天气预报，又称气象预报（测），是利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的一项应用科学。它不仅为人们的日常生活、农业生产、军事行动等提供重要参考，还是气象工作为国民经济和国防建设服务的重要手段。

发展历程

古代天气预报

• 中国古人：早在三千年前，甲骨文中就有了关于天气实况的记录，如风、云、虹、雨、雪等。古代思想家董仲舒提出“天命论”，认为天意对皇帝的行动有制约作用，这些天意多来自对天文和气象的不认识。为了安排农事生产、祭祀等活动，古人观测天文气象，制定历法，了解和预测气候。春秋时代，古人就定出了仲春、仲夏、仲秋和仲冬等四个节气，后不断完善，到秦汉年间，二十四节气已完全确立。

• 西方古人：大约在公元前340年，古希腊哲学家亚里士多德写下了世界上最早的气象学专著《气象通论》，阐述了飓风、焚风、风的成因与分布等气象现象，成为古代气象学的思想基础。亚里士多德的气象学理论主宰了西方气象学长达两千年之久。

早期天气预报

• 仪器发明：西方15世纪发明了压板风速仪，首次对大气运动的速度进行定量测量。17-18世纪，科学家相继发明了湿度计、温度计、雨量器、气压计等定量测量天气现象的仪器，标志着气象科学研究进入新发展时期。

• 高空探测：18世纪中叶，人们开始进行高空探测的尝试，如用风筝携带温度表观测低空温度，利用氢气球携带气象仪器测量各个高度的温度和气压等要素。

• 天气图诞生：1820年，德国的H.W.布兰德斯利用气象观测资料，绘成了世界上第一张天气图，为后来分析气压、风与天气的关系奠定了基础。电报的发明为各地气象观测资料的迅速传递和信息集中提供了条件，使绘制实时的天气图成为可能。

近代天气预报

• 理论发展：近百年来，气象领军人物充分利用大范围地面和高空气象观测资料与数理方法的结合，推动了天气预报理论的发展。挪威学派提出了环流理论和气旋波模型，芝加哥学派提出了长波理论，对气象科学的发展做出了突出贡献。

• 数值天气预报：1921年，Richardson首次尝试用数值方法预报天气，但因计算工作量庞大且未处理好大气中高频波的作用而失败。1950年，Charney基于滤去高频波后的大气运动方程组，利用世界上第一台计算机ENIAC成功制作了24小时数值预报。随着计算机技术的发展和观测手段的进步，数值天气预报已成为天气预报的主要手段。

现代天气预报

• 技术革新：现代天气预报以现代探测技术（气象卫星和气象雷达）和高速计算机支持的数值天气预报模式为标志，逐步取代常规天气图预报。这些技术和方法在天气预报中的应用大致开始于20世纪50年代。

• 人工智能应用：近年来，人工智能在天气预报领域的应用逐渐增多。例如，2025年3月，一款人工智能天气预报程序可以在一秒钟内预测天气，准确性与传统天气预报不相上下，而传统天气预报则需在功能强大的超级计算机上运行数小时甚至数天才能得出结果。

预测方式

双站观测

17世纪以前，人们通过观测天象、物象的变化，编成天气谚语，据以预测当地未来的天气。17世纪以后，随着气象观测仪器的相继出现和地面气象站的陆续建立，人们开始根据单站气压、气温、风、云等要素的变化来预报天气。

天气图分析

1851年，英国首先通过电报传送观测资料，绘制成地面天气图，并根据天气图制作天气预报。20世纪20年代开始，气团学说和极锋理论先后被应用在天气预报中。30年代，无线电探空仪的发明和高空天气图的出现使天气演变的分析从二维发展到了三维。40年代后期，天气雷达的运用为降水以及台风、暴雨、强风暴等灾害性天气的预报提供了有效工具。

数值天气预报

数值天气预报是利用大气运动方程组，在一定的初值和边值条件下对方程组进行积分，预报未来的天气。随着计算机技术的发展和观测手段的进步，数值天气预报已成为天气预报的主要手段。

预报方法

形势预报

即预报未来某时段内各种天气系统的生消、移动和强度的变化。它是气象要素预报的基础。形势预报的方法可分为数值预报方法和天气图方法两大类。天气图方法又包括经验外推法、相似形势法、统计资料法和物理分析法等。

