小編的世界 優質文選 地球
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2021年5月27日 -
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鐘銘聊科學
"百家榜創作者,星問答計劃創作者",優質科學領域創作者
本文參加百家號 #科學了不起# 系列征文賽。
跑友圈發生了一次大地震,在甘肅省白銀市景泰縣舉辦的馬拉松百公里越野賽中,因凍雨、冰雹、大風等極端天氣突然出現,使得大量參賽選手出現失溫症狀,共造成了21名參賽選手遇難,其中不乏有跑友圈的大神。
此次之所以導致大量選手遇難,原因有很多。一方面是因為出發時天氣較好,參賽選手選擇了輕裝上陣,另一方面是因為主辦方沒能及時喊停比賽,出現意外時因地形限制無法第一時間救援。但更重要的因素是因為天氣突然發生變化,導致了意外的發生。
從石林國際馬拉松發布的天氣預報來看,比賽當天並沒有雨,最高溫度19攝氏度,最低溫度9攝氏度。
雖然在出發前參賽者收到了大風藍色預警,但是在出發時,當地只出現了大風並沒有下雨,許多跑友仍舊在堅持比賽。只是在比賽過程中,大風不僅沒有停止,反倒還下起了大雨,水會比空氣帶走體溫的速度更快,當參賽者的衣服被打濕之後,他們的體溫迅速下降,又沒有避雨和保暖的物品,甚至也沒有補給,以至於參賽者們的體溫迅速流失,導致了失溫症的發生,甚至因此而死亡。
從這場重大事故中可以看出,天氣劇變是誘因,也是關鍵因素之一,
然而現如今的科學技術已經足夠發達,為何連天氣預報也沒能預測到當地風雨交加的情況呢?
天氣預報
其實我國的天氣預報能力已經達到了全世界領先的地步,可以說是達到了世界前三的水平。
想要預報天氣,首先要從自然界中搜集大量的氣象數據,比如:風速、風向、相對濕度、氣溫、氣壓等。
那從哪裏能獲得這些數據呢?是我國的氣象衛星和地面自動氣象台
。我國的氣象衛星累積共有17顆,只不過有許多衛星已經退役,還有7顆正在在軌運行。
這些衛星又分為兩類,一類是太陽同步軌道衛星,
這些衛星距離地球較近,觀測得更清楚,數據更詳細,但缺點是對於同一個地方,一天內只能觀察兩次數據。
還有一類是地球靜止軌道衛星
,它距離地球較遠,但可以靜止在地球上方的某一個位置,進行24小時不間斷地觀測。
這兩類衛星相互配合,並源源不斷地將觀測數據匯總到氣象部門之中。
除了衛星之外,我國在地面上還建立了6萬多個自動氣象站,它可以在地面上收集氣象數據,並將這些數據匯總到氣象部門之中。
我國腹地遼闊,經緯度跨度非常大,由此可知這些地方會產生多少數據,當這些數據匯總到氣象部門之後,氣象部門要對這些數據進行整理,並代入公式求解。
由於數據量龐大,以及公式非常多,以至於對運算能力要求非常高,不過幸運的是現如今氣象部門采用的計算機運算能力也非常強,它們能夠在幾秒鐘之內計算完數據,並得到明天的天氣情況。
而這,就是天氣預報所播報出來的內容,我們也會根據天氣預報做出的預測,來安排自己的生活。
為什麼天氣預報預測不准?
事實上,我國的天氣預報能力非常強,預測准確度也非常高,達到了87%以上
,但始終無法達到100%,那這究竟是怎麼回事呢?
原因是因為天氣是一個混沌系統
,在該系統中任何一個初始數據出現偏差,都可能會導致計算結果出現巨大的差異。
氣象學教授洛倫茲在使用計算機計算天氣時,為了省事把小數點後6位,改成了小數點後3位,從我們的角度來看,無論是小數點後6位,還是後3位,區別並不大。但是計算之後,洛倫茲發現剛開始計算的結果與前一次結果相差不大,但越計算到後面差異就越大,到最後時兩者的數據已經相差十萬八千裏,洛倫茲將這一效應稱之為“蝴蝶效應”
。
天氣預報之所以預測不准,也是因為蝴蝶效應的發生。地面自動氣象台雖然能收集大量的數據,但是人和動物的活動,當地植被的分布和種類,甚至蝴蝶輕輕地扇動一下翅膀,都可能會對未來造成影響。
在平時,預測雖然不准,但也不會出現較大的誤差,比如:此次馬拉松越野賽參賽者都受到了大風藍色預警提醒,但誰也沒想到的是大風之後還有大雨,極端天氣的發生,導致了此次越野賽出現較大的事故。