一、從“天氣感知”到“數(shù)據(jù)捕捉”：天氣預報的“原材料”采集演講人01從“天氣感知”到“數(shù)據(jù)捕捉”：天氣預報的“原材料”采集02從“數(shù)據(jù)海洋”到“數(shù)字風暴”：超級計算機的“天氣推演”03從“數(shù)字模型”到“人文溫度”：預報員的“智慧拼圖”04從“預報產(chǎn)品”到“萬家燈火”：多渠道的“天氣速遞”05總結：天氣預報——科技與人文交織的“天氣交響曲”目錄2025小學六年級科學上冊天氣預報的制作過程課件作為一名從事氣象科普工作十余年的教育者，我始終記得第一次帶小學生參觀氣象臺時，孩子們仰著小臉問我：“老師，天氣預報是怎么‘變’出來的呀？”這個問題，正是今天我們要共同探索的核心——天氣預報的制作過程。它不是電視里主播的“隨口一說”，而是一場跨越全球、融合科技與智慧的“天氣解碼行動”。接下來，我將以親歷者的視角，帶大家一步步拆解這個看似神秘的過程。01從“天氣感知”到“數(shù)據(jù)捕捉”：天氣預報的“原材料”采集從“天氣感知”到“數(shù)據(jù)捕捉”：天氣預報的“原材料”采集要制作一份準確的天氣預報，首先需要收集海量的“天氣原材料”。這就像廚師做蛋糕前要準備面粉、雞蛋一樣，只不過氣象工作者的“食材”是空氣溫度、濕度、風速、氣壓等看不見的“天氣密碼”。地面觀測：最貼近我們的“天氣哨兵”在城市的街角、鄉(xiāng)村的田野，甚至學校的操場邊，你可能見過這樣的白色小房子——地面氣象觀測站。這里安裝著百葉箱（里面藏著溫度計、濕度計）、雨量筒、風速風向儀等設備，它們每10分鐘就會自動記錄一次數(shù)據(jù)。我曾在一個暴雨天跟著觀測員王師傅巡查，他指著被雨水沖刷得發(fā)亮的雨量筒說：“可別小看這根筒，它每0.1毫米的變化，都是后續(xù)預報的重要依據(jù)?！边@些數(shù)據(jù)會實時上傳到氣象信息中心，成為“天氣拼圖”的第一塊碎片。高空探測：穿越云層的“垂直掃描儀”地面觀測只能捕捉近地面的天氣，要了解高空大氣的運動，就需要探空氣球“出馬”了。每天清晨和傍晚，全國200多個探空站會準時放飛一個直徑2米的氫氣球，氣球下方掛著探空儀——這個“小盒子”能一邊上升（最高可達30公里），一邊測量從地面到高空各層的溫度、濕度、氣壓和風速風向，就像給大氣做“CT掃描”。我曾在探空站見證過氣球放飛：隨著“砰”的一聲，氣球帶著探空儀扶搖直上，3小時后，它會因高空壓力爆炸，降落傘帶著探空儀緩緩降落（現(xiàn)在多數(shù)已升級為GPS定位回收）。這些數(shù)據(jù)會和地面觀測數(shù)據(jù)“會師”，構建起三維的大氣“立體圖”。天基與空基：太空中的“千里眼”和“順風耳”如果說地面和高空觀測是“局部特寫”，那氣象衛(wèi)星和雷達就是“全局鏡頭”。我國的“風云”系列氣象衛(wèi)星（比如風云四號B星）在3.6萬公里的高空“俯瞰”地球，每15分鐘就能生成一張全圓盤云圖，連臺風眼的結構都能看得清清楚楚。而多普勒天氣雷達則像“天氣顯微鏡”，能探測100-400公里內(nèi)的降水云團，甚至能識別出暴雨中雨滴的大小和移動速度。記得去年河南特大暴雨前，雷達回波圖上的紅色“暴雨團”持續(xù)鎖定鄭州，正是這些“天基”數(shù)據(jù)為提前預警爭取了時間。全球協(xié)作：一張覆蓋地球的“數(shù)據(jù)大網(wǎng)”天氣是全球性的，一片在非洲大陸生成的積云，可能兩周后影響我國的臺風路徑。因此，全球180多個國家和地區(qū)的氣象站會通過世界氣象組織（WMO）共享數(shù)據(jù)。