天氣預測的藝術

《儆醒！》雜誌駐洪都拉斯通訊員報導

你也許每天都收聽天氣預告。你所做的每一件事差不多都受天氣影響。你會納罕如此多變的天氣怎能加以預測嗎？

在另一方面，天文台的預告何以時常不準？為了賞識氣象人員的工作，我們需要了解關於天氣的性質以及氣候由什麼所促成。

在地球的表面之上，大氣層伸展到數百哩的太空中。但我們所關心的僅是厚達六至九哩的最下層，它稱為「對流層」。這一層含有五千兆噸左右的空氣，所有天氣變化在這一層內發生。大氣層的空氣包括三種主要特性，即氣溫、氣壓和濕度。

氣溫

一切天氣變化的基本因素是太陽光線在大氣層中熱度不均所致。由於大氣層本身是透明的，直接從陽光所吸收的能量並不多。陽光射到地球表面時，發生了不同程度的反射或吸收。水面對光線的反射較多，而陸地，特別是深色的土壤，則吸收較多的光線。吸收較多的地面會較溫暖。反射較多之處則較為清涼。

赤道地帶獲得較大熱度，因為陽光是垂直射入的。兩極地帶由於陽光斜射，同等光「量」所含的熱能遂擴散在較廣大的地區中。同時，極地的覆雪將大部份陽光反射出去。於是兩極遂寒冷得多。由這種過程所導致的氣溫差異稱為「日照率」，它的動向產生了一連串的結果，以致我們的氣溫發生極大變化。

氣壓

氣溫的變化是一項重要因素。既然氣溫較高的空氣比其他地方較冷空氣的密度較小，它於是上升。因此，這種移動遂在不同的地方產生了不同的氣壓。

衡量上空大氣重量的氣壓計會顯示在上升的暖氣流之上有一道較低的氣壓，因為暖氣流代替了上面那較冷和較密的空氣。在另一方面，下降的冷氣流卻會在下面造成較高的氣壓。氣壓在地球表面的差異造成了風，它從氣壓較高之處吹向氣壓較低之處。這好比在一個膨脹的汽球的一端開個孔，裡面氣壓較高的空氣便會向周圍氣壓較低的地方衝出。氣壓的差異愈大，風力就愈強。這項原理以全球的規模發揮作用。

接近赤道的暖空氣上升向兩極移動。依次地，兩極的冷空氣則下降向赤道移去。地球的自轉使氣流的進路發生變化、根據不同的緯度和高度而造成偏東風和偏西風。

世界各地的氣流向不同的方向移動造成了強烈的動力，各主流遂互相衝激。此外，不規則的海岸線、山嶺、平原、沙漠和森林等複雜的地勢也產生額外的影響。

濕度

氣團在地球表面移動之際會同時吸收水分。大部分的蒸氣來自海洋，但也有來自濕土的。既然暖空氣的濕氣飽和點較大，向低氣壓地方移動的氣團的濕度遂較高。水蒸氣的重量比同量乾燥空氣為低的這項事實造成較輕的暖氣流在低氣壓的地方上升。

濕空氣上升時有什麼事發生呢？氣流所受的壓力減低，空氣遂膨脹和冷卻。當氣溫降至空氣中水分飽和狀態的程度時，水分遂開始凝結成水點或冰水晶而形成雲。雲可能成為雨或雪下降。空氣在乾燥時會趨向高氣壓之處，遂使天色晴朗。

氣象圖表

氣象學家們留意到大氣中的氣溫、氣壓和溫度的變化。在每個天文台中都置有測定天氣的器具。氣象人員同時研究風向和風速、雲的性質、視程、是否下雨或下雪及其降下量等。

這些資料用來和其他地方的資料比較之後加以整理。為了使這項工作順利進行，所有天文台必須按格林威治的標準時刻蒐集必需的情報。

觀測員要考慮到氣壓在正常情況下按照高度的低降率。事實上，一千呎高度距離的氣壓差異比天氣變化所造成的改變更大。因此各個天文台的測定指數必需作出調整，使所有指數歸納到海洋線上的共同基礎為準。

藉著各地天文台所提供的詳細情報之助，氣象學家遂以世界氣象組織所訂出的特別「語言」列出一個圖表。這種語言的形式是用數字而非文字表達，使海上船隻和各國天文台之間可以不必翻譯而互相傳達。在氣象圖中以稱為「等壓線」的不規則曲線來連結氣壓報告相同的地方。有些等壓線在許多地方的周圍組成密閉的曲線以標明該地的高或低氣壓，簡稱「高」和「低」。這使氣象觀測員在觀測時對天氣情況更有把握。

天氣預告

可是，了解當時的天氣情況是一件事，預告明日或數日後的天氣又是另一件事。這需要查考在多個時期中所描畫的圖表。既然每個圖表都像照片一般正確地指出某個時刻的天氣情況，氣象觀測員遂安排若干圖表作為觀測大氣移動的「動向映畫」。根據最近的高、低移動，他畫出明天的大致位置。因此他對於最近將來的天氣變化遂有測定把握。

鑑於今日的複雜設備和科技進步，為什麼天氣預告仍往往錯誤呢？為什麼氣象學家許多時未能預見導致生命、財產損失的暴風來臨呢？

我們必須了解到，氣象觀測員只能觀察到現時情況和告訴我們他認為將有什麼發生，但他不能左右天氣的情況。我們不能期望他的這種工作性質會作出絕對正確的預告。例如他也許預告某個地區有雨。但這些情形許多時是局部性的。一處地方也許有大雨，但僅在幾哩外的另一處地方卻繼續天晴。

還有其他因素是不能預測的。正如深海中有各種不同的水流存在，大氣層在各種高度上也有不同的風和氣團互相影響。高度較大的圖表的詳細資料較少，這使人難於預測較遙遠的天氣情況所生的效果。

當氣象學家作出預告時，他必須問問自己幾個問題，例如：這個低氣壓中心在明天會以相同的速度繼續移動嗎？它會緩慢下來或改變方向嗎？有任何徵兆表明低氣壓會減弱或消失嗎？停滯中的高氣壓會受移近的低氣壓干擾嗎？那一方面的可能性較高？

可是，天氣預告的工作並不是簡單的猜測工作，反之，它是一種藝術，牽涉到精密的知識和熟練的技術。你的氣象觀測員的確能幫助你預先計劃你的活動，但他無法保證天氣將會有什麼變化。你現時已知道原因何在。因為有這麼多的因素是他們無法控制的。