智慧气象，窥见地球大气的奥秘

徐祥德

数亿年来，宇宙中这颗蓝色的星球—地球，正默默围绕着太阳周而复始地旋转着，在漫长的岁月中孕育了亿万的生命。地球是人类的家园，它被厚厚的大气圈所包围，其中千变万化的天气现象引起我们无数的遐想。

自古以来，人类就渴望揭秘形形色色的天气现象变化。在文明史神话中，人们创造了“雷公、电母”，甚至还缔造了呼风唤雨的“龙王”，希腊神话还将雷电归因于主神宙斯的武器“雷锤”，北欧神话则将雾、霜和露水比喻为女武神纵马飞驰而过的痕迹……然而科学的种子也同样在萌发，亚里士多德的《气象通论》，就让人们用崭新的科学视角，认知天气和大气光学现象。

当前日益发展和成熟的物理学原理、现代电子技术、信息技术，特别是空基和地基遥感、电子计算机等技术飞跃发展，为大气现象的探测与认知提供了新的契机。目前，气象研究与业务的重要目标为对地球大气圈及其密切相关的水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈等的物理、化学、生物特征及其变化过程的系统连续监测、分析与预测、评估。

纵观大气科学的历史进程可以看到，现代科学意义上的天气预报已有100多年的历史。以天气学方法为基础的天气图预报，是目前常用的一种天气预报方法。世界上第一张天气图诞生于1820年，这张天气图亦可以称为观天测雨的“信息树”，这意味着未来风云变幻的“信息”将被描绘在这张天气图上，这是预测未来天气的开端。随着近代物理、数学等理论与科学技术的发展—尤其是电子计算机和计算数学的飞速跃进，使得数值预报模式技术有了重大突破—气象学家可以在电子计算机上，用计算方法做定量的数值天气预报了！至此（20世纪初），气象学家梦想预测未来的“水晶球”才得以浮现在人们面前。数值模式的应用领域也从中短期天气预报拓展到短期气候、长期预测、气候系统模拟，这意味着人们梦寐以求的预测天气的“水晶球”正成为现实。

待到人类进入航天时代，翱翔于九天之上的气象卫星，又赋予了我们看待天气变化的全新视角。每一天里，布设在极地轨道和静止轨道上的两类气象卫星，协同全面监控全球天气的变化，捕捉精细化信息，传向地面大量清晰云图，已是人们了解地球大气信息，并推测天气演变趋势的利器。随着工业社会大规模的天气信息传递网络系统的发展，近年新一代信息技术的发展为气象信息化、现代化建设提供了新方向，特别是物联网、云计算、大数据等概念的提出，打破了传统气象技术发展的思维，正在实现以知识、技术、信息等创新要素为增长动力的“智慧气象”。

这一期《知识就是力量》杂志致力于展示气象科技的进步对人类社会的塑造作用。当代智能化的“触角”已经渗透到了社会生产、公共安全、生活等诸多方面，当前“智慧气象”仅处于“萌发”阶段，任重道远，我们将做不懈的努力，在社会智能化进程中做出應有的贡献。endprint