當我們在電腦上看到全球溫度分布圖時，那些密密麻麻的小點，是來自加拿大的凍土觀測站、澳大利亞的沙漠氣象站、南極的冰蓋監(jiān)測站……正如氣象前輩所說：“天氣預報的第一步，是全人類在和天氣‘交換情報’?！?2從“數(shù)據(jù)海洋”到“數(shù)字風暴”：超級計算機的“天氣推演”從“數(shù)據(jù)海洋”到“數(shù)字風暴”：超級計算機的“天氣推演”收集到全球的天氣數(shù)據(jù)后，接下來要交給“氣象大腦”——超級計算機進行處理。這一步就像把千萬張碎片拼成一幅動態(tài)地圖，只不過拼的是未來的天氣。數(shù)值預報：用數(shù)學公式“模擬大氣”大氣的運動遵循著物理規(guī)律（比如熱力學定律、流體力學方程），氣象學家把這些規(guī)律寫成復雜的數(shù)學方程組，再輸入超級計算機進行計算。舉個簡單的例子：已知今天14時北京的溫度是25℃、氣壓1005百帕、風速3米/秒，通過方程可以“算出”明天14時這些要素的變化。當然，實際的方程組涉及三維空間（x,y,z）和時間（t），變量包括溫度（T）、濕度（q）、風速（u,v,w）等，被稱為“大氣動力模式”。超級計算機：每秒數(shù)萬億次的“天氣實驗”我國自主研發(fā)的“曙光”“神威”等氣象專用超級計算機，每秒運算次數(shù)可達數(shù)萬億次。它們要處理的，是全球每小時產(chǎn)生的約10GB氣象數(shù)據(jù)（相當于2000部高清電影）。我曾參觀過某氣象中心的機房，一排排服務器閃著綠光，工程師說：“計算未來24小時的全國預報，需要調(diào)用10萬個計算核心，耗時約30分鐘。”這些計算結果會生成“數(shù)值預報產(chǎn)品”，比如未來7天的降水概率圖、溫度曲線圖等。誤差與修正：“完美模擬”的挑戰(zhàn)數(shù)值預報雖強大，但并非“萬無一失”。大氣是典型的“混沌系統(tǒng)”（蝴蝶效應的由來），初始數(shù)據(jù)的微小誤差（比如某地下墊面溫度差0.1℃），可能導致3-5天后預報結果的巨大差異。因此，氣象學家會通過“集合預報”來降低風險——用同一模式、不同初始數(shù)據(jù)生成50-100個預報結果，通過分析“結果群”的集中趨勢，判斷最可能的天氣走向。就像醫(yī)生診斷病情，不會只看一張CT片，而是結合多項檢查綜合判斷。03從“數(shù)字模型”到“人文溫度”：預報員的“智慧拼圖”從“數(shù)字模型”到“人文溫度”：預報員的“智慧拼圖”數(shù)值預報給出的是“數(shù)學上的可能”，但要變成老百姓能看懂的“明天晴轉多云，氣溫18-28℃”，還需要預報員的“二次創(chuàng)作”。這一步，是科技與經(jīng)驗的碰撞，是數(shù)據(jù)與人文的融合。天氣會商：一場“頭腦風暴”的“諸葛亮會”每天上午9點，各級氣象臺的預報大廳會準時召開“天氣會商”。大屏幕上同時顯示衛(wèi)星云圖、雷達回波、數(shù)值預報產(chǎn)品、自動站實時數(shù)據(jù)，預報員們圍坐討論：“臺風‘?？穆窂?，歐洲中心模式報西折，日本模式報北翹，我們的國產(chǎn)模式傾向于西北行，結合歷史相似個例（2019年臺風‘利奇馬’），地形對其影響有多大？”“華北地區(qū)的強對流，雷達回波顯示有‘三體散射’特征（可能伴隨冰雹），但數(shù)值預報的CAPE值（對流有效位能）偏低，是否需要調(diào)整冰雹預警？”我曾作為實習生參與會商，當時老預報員張工指著云圖說：“注意看這團云的邊緣，有‘絮狀結構’，這是暖濕氣流劇烈抬升的標志，午后雷陣雨的概率要提到80%?！边@種“看云識天”的經(jīng)驗，是數(shù)值模型無法替代的。本地化修正：一方水土一方“天”我國地形復雜，“十里不同天”的情況普遍存在。比如四川盆地的“夜雨”、新疆的“焚風效應”、福建的“山谷風”，這些局地氣候特征，需要預報員結合本地經(jīng)驗修正數(shù)值預報結果。