。
Wilson自1995年一直研究困扰早期滑坡预警系统的泥石流降雨临界值强烈受局部降水条件(地形效应)影响的难题。
如前所述,Cannon(1985)建立的旧金山湾地区的区域泥石流降雨临界值,试图用长期降雨量(MAP)来修正地形效应的影响。MAP是用来描述长期降雨气候条件最常用的参数,可从标准气象图中获得。Cannon建立MAP标准化临界值,是滑坡预警系统的主要技术基础。然而,正如Cannon本人所说,在早期滑坡预警系统运行过程中,发现降雨少的地区ALERT系统的雨量数据会产生“警报”,反映了MAP标准化会出现低MAP地区的不一致性问题。后来Wilson(19)将旧金山湾地区的MAP标准化方法应用到南加州和美国太平洋西北部地区,出现了明显的低估或高估降雨临界值的问题。
降雨量作为参数实际上反映了暴雨规模和频率两个综合作用过程。美国太平洋西北部地区降雨量频率高但每次降雨量小,导致年均降雨量大;而南加州地区则降雨频率小但每次降雨量大,结果是年均降雨量小。年均降雨量标准化方法应识别出那些“极端”的降雨,即降雨量远远超过那些频率高但降雨量小的暴雨。因此,对于估计泥石流降雨临界值来说,单个暴雨的规模要比降雨频率重要得多。
长期的气候作用使斜坡本身达到了一种重力平衡状态,即斜坡入渗与蒸发及地表排水之间达到了平衡。这种长期的平衡作用过程可能包含着无数已知和未知的机制。斜坡土壤的岩土工程性质、地表排水率及水网分布、本土植被都可能对局部气候产生影响。Wilson用日降雨规模—频率分析,重新检查了年均降水量标准化临界值的不一致性。在年均降雨量低的旧金山湾地区,泥石流的降雨临界值高于MAP标准化的预测值。Wilson提出了参考的泥石流降雨临界值,这有益于研究降雨与地表排水之间的相互作用。Wilson的研究表明,5年暴雨重现率可以代表降雨频率与侵蚀率的优化组合关系。对三个具有明显不同降雨气候模式的不同地区(南加州洛杉矶地区、旧金山湾地区、太平洋西北部地区),集了触发致命泥石流灾害的历史雨量数据,建立了(引发广泛泥石流发生)历史上触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与参考降雨值(5年暴雨重现值)之间的关系曲线(图3-5)。该关系曲线可用来估计泥石流的降雨临界值,与Cannon的MAP标准化降雨临界值相比,特别是可以在更加可靠点的范围内通过插值估计出特定地点(特别是受地形效应影响的山区)的临界值。
图3-5 历史触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与
尽管旧金山湾地区的滑坡泥石流气象预警系统在1995年关闭了,但自1995年以来没有停止对降雨/泥石流临界值方面的研究。这些研究加深了对降雨、山坡水文条件、长期降雨气象条件和斜坡稳定性之间相互作用的认识,这将为旧金山湾地区乃至世界其他地区的滑坡气象预警工作奠定很好的科学基础。
三、降雨监测与预报
旧金山湾地区滑坡预警系统运行的十年间,当地NWS的天气预报主要依靠1987年2月发射的气象卫星GOE-7(19年被GOES-10所取代)。每隔30分钟,GOES气象卫星传送覆盖从阿拉斯加湾至夏威夷的北美西海岸云团图像。根据这些图像,当地NWS可以估计出大暴雨的速度、方向和强度。图像中的红外波谱图像还能指示云团的温度,它是估计降雨强度的重要信息。另外,地面气象观测站可获得大气压、风速、温度、降雨数据,与卫星气象数据雨季NWS国家气象中心提供的长期天气趋势预报信息相结合,当地NWS天气预报办公室综合分析这些数据,准备和提供定量天气预报(QPT),一天发布两次加州北部和南部地区未来24小时天气预报。
雨量监测(ALERT)系统能远距离自动集高强度降雨观测数据,并将数据传送到当地实时天气预报中心。到1995年,旧金山湾地区ALERT系统已建立了60个雨量观测站点(图3-6)。尽管每个站点的建立得到了NWS的支持,但每个站点的设备购买、安装和维护则由其他联邦、州和地方机构负责。从1985年到1995年滑坡预警系统运行期间,USGS一直负责维护设在加州Menlo公园的ALERT接收器和数据处理微机系统。
