【材料一】
用数学的方法来预测未来的天气预报
天气预报(天气预测)是使用现代科学技术对未来某一地点地球大气层的状态进行预测。本质上来说,天气预报就是使用收集大量的数据,通过气象学知识来确定未来天气变化。
图一
【材料二】
气象学如何进行天气预报
①气象学是把大气当作研究的客体,研究大气中物理现象和物理过程以及其变化规律的科学。气象学的核心就是把大量搜集的气象数据,用数学的方法来预测未来天气变化过程。
②一方面,气象部门通过安插在太空的气象卫星来观察地球的变化。另一方面,通过在人们生活的区域里建立各种气象站,用于自动观测、监测和数据的传输,以搜集更多的气象数据。
时间 | 气象站个数 | 效果 |
解放初期 | <100,仅限大中型城市 | 监测数据有限 |
2018年底 | >60000,覆盖95.6%乡镇 | 数量、密度达到世界第一 |
2020年底 | 出现AI图像识别智能气象站 | 提高中小尺度天气系统捕捉能力 |
③最后,气象系统将所有收集的数据通过国家最先进的一批高性能计算机进行运算,最终得到预计出现的天气可能性结果。中国气象局高性能计算机系统总体规模已经达到世界第三,仅次于英国和日本。相比英国和日本的比较小的国土面积,中国960万平方公里,达到这个成绩非常了不起。中国现在的晴雨预报准确率达到87%以上,在72小时也就是三天之内的预报准确率是非常高的。还有13%不准,一方面是地面的变量,地表形态的复杂,要通过模拟地表建模,而人类也在制造、排放各种气体。另一方面就是时间变量,当不确定性因素不断的叠加,短期内可能接近正确值,但是时间长了就会发生巨大变化。
——《知识分子》2019年2月16日
【材料三】
80双太空“千里眼”全方位监测地球气象
①2020年12月22日,我国新一代运载火箭长征八号“一箭五星”首飞成功,这枚新型火箭上搭载了一个“天大的梦想”——天津大学李峰辉博士创业团队自主研制的“云遥GNSS(GNSS是全球导航卫星系统的简称)掩星探测载荷”搭载此次发射的 “元光号”卫星顺利入轨,这标志着一个由80颗在轨卫星全球组网的“云遥星座计划”进入了加速布局期。
②建成后的“云遥星座”将成为全球领先的商业气象星座,生产出中国人自己的气象数据,打造气象界的“北斗系统”,开启全球精准气象的新时代。
③研究者将在未来3年中,把一种可收集海量地球信息的神秘盒子分别放置在80颗人造地球卫星上,随着大大小小的卫星进入太空,组成一个人类自己创造出的星座——云遥星座。
④届时,仿佛80双“千里眼”从太空望向地球,云遥星座将形成一个覆盖全球各个角落的气象探测网,这意味着,人们将比现在更加清楚地了解地球每时每刻的“身体状况”以及“心情变化”,比如天气预报将因此精确到20分钟级,地震预警可提前至小时级。
⑦那些搭载在卫星上绕着地球转的“神秘盒子”,就是李峰辉团队历时数年研制的云遥GNSS掩星探测载荷。这种新型星载遥感综合探测设备,它可以连续探测到0~60km大气层大气的折射率、温湿压以及100~800km电离层的电子含量和电子密度,能为地球表面大气层及电离层研究提供重要数据,对于天气预报、全球气候变化、地震预报等具有重要价值。通过掩星测量可以实现24个小时全球范围内大气弯曲角、折射率、密度、温度、湿度、压力,以及电离层电子密度测量。可实现数据每10-20分钟更新一次。而目前我国7颗在轨的风云气象卫星,一般每4-5小时更新一次数据。
⑫目前,这个只有两公斤重的载荷里已经汇聚了近百项专利。李峰辉表示,随着整个国家航天事业的发展以及商业航天市场的拓展,这些采集来的数据也有越来越广阔的应用场景,“比如未来要实现真正的无人驾驶,就需要更精密的参数作为指引。”李峰辉表示,目前正在建设数据服务平台,面向行业用户提供精准服务。
——(选自《天津大学》2021年1月12日,有删减)
实时温度、24小时预报、空气质量以及风力。
C . 气象学是通过采集大量的气象监测数据,进行模型化计算机运算,推演出未来可能出现的天气情况的理科学科。 D . 由80颗在轨卫星全球组网的“云瑶星座”将生产出中国人自己的气象数据,但不能运用到无人驾驶场景中。【链接材料1】某国是龙卷风之乡,该国对于龙卷风的预报能力很有限,准确率10%-20%,如果公众收到龙卷风预报预警的时候,会第一时间去地窖躲避,预警解除后再出来,至于龙卷风是不是真的出现,他们并不是很在乎,在地窖里的日常生活并没受到影响。
【链接材料2】亚洲某国是一个多地震国家,每年有感地震多达1500多次,防灾意识潜移默化影响了该国民众的日常生活,每家几乎都储备了紧急避难用包,居民附近的学校为主要避难场所,在日常生活中他们也会进行成千上万次地震逃生演练,形成习惯性避灾。