天气变化具有什么?

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气象学家通过分析天气现象,可以预测未来一段时间的天气趋势 例如可以通过观察云的形态变化来推测未来几天的降雨(云的形状和雨的关系在高中地理课本里就有) 又比如通过观测风来预测风暴;通过检测空气的湿度、温度来预测未来的气温变化等等 更高级的方法是利用计算机模拟,根据初始状态的环境数据,借助计算机制订出一系列的变化过程 我们常用的台风路径预测、暴雨预警等等都是建立在这样一套基础上的 那为什么同样是一朵云,在它尚未形成下雨之前我们可以通过观测知道它将来会降水呢?这其中的原理是否涉及到某个未知领域的突破?

首先,我们需要先了解一下水蒸气从空气中下降到地面的过程 这是非常复杂的一个过程,目前与大气科学领域中的天气生成机制研究最接近的是“湿绝热上升”假设 简单来说就是当气团的上升运动停止了之后,如果其水平温差为零,那么此气团将处于饱和状态并且继续上升 若此时气团的垂直分布符合一定的函数关系,那么在一定条件下它可以形成一个稳定的系统——云系 随着云中的水滴逐渐积聚,体积增大的同时,所受的浮力作用增大,最终达到平衡时就会形成降雨 那么如何来判定这种假设的成立呢?科学家会通过监测水汽压强来计算空气中的相对湿度;再通过测量上下层的温度差来估算水平温差 最后结合云的高程来综合判断是否达到了“湿绝热上升”的条件 当然,现在人类对自然界的认知还处在非常浅显的水平,这一假设也仅仅是贴近于真实情况的近似模型而已 所以您提到的某一个领域的突破,应该说是有望实现的,但是需要很多学科共同协作才行啊!

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