要评估即将到来的暴雨是否会引发泥石流灾害,要考虑两个临界值:①前期累积降雨量(即土壤湿度);②临近暴雨的强度和持续时间的综合分析。为此,USGS滑坡工作组在La Honda研究区安装了浅层测压计,并对土壤进行了监测。如果测压计首先显示出对暴雨的强烈反应,即认为已达到前期临界值。通常冬至后需几个星期的时间才能使土壤湿度超过前期临界值,之后要随时关注暴雨强度和持续时间是否足以触发泥石流灾害。
图3-6 1992年旧金山湾滑坡预警雨量监测系统—ALERT
四、泥石流灾害预警的发布
当暴雨开始时,开始监测降雨强度,估计暴雨前锋到来的速度。根据观测的降雨量,结合当地NWS的定量降雨预测(QPF);与建立的泥石流降雨临界值进行对析,确定泥石流灾害的类型和规模。NWS和USGS的工作人员共同参与该阶段的工作,向公众发布三个等级的泥石流灾害预警:即①城市和小河流洪水劝告(urban and small streamsflood advisory);②洪水/泥石流关注(flash-flood/debris-flow watch);③洪水/泥石流警报(flash-flood/debris-flow warning)。在1986年至1995年间,多次发布了不同级别的泥石流灾害预警。
五、小结
滑坡和泥石流灾害的危险性预测主要是通过灾害产生条件分析,预测区域上或某斜坡地段将来产生滑坡泥石流灾害的可能性,圈定出可能产生滑坡泥石流灾害的影响范围及活动强度。滑坡泥石流灾害危险性预测的指标体系结构层次如图3-7所示,根据滑坡泥石流灾害危险性预测的研究对象的差异性,可从三种研究尺度建立滑坡泥石流灾害危险性预测指标体系。
图3-7 地质灾害空间预测指标体系结构层次图
区域性滑坡泥石流灾害危险性预测就是通过分析滑坡泥石流灾害在区域空间分布的聚集性及规律性,圈定出滑坡泥石流灾害相对危险性区域,从而为国土规划、减灾防灾、灾害管理与决策提供依据。不同的预测尺度对应于不同的勘察阶段和研究精度。滑坡泥石流灾害危险性区划对应于可行性研究阶段,要求对拟开发地域工程地质条件的分带规律进行初步综合评价,确定滑坡泥石流灾害作用发生的可能性及敏感性,提交的成果是区域工程地质条件综合分区图和地质灾害预测区划图。
天气预报的原理
物候学
研究物候现象与环境条件(主要是气候)年周期变化间相互关系的科学,是气候学、农业气象学和生态学之间的边缘学科。物候现象包括:①各种植物的发芽、展叶、开花、结实、叶变色、落叶等;②候鸟、昆虫的飞来、初鸣、终鸣、离去、冬眠等;③一些水文气象现象,如初霜、终霜、结冰、消融、初雪、终雪等。3000年前中国已出现物候历《夏小正》。《诗经》中“豳风·七月”篇,即有“四月秀葽”、“五月鸣蜩”、“六月莎鸡振羽”、“十月蟋蟀入我床下”等各月物候描述。其后《吕氏春秋·十二纪》、《淮南子·时则训》、《礼记·月令》等书中,都有大量的物候内容。《逸周书·时训解》所载七十二候,是物候历编制的一个进步,至北魏,被载入国家历法。元代王桢制成“授时指掌活法之图”,太平天国天历中还有“萌芽月令”。中国古农书、古医书中也有丰富的物候知识。竺可桢为中国现代物候学的开创者和推动者。在他的倡导下,于1934~1940年和1962年至今两次组织全国性物候观测网。《物候学》及《中国五千年来气候变迁的初步研究》为其在物候学方面的代表作。中国的物候学研究已取得的重要成果有:①建立全国物候观测网。现有的观测网于1962年建立,由中国科学院地理研究所领导,约有60个观测点,并规定全国共同观测46种动植物(木本植物33种、草本植物2种、动物11种),资料以年报形式出版。近年国家气象局系统也进行自然物候和作物物候观测,以农业物候观测较有特色;②出版物候学著作,推动了物候学的研究和物候知识的普及;③将物候学应用于农业和气候学研究。