地球/4k. 天氣預報的科學
天氣預報科學和極端天氣模式預測的進步帶來了許多好處，從農業行業確定最佳種植或收穫作物的時機，到城市應急人員確定城市是否需要在大型颶風登陸前疏散。近年來，預報的進步得益於更快的觀測和更快的計算機模型，以及對傳入資料的更好整合，例如即時溫度和氣壓讀數，以及衛星資料。自 20 世紀 40 年代以來，儘管人口迅速增長，但風暴中遇難的人數減少了。這一下降在很大程度上歸功於對極端天氣模式的更好預測以及對即將到來的風暴的更好傳播。對氣旋路徑的三天預測變得更加精確，為疏散和其他準備工作提供了時間，從而挽救了生命和財產。預報的改進得益於美國商務部的 國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 提供的改進的政府天氣資料收集基礎設施，其中包括國家環境預測中心 (NCEP) 和 國家氣象局 (NWS)。政府間歐洲中期天氣預報中心 (ECMWF) 為歐洲大陸提供天氣預報。其他地區由當地政府氣象服務部門覆蓋，這些部門向公眾提供天氣資料。公開獲取天氣和環境資料對於傳播天氣變化至關重要，有助於改善人類健康並做出明智的經濟決策。
如今的 5 天預報與 1980 年的 1 天預報一樣準確，9 到 10 天的天氣預報比以往任何時候都好。對各種危險天氣狀況的預測都已改善，包括氣旋、暴風雪、洪水、雨、冰雹和龍捲風。這在很大程度上歸功於對氣象站和預報計算機模型的更多投資。
是什麼讓今天的預報變得更好？我們能在未來使其變得更好嗎？尖端計算機模型的進步，加上利用來自龐大地面和衛星資料網路的觀測結果的能力，導致天氣預報的改進。瞭解地球大氣的動態性質也使人們能夠做出更準確的預測。但是，對於長期天氣預測，仍然存在不確定性。使用季節性調整的資料和來自前幾年的觀測結果，再加上在快速天氣計算模型中同步的傳入即時資料，在預測更長遠的天氣方面非常強大。然而，即使在今天，也無法準確預測 14 天以外的天氣細節。超越此限制的擴充套件天氣預報的主要進展之一是發現了全球大氣和海洋溫度振盪的重要性。
海洋和大氣溫度的振盪是地球水和空氣響應其自轉的運動而產生的。 厄爾尼諾-南方濤動 (ENSO) 是在太平洋中觀察到的水溫中的重要振盪，可能對空氣的對流產生重大影響。ENSO 主要發生在赤道附近的 ITCZ (熱帶輻合帶) 內。
ITCZ 總體上是一個跨越地球赤道地區的低壓區，但在 ITCZ 內，氣壓也有所變化。隨著下方海水溫度的變化，大氣中的空氣可以從下沉氣團（相對高壓）區域移動到上升氣團（相對低壓）區域，在總體低壓的溫暖赤道帶內。這會導致 ITCZ 內的某些地區比其他地區降雨更多。ENSO 侷限於太平洋，但最近發現的馬登-朱利安振盪可以更廣泛地跨越大陸迴圈，影響季風的時機和強度，影響氣旋，並導致急流變化，從而導致北美的寒冷極地渦旋，以及極端高溫和洪水。從遠在太平洋海上的海水溫度觀測中改進對這些振盪的計時，是超出我們目前 14 天限制的長期天氣模式預測的重要工具。如果農民提前六個月或三個月知道是溼潤的夏季還是乾旱的夏季，從而確定種植最佳作物，這些預測將對農業行業大有裨益。
與天氣預報的最新改進相對應，天氣資料的傳播已經大大擴充套件，使更多使用者能夠使用這些資料。如今，您只需快速搜尋網際網路或檢視智慧手機上的天氣應用程式，就可以檢視大量天氣資訊。從雲層的衛星資料到未來幾天天氣的預測，再到您回家途中下雨的可能性。詳細資訊在地理上進行了對映，提供了大量資訊。
天氣傳播很重要，因為數十億人生活在受極端天氣條件影響的地區。許多人生活在受氣旋影響的海岸線附近，在河流或溪流附近的洪水易發地區，在受龍捲風影響的大草原上，或者在受冬季暴風雪影響的山區山口附近。天氣資訊易於傳播給公眾的價值在於，它能夠在個人層面上做出更好的決策，例如在風暴來臨時是否疏散。這些資料的傳播在很大程度上來自商業部等政府組織與私人地方和有線新聞服務之間的各種夥伴關係，這些服務利用公開可用的天氣資料來告知更廣泛的受眾。
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