要素预报

即预报气温、风、云、降水和天气现象等在未来某时段的变化。形势预报是要素预报的基础。要素预报的方法包括经验预报方法、统计预报方法和动力统计方法等。

预报过程

现代天气预报有五个组成部分：

1. 收集数据：通过专业人员、爱好者、自动气象站或浮标等收集气压、气温、风速、风向、湿度等数据。气象卫星的数据也越来越重要，可以采集全世界的数据。

2. 数据同化：将采集的数据与用来做预报的数字模型结合在一起，产生气象分析，这是大气状态的最好估计。

3. 数值计算：按照物理学和流体力学的结果来计算大气随时间的变化。

4. 输出处理：对模型计算的原始输出进行加工处理，消除已知的模型中的偏差或参考其它模型计算结果进行调整。

5. 制作发布：根据有关部门提供的数据在电脑上制作全国气象形势图表，主持人讲解天气，影视中心进行影像合成后传送到电视台等媒体进行发布。

预报种类

按时间范围划分

1. 短时预报：根据雷达、卫星探测资料，对局地强风暴系统进行实况监测预报未来1-6小时的动向。

2. 短期预报：预报未来24-48小时天气情况。

3. 中期预报：对未来3-15天的预报。

4. 长期预报：指1个月到1年的预报。

5. 超长期预报：预报时效1-5年的。

6. 气候展望：10年以上的。

按覆盖地区划分

1. 大范围预报：一般指全球预报、半球预报、大洲或国家范围的预报。

2. 中范围预报：常指省（区）、州和地区范围的预报。

3. 小范围预报：如一个县范围的预报、城市预报、水库范围的预报和机场、港口的预报等。

预报服务

天气预报的及时提供是预报服务的中心环节。最广泛而有效的服务手段有报刊登载、电台广播、电视播送、天气电话咨询等。此外，还通过专线电话、电传和书面等形式为专门部门服务。天气预报的专用收音机可随时打开收到当时的天气预报广播，在即将发生灾害性天气时，专用的气象广播电台可用一定波长的信号使这种收音机自动开启呼叫，提醒人们及时采取预防措施。

常用术语

• 晴：天空云量不足3成。
• 阴：天空云量占9成或以上。
• 雾：近地面空中浮游大量微小的水滴或冰晶，水平能见度下降到1公里以内。
• 小雨：日降水量不足10毫米。
• 大雨：日降水量25.0-49.9毫米。
• 雷阵雨：忽下忽停并伴有电闪雷鸣的阵性降水。
• 冰雹：小雹核随着积雨云中激烈的垂直运动反复上升凝结下降融化成长为透明层相间的小冰块降落。
• 冻雨：雨滴冻结在低于0℃的物体表面，又称雨淞。
• 雨夹雪：近地面气温略高于0℃，湿雪或雨和雪同时下降。
• 低压槽和高压脊：高空西风气流上波谷对应低压槽，波峰与高压脊对应。
• 冷锋和暖锋：冷锋是冷空气的前锋，暖锋则是暖空气的前锋。

天气常识

• 时间用语：“今天白天”指上午8:00到晚上20:00；“今天夜间”指20:00到次日早上8:00。
• 降水量标准：有12小时和24小时两种标准。如12小时“小雨”指的是降水量0.6-5毫米；“中雨”的降水量5.1-15毫米等。

动植物预报

动物天气预报

• 燕子：闷热天气群燕贴地飞行是大风大雨即将来临的征兆。
• 蜜蜂：早出晚归预示晴天；迟迟不离巢或离去晚、早早回归则预报阴雨天。
• 蚂蚁：口衔白籽排长队往高处搬家预示连绵阴雨；往低处搬家则预示旱情。
• 泥鳅：烦躁不安上下翻腾预示不久将下雨或刮偏北大风。
• 蛇：从洞穴中钻出横盘于路上不动或萎缩地朝一个方向慢慢爬动预示天要下雨。
• 蜘蛛：黄昏吐丝张网捕捉昆虫预示近日天晴；吐丝下挂则说明阴雨天要来了。
• 乌龟：背上“冒汗”预示天要下雨。

植物天气预报

• 青冈树：晴天时树叶呈深绿色，天气久旱将要下雨前树叶变为红色。
• 菖蒲莲：暴风雨来临前开放出大量美丽的花朵。
• 气温草：叶片对气温反应极为敏感，可根据叶片伸展方向知道温度高低。
• 南瓜藤：早晨藤头向下翘预示天要下雨；阴雨连绵天气里藤头大多数向上翘预示晴天将要来临。

• 菱角盘：“沉水”预示天将有风雨。

发展前景

天气预报业务

天气预报业务正向更高时空分辨率发展，以提供更高的精准度和更超前的预报信息为衡量标准。发展更高时空分辨率、更长预报时效的数值预报模式系统始终是天气预报技术发展的核心任务。基于数值预报模式产品的统计后处理技术和结合灾害性天气发生发展机理的解释应用技术以及满足各种需求的数字化预报技术是天气业务现代化发展的必然要求。

军事气象科技工作

新型军用高空探测设备、野战气象仪、军用地面多要素气象遥测设备、自动气象站等为军队气象观测提供了新的手段。数字化天气雷达、多普勒天气雷达和先进的雷电探测设备的研制成功并应用进一步提高了对危险天气、灾害性天气的监测能力。卫星电视气象数据广播网、公用数据网的开通以及重点地区的卫星通信网的建立使气象通信技术手段发生重大变革。

农业防灾减灾

信息技术的进步和新型气象设备的应用不断提高天气预报的精确程度。长期气候预报可以对一定时间内所出现的气象变化进行预测，从而采取针对性措施进行预防。如针对旱涝气候可以兴修水利增强农田的排涝、抗旱能力；植树造林、退耕还草、退耕还林改变区域气候减少恶劣天气的发生率。长期预报还可以为农业生产规划提供提前指导。新型的多普勒天气雷达技术应用于农业天气预报对短时预报、短期预报的预测准确性有显著提高。