在农业方面:编制自然历;指示和预报季节的早晚;作为指示播种和除草的指标;掌握放蜂放牧的季节;预报虫害的发生期;进行作物品种的生态分类;估计植物品种的种植季节和推广范围。在气候方面:用物候方法作小区域和山区的气候调查;研究历史时期气候变迁;用物候划分季节。在林业方面:据其掌握种和造林季节。在地理学方面:用物候和植物作为自然区划或农业气候区划的指标或指标。联邦德国、美、苏、日等国也很重视物候的观测和研究,如联邦德国现有2700个观测点,60年代初建立了“欧洲国际物候观测园网”。近年发展趋势和特点是:①由偏重于农业气象研究发展为偏重于生态研究;②观测精度有所提高,观测植物的物种都选用相同的无性系;③把新技术,如计算机制图、遥感技术等用于观测和研究
有关物候学的资料
物候学是研究自然界植物和动物的季节性现象同环境的周期性变化之间的相互关系的科学,它主要通过观测和记录一年中植物的生长荣枯,动物的迁徙繁殖和环境的变化等,比较其时空分布的差异,探索动植物发育和活动过程的周期性规律,及其对周围环境条件的依赖关系,进而了解气候的变化规律,及其对动植物的影响。它是介于生物学和气象学之间的边缘学科。
环境对动植物生长和发育的影响是一个极其复杂的过程。但是,用仪器只能记录当时的环境条件的某些个别因素,而物候现象却是过去和现在各种环境因素的综合反映。因此,物候现象可以作为环境因素影响的指标,也可以用来评价环境因素对于动植物影响的总体效果。
中国最早的物候记载,见于公元前一千年以前的《诗经·幽风·七月》,其后的《夏小正》、《吕氏春秋·十二纪》、《淮南子·时则训》和《札记·月令》等,则已经按月记载全年的物候历了。而《逸周书·时训解》更把全年分为七十二候,记有每候五天的物候,成为更加完善的物候历,北魏时曾附属于历书。
在西汉,著名的农学著作《汜胜之书》有以物候为指标来确定耕种时期的记载,如“杏始华荣,辄耕轻土弱土;望杏花落,复耕。”至南末,浙江金华(婺州)人吕祖谦记载了南宋淳熙七年和八年(1180、1181)金华的物候,有腊梅、桃、李、梅、杏、紫荆、海棠、兰、竹、豆蓼、芙蓉、莲、菊、蜀葵和萱草等24种植物开花结果的日期,春莺初到和秋虫初鸣的时间,是世界上最早的实际观测的物候记录。
明代,李时珍的《本草纲目》所载的近2000种药物中,有着极为丰富的植物物候资料,此书的第四十八、四十九两卷记述了候鸟布谷鸟和杜鹃的地域分布、鸣声、音节和出现时间等,是鸟类物候的翔实记载。19世纪中叶,太平天国颁发的《天历》,其中《萌芽月令》就是以物候指导农时的月历。
在欧洲,古希腊的雅典人就已经编制了农用物候历。英国马香子孙五代,则从1736年起到20世纪40年代止,对植物、候鸟和昆虫等27种动植物进行了长期观测和记录。这是欧洲年代最长的物候记录。18世纪中叶,瑞典植物学家林奈所著《植物学哲学》一书,概述了物候学的任务,物候的观测和分析方法,并组织了有18个点的观测网。他是欧洲物候学的主要倡导者之一。
在德国,植物学家霍夫曼从19世纪90年代起建立了一个物候观测网。他选择34种植物作为中欧物候观测的对象,亲自观测了40年。其后,又由其学生伊内接替。在美国,森林昆虫学家霍普金斯于1918年提出了北美温带地区物候现象陆空间分布的生物气候定律。
在中国,现代物候学研究的奠基者是竺可桢。他在 1934年组织建立的物候观测网,是中国现代物候观测的开端。在他的领导下,1962年,又组织建立了全国性的物候观测网,进行系统的物候学研究。为了统一物候观测标准,19年又出版了《中国物候观测方法》,并逐年汇编出版《中国动植物物候观测年报》。
20世纪50年代以来,由于各国物候观测网的扩大,物候资料更加丰富了。更由于遥感技术和电子计算机等的应用,使物候学的研究在规律的探索和应用方面都得到了更大的发展。
