數值天氣預報資料的處理和分析
正文
使各種氣象資料轉化為可用電子計算機進行數值計算以做出數值天氣預報的方法和過程。資料處理 將觀測資料變成電子計算機能夠識別、可靠和便於利用的資料的過程。天氣預報需要大量的初始資料。它包括國內外各氣象台站從地面到高空的不同高度、不同類型（如探空報、船舶報等）、不同計量單位（如米/秒、海里/小時等）的觀測資料。這些資料都是按國際氣象電報編碼，用電報傳遞的。然而，資料中往往存在著不同類型和不同程度的誤差。因此，在製作預報之前,必須判斷資料的類型，找出測站的位置,檢查並糾正錯誤和選擇所需要的內容等，使其成為規範化的信息，存儲在計算機中，以便隨時取用（見氣象資料處理）。
客觀分析 用數值計算方法，將分布不規則的觀測資料，分析成有規則地分布、並適於預報模式計算的格線點資料的過程。它和人工分析天氣圖不同，一旦給定分析方案，結果就不因人而異，故稱為客觀分析。最初，人們試圖把這個問題當成一個純粹的插值問題來處理。例如，用一有限次數的多項式在局部地區擬合觀測資料的分布等方法，以期得到格線點的要素值。但實踐表明，在測站較密的地區，這種方法的效果較好，在測站稀疏和分布不均勻的地區，分析質量卻較差。後來、人們考慮到各氣象要素之間在動力上的協調性（如地轉平衡和靜力平衡等），注意到測站資料對分析的影響隨測站同格線點距離的增加而減小，並注意到不同類型觀測資料的誤差、測站分布的非均勻性和疏密性等的影響，使分析的質量有了改善。客觀分析的天氣圖，其質量不低於人工分析。在有些國家裡，絕大部分天氣圖已用客觀分析繪製了。一般說來，對資料進行客觀分析不僅節省時間,而且所得格線點上的氣象要素值比人工讀數準確,便於使用。但用此法分析鋒面等還有困難，須待進一步改進。
氣象衛星資料的套用 氣象衛星資料主要有雲圖和輻射資料等。分析衛星雲圖，可以了解天氣系統的位置和天氣分布；用連續的雲圖，可以了解系統的發展；用地球同步氣象衛星跟蹤雲的移動，還可以推測某些高度的風速。根據衛星遙測的輻射資料，可以求出地面（或海面）溫度和大氣溫度的鉛直分布，以及大氣中水汽的總含量和鉛直分布。套用衛星資料，已使海洋和沙漠等測站稀少地區的客觀分析質量有明顯的改善（見衛星氣象學）。但是，目前衛星探測的精度還不夠高，除晴天海面溫度和對流層中部氣溫與常規資料接近外，其他資料的誤差比較大。此外，探測的項目還不夠多，套用還不夠廣等等。這些都有待進一步解決。
極軌衛星資料和常規資料的時空解析度不一致，這給在數值預報方法中利用衛星探測資料帶來了困難。如何把兩者結合起來進行分析，也是亟待解決的問題。有人提出“四維同化”的方法，力圖把不同時刻的資料用統一的分析預報系統進行處理，使各氣象要素在動力上和熱力上協調起來。具體地說,採用一定的大氣模式,作時間積分，把各種不同時刻的氣象資料源源不斷地輸入電子計算機，並用模式算出的預報值與之調整，用調整後的數值更換原預報值，再繼續進行時間積分。這種方法和過去把分析和預報分開的方法很不相同，不僅可以得到連續的分析圖，還可以得到連續的預報圖。
