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计算机在气象学中的实践

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1.计算机技术应用于气象学使其焕发生机

计算机技术的出现在气象学中的运用,打破了气象学科所面临的“计算障碍”。计算机与相关的实验观测器结合起来,极大的提高了对数据记录、加工以及处理的效率。计算机技术把可观的人力从繁杂庞大的计算量中解放出来,大大提高了工作效率。计算机技术在气象学中的应用使得气象学有所突破,并出现了新的研究方法———数值模式研究。数值模式研究是通过把不同的物理和气象方程,以计算机程序的方式放入电脑,计算出大气未来的温度、气压、风向等的变化,以供理论研究。在大多数国家中,配置极高的计算机首先被应用于气象部门。计算机科学与气象学相结合,改进了研究工具和研究方法,有力的促进了气象学的发展。随着电子计算机技术的迅猛发展,气象学的研究也一定会随之高速发展,计算机技术应用于气象学使其焕发出勃勃生机。

2.计算机技术在气象学中的具体应用

2.1多媒体气象CAL无论在任何学科中,教育的地位都是重中之重,气象学中更是如此。CAL是英文ComputerAidedLearning的缩写,意为计算机辅助学习。气象学因为专业需要是使用计算机的一大领域。对于一个国家来说,能够培养出大量优秀的气象人员是一个重点项目。国际上,一些发达国家首先涉及这一领域。美国的气象业务领先与其他各国,最为突出的成就是开发出了两款尤为重要的软件“多普勒雷达解释”和“边界层探测及对流发展”。这两个软件充分利用计算机多媒体技术,取得了显著地成就;在德国的柏林大学,有一个存贮大量卫星云图图片的卫星云图识别系统,使得使用者可以方便的找到任何云型图片;澳大利亚的气象局训练中心开展了一个“云型识别”CAL软件包,这个软件可以指出各种云型图片,也能区分开易混淆的云型,为学习者提供了一个良好的平台。此外,在英国、荷兰、加拿大等国家也颇有建树。我国的CAL工作起步较晚,但是现在已经引起了教育界及计算机界的高度重视。1989年我国在西安召开了第一届全国CAL和教学专家系统大会,并且由几十所大学和科研单位成立了相关机构。北大、清华等一些重点大学也为建立CAL基地而贡献一份力量。总而言之,我国的CAL研究正在蓬勃发展。

2.2计算机技术对数据的高效处理数据是一切研究课题的基础,但是庞大的数据量相当耗费人力。在气象研究中,数据的重要性尤为显著。每个气象站、雷达系统每天都会收集大量的数据,并且需要对这些数据做出相应的技术处理。如果单纯依靠人力来完成这些工作,那么庞大的计算量会耗费大量的人力物力,效率也极其低下。此时计算机技术快捷的计算能力就凸显出来,能够自动化收集并且处理数据,高效准确的完成这一繁琐的工作。只有高效准确的处理收集到的数据,才能做出进一步的研究。除了对数据的收集和处理,在对数据的存储上也必不可少的用到了计算机技术。设想庞大的数据量如果没有计算机的存储,那么工作量将会是现在的上百上千倍,日积月累下海量的数据堆积成山并且很难找出。而计算机就可轻易的解决这一难题,只需要做一个计算机存储管理系统,这一难题就会迎刃而解。总体来说,数据的收集、加工处理、存储体现出了计算机的巨大作用。

2.3气象学中的数值模拟试验气象学是以整个大气层作为研究对象,这种实际性就决定了该领域的研究无法像研究物理化学等科目一样在室内做研究试验。现阶段的气象研究方法主要分为四种:观测研究、理论研究、数值模式研究和实验研究。其中观测研究和理论研究是较为传统的研究方法,而数值模式研究和实验研究却是在计算机技术应用到气象学这一领域的新型研究方法。在研究中,数值模拟是不可缺少的。数值模拟即用计算机来模拟实际操作。由于气象学领域的特殊性,不可能大规模的进行试验研究,计算机数值模拟恰好可以解决这一问题。把相关的数据输入计算机,通过计算机技术的模拟,在网络虚拟世界中完成这一试验,将不可能变为可能,用形象直观的方式把试验结果表现出来。同时,实际试验对于人力和物力的消耗也相当巨大,与之相比计算机模拟则可以避免不必要的浪费。

3.结语

气象学在人们的日常生活中起着非常重要的作用,所以加快对气象学的研究刻不容缓。在气象学研究当中,计算机的作用越来越突出。随着计算机技术的迅猛发展,相信在不久的将来,计算机在气象学中的应用会更加的普遍,气象研究必将迎来一次全新的革命,并且日渐趋向成熟与完美。

作者:彭宇彪袁梅单位:内蒙古气象信息中心内蒙古气象服务中心

应用气象学报责任编辑:田老师    阅读:人次
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