物候学的基本研究方法是平行观测法,即同时观测生物物候现象和气象因子的变化,以研究其互相关系。主要是定点观测生物物候现象的周年变化;按照统一的观测方法组织物候观测网,对物候现象同时进行观测;在短期内(3~5天)使用汽车等交通工具进行小地区的物候观测;通过地球卫星照片来分析农作物和植被的物候变化;通过试验来研究物候期受气候等因子影响时的生理机制。
各种生物物候现象的出现日期,虽然每年随气候条件变化而变,但在同一气候区内,如果不受局地小气候的影响,其先后顺序每年保持不变。在不同的气候区域内,由于生物品种和气候条件的组合发生变化,物候现象的顺序就会改变。物候现象的顺序性是编制自然历和预报农时的基础。
由于气候分布的地带性和非地带性,物候现象随纬度、经度和高度的变化具有推移性的特点。如1918年霍普金斯提出的生物气候定律:在其它因素相同的条件下,北美温带地区,每向北移纬度1°向东移经度5°,或上升约122米,植物的阶段发育在春天和初夏将各延期四天;在晚夏和秋天则各提前四天等等。
物候学研究已成为生态系统的分析和管理的一个方面,在物候区划、农作物的合理配置、山区垂直分布带土地的合理利用、防止环境污染和三废利用等方面,正进行着大量的物候学研究工作。除对物候现象作宏观研究外,已经开始对植物器官内部形态的变化进行观察研究。在研究气象条件对生物物候影响方面,已开始利用人工气候室进行实验研究,及建立气象条件和生物物候变化的数学模式等研究。
气候与民居的关系
气候与交通的关系
气候与植物的关系
气候与民族服饰的关系
1北方的居民的家有10.5%是平顶、有5.3%的是单斜顶、还有81.6%的是脊居中、他们的房子都是用砖结构成的。他们的房顶为什麽是脊居中?他们的房子为什麽是用砖结构成的?具我们的调查得出:在北方一到夏天雨水就很集中,很大。建成脊居中的房子使水不会在房顶上积攒起来。同时还可以灌溉农作物,这样既防止了“雨水穿房”也灌溉农作物,这不是一个两全其美的办法吗?用砖砌成的房屋,冬天气候寒冷,砖砌的墙可以保温,夏天隔热。并且当地的农民的窗户全是向南的,这样光好,冬天还可以起到保温的作用,这一点不必说你也想得出。
北方的院子是长方形的我想应该是为了储蓄粮食吧!现在的农村的卫生间也搬到了院内,这样既卫生,也可以积肥,还可以节省时间。
2起雾下雪冰雹等严重恶劣天气会影响交通
3农业主要是在自然条件下进行的生产活动,光、热,水、气的某种组合对某项生产有利,形成有效的农业自然;另一种不同的组合可能就会对农业生产有害,构成农业自然灾害。农业气象学的基本任务就在于研究这些农业自然和农业自然灾害的时空分布规律,为农业的区划和规划、作物的合理布局、人工调节小气候和农作物的栽培管理等服务;另外还要开展农业气象预报和情报服务,对农业生产提供咨询和建议,以合理利用气候,战胜不利气象因素,取适当的农业措施,促进农业丰产,降低成本,提高经济效益。
人类从、集过渡到种植业以后,便逐步积累气象条件对农业生产影响的知识。中国早在春秋时代已知用土圭测日影的办法定季节,有了春分、秋分、夏至、冬至四个节气。在《诗经·幽风·七月》中已经有“八月剥枣,十月获稻”的物候记载。西汉初的《淮南子·天文训》一书中已有二十四节气的全部名称。
《逸周书·时训解》中将一年分为七十二候,每个节气为三候,每候五天,各有一相应的物候现象。这是中国最早形成的结合天文、气象、物候知识指导农事活动的历法,这可看作古代农业气象学的萌芽。温度表的发明并用于气象学和生物学研究之后,开始了植物生长发育与气象条件定量关系的观察研究。随着气象观测网的建立,逐步开展了气候与农业关系的研究。
一方面,农业气象学作为生态学的重要组成部分,通过定量观测、研究植物或动物的生长发育与环境气象因子的关系而发展起来。如1735年著名的列氏温度表创始人列奥米尔发现,可用积温来衡量植物的生长速度,这一学说至今仍是农业气象学的一个重要基础理论;另一方面,农业气象学又是作为地理气候学的一个重要分支而发展起来。如:俄国的沃耶伊科夫、奥地利的苏潘、德国的柯本、中国的竺可桢等人,对植被、动物、土壤与气候的关系以及地区分布进行了研究,为农业气候学和农业物候学的发展开辟了道路。但是农业气象学形成一门完整的独立的学科,并进行系统的研究则只是20世纪30~40年代以后的事小气候是指由于地形、下垫面特征或其他因子引起的小范围的气象过程或气候特征。由于耕作措施和农作物群体动态变化的影响,改变了农田活动面状况和物理特性,导致辐射平衡和热量平衡各分量的变化,从而形成不同类型的独特的农田小气候。而农田小气候又反过来影响农作物的生长发育进程和产量形成。
