地球/4k. 天气预报的科学
天气预报科学和极端天气模式预测的进步带来了许多好处，从农业行业确定最佳种植或收获作物的时机，到城市应急人员确定城市是否需要在大型飓风登陆前疏散。近年来，预报的进步得益于更快的观测和更快的计算机模型，以及对传入数据的更好整合，例如实时温度和气压读数，以及卫星数据。自 20 世纪 40 年代以来，尽管人口迅速增长，但风暴中遇难的人数减少了。这一下降在很大程度上归功于对极端天气模式的更好预测以及对即将到来的风暴的更好传播。对气旋路径的三天预测变得更加精确，为疏散和其他准备工作提供了时间，从而挽救了生命和财产。预报的改进得益于美国商务部的 国家海洋和大气管理局 (NOAA) 提供的改进的政府天气数据收集基础设施，其中包括国家环境预测中心 (NCEP) 和 国家气象局 (NWS)。政府间欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 为欧洲大陆提供天气预报。其他地区由当地政府气象服务部门覆盖，这些部门向公众提供天气数据。公开获取天气和环境数据对于传播天气变化至关重要，有助于改善人类健康并做出明智的经济决策。
如今的 5 天预报与 1980 年的 1 天预报一样准确，9 到 10 天的天气预报比以往任何时候都好。对各种危险天气状况的预测都已改善，包括气旋、暴风雪、洪水、雨、冰雹和龙卷风。这在很大程度上归功于对气象站和预报计算机模型的更多投资。
是什么让今天的预报变得更好？我们能在未来使其变得更好吗？尖端计算机模型的进步，加上利用来自庞大地面和卫星数据网络的观测结果的能力，导致天气预报的改进。了解地球大气的动态性质也使人们能够做出更准确的预测。但是，对于长期天气预测，仍然存在不确定性。使用季节性调整的数据和来自前几年的观测结果，再加上在快速天气计算模型中同步的传入实时数据，在预测更长远的天气方面非常强大。然而，即使在今天，也无法准确预测 14 天以外的天气细节。超越此限制的扩展天气预报的主要进展之一是发现了全球大气和海洋温度振荡的重要性。
海洋和大气温度的振荡是地球水和空气响应其自转的运动而产生的。 厄尔尼诺-南方涛动 (ENSO) 是在太平洋中观察到的水温中的重要振荡，可能对空气的对流产生重大影响。ENSO 主要发生在赤道附近的 ITCZ (热带辐合带) 内。
ITCZ 总体上是一个跨越地球赤道地区的低压区，但在 ITCZ 内，气压也有所变化。随着下方海水温度的变化，大气中的空气可以从下沉气团（相对高压）区域移动到上升气团（相对低压）区域，在总体低压的温暖赤道带内。这会导致 ITCZ 内的某些地区比其他地区降雨更多。ENSO 局限于太平洋，但最近发现的马登-朱利安振荡可以更广泛地跨越大陆循环，影响季风的时机和强度，影响气旋，并导致急流变化，从而导致北美的寒冷极地涡旋，以及极端高温和洪水。从远在太平洋海上的海水温度观测中改进对这些振荡的计时，是超出我们目前 14 天限制的长期天气模式预测的重要工具。如果农民提前六个月或三个月知道是湿润的夏季还是干旱的夏季，从而确定种植最佳作物，这些预测将对农业行业大有裨益。
与天气预报的最新改进相对应，天气数据的传播已经大大扩展，使更多用户能够使用这些数据。如今，您只需快速搜索互联网或查看智能手机上的天气应用程序，就可以查看大量天气信息。从云层的卫星数据到未来几天天气的预测，再到您回家途中下雨的可能性。详细信息在地理上进行了映射，提供了大量信息。
天气传播很重要，因为数十亿人生活在受极端天气条件影响的地区。许多人生活在受气旋影响的海岸线附近，在河流或溪流附近的洪水易发地区，在受龙卷风影响的大草原上，或者在受冬季暴风雪影响的山区山口附近。天气信息易于传播给公众的价值在于，它能够在个人层面上做出更好的决策，例如在风暴来临时是否疏散。这些数据的传播在很大程度上来自商业部等政府组织与私人地方和有线新闻服务之间的各种伙伴关系，这些服务利用公开可用的天气数据来告知更广泛的受众。
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