古语说:进门看脸色, 出门看天色。意思是通过看一个人的脸色可以观察到这个人的心情及健康状况, 有利于开展人际活动。出门看天色是指通过观察天色, 预判阴晴风雨, 有利下一步工作行动。预知天气对人们的日常生活尤其对军队行军打仗极为重要, 天气情况有时可以影响一场战役的输赢。大家熟悉的孔明借箭和借东风, 都是预知天气用于战争的经典案例。
由于受到科技手段的限制, 古人只能依据经验来判断天气的变化并且预测的时间比较短暂。随着科学技术的进步, 预测手段的增加, 现代人正在享受着天气预报越来越准确的实惠, 人们可以根据国家和地方气象局发布的天气预报增减衣服, 准备雨具、安排行程。
为什么现在的天气预报会越来越准确呢?支持天气预报准确的技术手段主要通过气象卫星、气象气球高空探测系统、气象雷达和地面观察。
气象卫星云图是以气象卫星之仪器拍摄大气中的云层分布, 来寻找天气系统并验证地面天气图绘制的正确性。除此之外还可以用来观测海冰分布、确定海面温度等与中长期天气预报相关的海洋资料。此技术为可在单一影像上显现各种尺度天气现象, 对天气分析与预报提供非常有助益的遥测资料。
高空气象观测测量地面到30公里甚至更高的自由大气的物理、化学特性, 测量项目主要有气温、气压、湿度、风向和风速, 还有特殊项目如大气成分、臭氧、辐射、大气电等。测量方法以气球携带探空仪升空探测为主。
气象雷达通过方向性很强的天线向空间发射脉冲无线电波, 它在传播过程中和大气发生各种相互作用。根据回波信号的振幅、相位、频率和偏振度等确定目标物的各种物理特性, 例如云中含水量、降水强度、风场、铅直气流速度、大气湍流、降水粒子谱、云和降水粒子相态以及闪电等。
地面观察主要是通过气象观察装置测得的区域气象数据作为分析天气预报的信息。
这里我们重点谈谈与化工有关的气象气球的前世今生及如何观察天色。1902年德国气象学家阿斯曼第一个提出用橡胶气球来探测大气, 并用经纬仪跟踪的测风方法。1927年, 前苏联气象学家莫尔恰诺夫研究出无线电探空仪法, 开创了气象探测的新纪元。
气象气球是采用天然胶乳为主要原料, 添加多种配合剂, 通过特殊工艺加工制成。将气象气球充以比空气密度小的氢气或氦气, 用于携带无线电探空仪, 探测不同高空风向、风速、温度、湿度等气象要素。气象气球具有投资少、成本低、见效快、相对载荷大、飞行时间长、携带各种探测仪器姿态稳定、探测的数据准确、施放简便以及较大的灵活性等特点。气象部门通过接收装置采集这些气象信息分析天气, 使天气预报的准确率大大提高。
我国在1964年成立化工部乳胶工业研究所 (即现在的中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司) , 1970年成功研制并生产气象气球, 标志着我国气象气球开始工业化生产和应用。
中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司职工为了实现气象强国梦进行了50多年的艰辛探索和艰苦奋斗, 追求气象气球飞得越来越高的目标, 不断改进配方, 革新工艺, 取得了骄人业绩。可研发生产20多种从10g~5000g系列气象气球和雷达校准气球。气球飞行的高度越来越高, 目前可达到4.6万米高空。
中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司不断开拓创新, 促进技术进步, 其多项技术跨入世界前列, 是全世界唯一同时拥有浸渍法和旋转成型法生产气象气球的企业。中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司生产的气象气球不仅服务于中国气象局, 而且是军方主要供应商, 为火箭卫星发射窗口期越来越精准提供了技术支撑。
中国化工株洲橡胶研究设计院有限公司的产品畅销海外, 与俄罗斯、沙特、土耳其、英国及中东、非洲、南美、东南亚等40多个国家和地区达成批量供货协议, 出口业务不断扩大, 并成为世界气象组织供应商。
我们今天享受着越来越准确的天气预报, 可不要忘记了化学工业, 不要忘记了辛勤探索的化工人。
(下期请分享“现在的沥青路为什么不粘鞋?”)