天氣圖預報方法已有100多年歷史，自從有電報后，各地同時間觀測的氣象資料能及時集中到各國的氣象中心，分析出天氣圖。從天氣圖上看到一個個高、低壓系統(tǒng)在移動著，這類天氣系統(tǒng)在移動過程中給各地帶來了天氣變化。我們從天氣圖上分析出天氣系統(tǒng)，預報它們在未來的移動和強度變化(包括生成和消亡)，就能推論各地區(qū)未來天氣的變化，這就是天氣圖預報方法的主要依據(jù)。我們分析各種天氣圖或其他輔助圖表，目的就在于及時分析出引起各地天氣變化的天氣系統(tǒng)。天氣圖分析正確與否，是天氣圖預報方法的前提。天氣圖預報方法首先要做出天氣形勢預報，即預報出天氣圖上已有的天氣系統(tǒng)，它們未來的移動和強度變化，同時還要判斷有無新生的天氣系統(tǒng)產(chǎn)生。
在天氣形勢預報中，最簡單的方法是外推法，即假定未來天氣系統(tǒng)的移動和變化與起始時刻的情況相同，這種方法也稱作持續(xù)性法。其次是氣象員在長期天氣預報的實踐中，總結(jié)出有關天氣系統(tǒng)移動或強度變化的經(jīng)驗預報規(guī)則，這些經(jīng)驗規(guī)則在天氣形勢預報中也有很大作用。此外，從動力氣象學的一些理論中，也可以推論出一些有關天氣形勢預報的規(guī)則。氣象員根據(jù)這些就可以作出未來的天氣形勢預報。
近30年來，由于電子計算機的出現(xiàn)，趨向于改由機器作天氣形勢預報圖，這種預報稱作數(shù)值預報，圖表示數(shù)值預報的內(nèi)容。數(shù)值預報的第一步要求對所預報的天氣系統(tǒng)從生成到消亡的主要物理過程有所認識，并將其概括成一組物理定律；第二步將這組物理定律用數(shù)學方程組表達出來，并且對這個方程組用電子計算機來求解。由于電子計算機的速度和容量有限，對方程組必須作適當簡化；第三步將起始時刻的各層天氣圖資料編入機器；第四步由機器對這組議程進行求解，便算出未來各個時刻、各個地點和各高度上的高壓面高度、溫度、濕度和風速矢量的三個分量u,v,w的預報值。
電子計算機在作壓、溫、濕、風的預報時，是一小段一小段時間往前預報的。例如，根據(jù)起始時刻的天氣圖，先算出10分鐘以后的預報圖，然后將這張預報圖作為起始時刻的天氣圖，算出10分鐘以后的預報圖。這樣一步一步連續(xù)作下去，便能算出未來24小時或48小時的預報圖。如果得到一張24小時預報圖，先后要作一百次左右的預報。假如我們要計算的站點(在數(shù)值預報中稱作網(wǎng)格點)為5050=2500點，高度取10層，對各個站各個高度預報六個氣象要素(壓、溫、濕和三個風速分量)，作一次24小時預報就需要進行一千五百萬次運算。目前各國探空站的密度大約相隔400～500公里有一個站，所以由數(shù)值預報作出的各種形勢預報圖，只能抓住大尺度天氣系統(tǒng)的活動，小于400公里的中小天氣系統(tǒng)便預報不出來。
由電子計算機作出的天氣形勢預報圖，比用手工方法制作預報圖要客觀。根據(jù)檢驗結(jié)果，高空天氣形勢圖，用電子計算機制作的比手工制作的要好。對地面天氣圖來講，兩種方法制作的效果差不多。目前開展數(shù)值預報業(yè)務的國家發(fā)布的各種天氣形勢預報圖，大多是由機器作出并經(jīng)過氣象員修改后才發(fā)出的。
天氣形勢預報圖作出后，根據(jù)天氣形勢再作出各地區(qū)的天氣(陰、晴、雨、雪和災害性天氣等)預報。天氣預報困難較大，即使天氣形勢預報正確，天氣預報不一定就報對，因為天氣形勢和天氣并不是一一對應的。所以，從天氣形勢預報過渡到具體的天氣預報，主要依靠氣象員的判斷，這樣，氣象員的經(jīng)驗就很重要。氣象員在長期預報實踐中，將本地區(qū)的重要天氣編成檔案或分成類型，天氣形勢預報確定后，從檔案中找出最類似的過去個例或天氣型，根據(jù)它們作出天氣預報。在過去30年中，天氣形勢預報進展很快，但從天氣形勢過渡到具體天氣預報，卻沒有很大進展，這是目前天氣圖預報方法中的問題之一。
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