小气候改良包括温室、阳畦、塑料大棚、塑料薄膜地面覆盖、风障、农田防护林、蒸发抑制和土面增温剂等。
温室气候是温室内的微气象过程和微气候特征,它是一种人工调节的小气候。由于玻璃对于入射的短波辐射的透过率大于向外的长波辐射的透过率,使得温室具有白天高温的特征。此外温室的结构、方位、屋面坡度、屋脊高跨比,以及使用的透光材料均对温室内的光照度和温度的分布及其变化有显著影响。
除了上述人工调节小气候的措施外,近年来由于自动化技术的发展,完全由人工控制光、温等气象条件的人工气候室或植物生长箱已在农业研究中使用。在蔬菜和珍贵植物栽培方面,也已出现了人工调节气温湿度和二氧化碳浓度,并用无土栽培技术的自动化的植物生产工厂。
4在气候炎热的地方呢,当地人的服装自然就简便凉爽,而气候寒冷自然衣服就穿的多了,比较一下南极考察队员和非洲人的服装就明白了
天气预报是根据气象观(探)测资料,应用天气学、动力学、统计学的原理和方法,对某区域或某地点未来一定时段的天气状况作出定性或定量的预测。准确地预报天气一直是大气科学研究的一个重要目标。天气预报的历史可以从最早的看云识天气和根据物像来推测天气开始,以后经历了单站预报,天气图预报,到目前的应用气象卫星、天气雷达等先进的探测资料和用计算机进行天气预报的阶段。伴随着科技的不断进步,天气预报得到了快速的发展。
天气预报的种类按预报时效可大致分为:临近预报(1~2小时)、甚短期预报(2~12小时)、短期预报(12~48小时)、中期预报(3~10天)、长期预报(10天以上)等;按服务对象可划分为:日常天气预报和专业天气预报(如航空天气预报等);按预报范围可大致划分为区域预报和站点预报等。由于服务对象不同,在预报项目、预报时效、预报用语等方面都存在着一定的差异。
目前制作天气预报主要用天气学预报方法、统计学预报方法和动力学预报方法,以及由这三种基本预报方法相互结合形成的天气—统计预报方法、动力统计预报方法和天气—动力预报方法等。
天气学预报方法(或称天气图方法):是以天气图为主要工具,配合卫星云图、雷达图等,用天气学的原理来分析和研究天气的变化规律,从而制作天气预报的方法。这种方法主要用于制作短期预报。
数值预报方法(又称动力学预报方法):是利用大型、快速的电子计算机求解描述大气运动的动力学方程组来制作天气预报的方法。这种方法可用于制作短期预报,也可做中、长期预报。近几年还开始用来做气候预报。
统计预报方法:是用大量的、长期的气象观测资料,根据概率统计学的原理,寻找出天气变化的统计规律,建立天气变化的统计学模型来制作天气预报的方法。这种方法主要用于制作中、长期预报和气象要素预报。
这三种制作天气预报的方法的主导思想不一样。天气现象(或天气过程)的发生,包含着必然性和偶然性,统计预报方法是从天气现象(或天气过程)具有偶然性这一点出发,认为天气变化是一种随机过程,在相同条件下不一定出现同样的天气变化,只能求出某种天气出现的可能性或概率。天气学方法和数值预报方法则从天气现象(或天气过程)具有必然性这一点出发,认为天气变化不是随机的,它满足一定的规律(如动量守衡、能量守衡、质量守衡等等),在相同的条件下应该发生相同的变化,根据大气某一时刻的状态,可以推算出其下一时刻的确定的状态。
目前制作天气预报常常是将这三种方法配合起来使用,将天气图、卫星和雷达图像、动力分析和统计分析、数值预报产品等进行综合分析,最后做出天气预报。
参考资料:
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