我在浙江工作時，遇到過這樣的案例：數(shù)值預報顯示某沿海縣次日有中雨，但預報員發(fā)現(xiàn)當?shù)卣幱凇昂ｊ戯L轉換期”，近地面層存在逆溫（冷空氣在底層，暖空氣在上方），這種情況下，降水可能被“壓制”，最終調(diào)整為“局部小雨”。后來實況驗證，該縣城僅東部少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)零星降雨，修正后的預報更準確。公眾語言轉化：把“氣象密碼”變成“生活指南”預報員的最終產(chǎn)品不是一堆專業(yè)圖表，而是“明天適合晾曬嗎？”“周末爬山需要帶雨具嗎？”這樣的生活提示。這就需要將“24小時累積降水量25-50毫米”轉化為“大雨，部分地區(qū)暴雨”，將“850百帕切變線”轉化為“午后到夜間有雷陣雨”。我曾和氣象主播合作制作科普視頻，主播說：“觀眾最想知道的是‘對我有什么影響’，所以我們會補充：‘明早高峰可能有短時強降水，建議提前出門’‘周末山區(qū)氣溫較低，需穿外套’。”這種“人文轉化”，讓天氣預報從“科學數(shù)據(jù)”變成了“生活助手”。04從“預報產(chǎn)品”到“萬家燈火”：多渠道的“天氣速遞”從“預報產(chǎn)品”到“萬家燈火”：多渠道的“天氣速遞”當預報員確定最終結論后，接下來要做的是“讓天氣信息跑贏天氣本身”。這一步，考驗的是信息傳播的速度與覆蓋面。傳統(tǒng)媒體：電視、廣播的“權威聲音”盡管新媒體發(fā)達，電視天氣預報仍是許多家庭的“固定節(jié)目”。氣象主播通過地圖標注、動態(tài)云圖演示，用3分鐘講清未來3天的關鍵天氣。廣播則是司機、農(nóng)民等群體的“移動天氣站”，每小時滾動播出的“即時天氣”，能快速傳遞暴雨、大風等預警。我曾參與電視直播，主播在鏡頭前微笑講解，背后的導播正盯著倒計時屏——必須分秒不差，因為觀眾可能正根據(jù)預報決定是否帶傘。新媒體：手機里的“私人氣象員”現(xiàn)在，90%的年輕人獲取天氣預報的第一渠道是手機。微信、微博、天氣APP（如“中國天氣”）不僅能提供逐小時預報（精確到幾點幾分下雨），還能推送“分鐘級降水預警”（比如“未來30分鐘，您所在的朝陽區(qū)將有大雨，請注意防范”）。更智能的是，這些平臺會結合用戶位置（比如在景區(qū)、學校）提供個性化提示：“您附近的香山景區(qū)未來2小時有雷陣雨，建議暫停登山。”預警發(fā)布：與時間賽跑的“紅色信號”對于臺風、暴雨、寒潮等災害性天氣，“預警”是最關鍵的環(huán)節(jié)。我國氣象預警分為藍、黃、橙、紅四色（紅色為最高級別），通過短信、大喇叭、電子顯示屏等“全網(wǎng)推送”。我曾見證一次暴雨紅色預警的發(fā)布：從氣象部門確認“3小時內(nèi)降水量將超100毫米”，到通過應急短信平臺向受影響區(qū)域的500萬手機用戶發(fā)送提醒，僅用了8分鐘。事后統(tǒng)計，這次預警讓1.2萬人提前轉移，避免了可能的人員傷亡。05總結：天氣預報——科技與人文交織的“天氣交響曲”總結：天氣預報——科技與人文交織的“天氣交響曲”回顧整個制作過程，我們會發(fā)現(xiàn)：天氣預報不是某一個環(huán)節(jié)的“單打獨斗”，而是“全球觀測網(wǎng)+超級計算機+預報員智慧+多渠道傳播”的系統(tǒng)工程。它既是現(xiàn)代科技的結晶（從衛(wèi)星到超級計算機），也是人類經(jīng)驗的傳承（從“看云識天”到本地化修正）；它不僅是一組溫度、降水數(shù)據(jù)，更是連接自然與生活的“橋梁”——讓農(nóng)民知道何時播種，讓司機避開暴雨路段，讓城市提前啟動防澇預案。作為科學課的學習者，希望同學們記?。好恳淮巍懊魈烨纭钡念A報背后，是全