您的天气预报从何而来?

您要走狗,但是天空看起来不祥。您拿出手机,打开自己喜欢的天气应用程序,然后看到它即将倒入。您等待雨水过来。

或者,也许您计划在海滩度假。在您应该离开的一周前,您会听到汽车收音机上的天气警报。有飓风驶向海岸。您有足够的时间制定新的计划 – 并出于危害而度过假期。

数百万的美国人每天都依靠天气预测。准确的天气预报从未更容易访问。智能手机应用程序和天气网站,电视和广播广播以及报纸上都有小时的展望和恶劣天气警告。

但是如何进行这些预测?基础信息从何而来?

我们将其分解,并解释今年可能会中断一些天气信息。

天气预报步骤1:进行大量测量

关于天气的基本测量是准确预测的燃料。其中包括有关风的速度和方向的信息,下雨或下雪的位置,降水量下降了多少,气压压力是什么以及是否有云。

国家海洋和大气管理局的天气预报中心的预测运营部长亚历克斯·拉默斯(Alex Lamers)说,准确的天气预报需要来自世界各地的数据。他解释说:“天气发生在大气中,大气在全球范围内连接。它在一个特定位置并非孤立地发生。”

收集有关天气的全球数据的最有力方法之一是通过卫星和多普勒雷达塔。


2024年11月,北加州和西北太平洋地区的大气河的卫星图像。由NOAA和NASA运营的卫星为美国提供了至关重要的,全天候的天气数据。

卫星提供大型图片信息。例如,天气卫星在飓风越过海洋时可以追踪飓风,并在野火散布在大片土地上时烟雾。天气卫星还测量了闪电活动,云覆盖,海面温度以及大气中的湿度。

美国政府通过NASA和国家海洋与大气管理局(NOAA)运营了多个天气卫星,并免费提供向公众收集的所有数据。私人天气预报公司(例如经营天气网站和智能手机天气应用程序的公司)使用该数据来告知他们的天气预报。

Lamers说:“无论您在手机上可能拥有的天气应用程序,多普勒雷达的云和降水的景色,这可能都是NOAA数据。”


NOAA天气卫星被称为GOON-17,准备在2018年推出。

国家气象局在全国范围内还拥有150多个多普勒雷达塔,并免费与公众共享数据。像卫星一样,多普勒雷达收集有关雨,雪,雨夹雪和冰雹,风速和方向以及与雷暴相关的云的大图。它还可以从龙卷风中检测出空气中的碎屑,这对于跟踪龙卷风在哪里以及它的去向非常有帮助。

Lamers解释说,从雷达和卫星中持续的信息在暴风雨中至关重要,包括严重的雷暴,龙卷风爆发和大气河流。他说:“这对我们来说,监视暴风雨的发展非常重要,(要)能够监视最激烈的零件所在的风暴的当前状态,并能够全天监视。”

在5月份的一封公开信中,所有五位活的前气象服务总监都表示关注,这些雷达装置可能会受到特朗普政府联邦招聘冻结和预算削减的影响,因为雷达工具需要高技能的技术人员维护,并且有许多空缺职位。

拟议的白宫预算将大约将NOAA的资金削减大约三分之一,实际上消除了天气研究,海洋观察和新卫星的工作。


华盛顿州阿曼达公园附近的车轮上的卡车安装的雷达仪器。

这些测量中有许多发生在自动化的气象站。 NOAA在全国各地运营了大约900个气象站。您可能已经在机场或政府大楼旁边看到一个。最明显的乐器之一是旋转的轮子,末端有小杯子,可以测量风速。

海洋信息也很重要,因为在影响美国之前,许多危险的天气系统,包括飓风和大气河流在海洋上形成

但是,海洋中的操作天气监测器需要进行大量工作,因为公海的状况非常严峻。联邦政府拥有约200个海洋浮标,以及可以测量海洋表面下发生的事情的滑翔机和其他工具。研究船,军用船只和一些货船也为公众提供天气数据。

NOAA的环境建模中心的天气建模专家Vijay Tallapragada说:“显然,我们不能用所有这些乐器覆盖整个地球的整个地面,因此我们必须变得聪明。”例如,天气传感器策略性地位于海洋部分地区更可能形成恶劣的海洋中。


2022年,在太平洋部署了NOAA海洋浮标。

最后,最关键的是,难题是有关大气的信息。每天,国家气象局的员工都会发射带有传感器的气候气球。直到最近,这一天至少在全国90个地点发生了两次,更常见于期望龙卷风等恶劣天气的地方。

但是由于人员短缺,多个国家气象服务办公室在今年春季的气球上推出。特朗普政府已搬走数百名气象人员,并在工人退休后留下了数百个其他关键的预测职位。

气象服务在书面声明中解决了此类中断。声明说:“国家气象局正在调整一些服务,这是由于我们在全国各地的当地预测办公室的临时人员配备变化,以便最能满足公众,我们的合作伙伴和每个办公室当地的利益相关者的需求。” “这些调整也是暂时的,我们将继续履行我们提供挽救生命预测,警告和决策支持服务的核心使命。”

塔拉帕拉达(Tallapragada)说,气球数据以及其他飞机的航空测量值是天气预报计算机模型的最有影响力的数据来源。除了提供有关大气中发生的事情的实时信息外,预报员还依靠气球测量来校准卫星数据。因此,如果没有气球测量,则卫星测量值不太有用。

塔拉普拉加达解释说:“我们绝对知道飞机测量和气球数据对预测的影响最大。”


全国性气候气球在2017年6月在北卡罗来纳州的Bismarck推出。

天气预报步骤2:将所有数据放入天气超级计算机中

天气预报基本上是解决一个非常复杂的数学问题的解决方案。超级计算机可以解决该问题。他们获取有关大气和海洋中发生的一切的所有信息,并使用它来预测和跟踪未来几周内将发生的天气。

为美国执行此任务的超级计算机由NOAA运行。

这些计算机运行多种天气模型,该模型是针对不同类型的天气量身定制的。例如,飓风模型可以预测飓风何时何地将袭击土地,以及它们到达时的破坏程度。

塔拉帕拉达(Tallapragada)解释说,开发和运行计算机模型是相当密集的。他说:“这些模型中的每一个都需要持续改进和维护。”

传入的天气信息一直在变化。浮标和飞机上的仪器被替换或重新校准。旧卫星是退役的,并推出了新卫星。私人公司和其他国家的天气服务同意共享数据,或更改其提供的数据。在计算机模型中必须考虑每一个小更改。

塔拉普拉加达说:“因此,我们需要人们处理,理解,校准和表征这些数据集,以便以有意义的方式组装和使用它们。”


罗伯特·弗雷泽(Robert Fraser)于2025年4月在肯塔基州杰弗森敦(Jeffersontown)的一个工业工业园区经过龙卷风后,调查了仓库的破坏。

天气预报步骤3:将预测从计算机讲话转换为人类说话

超级计算机擅长数学,但与人类交流并不是很棒。当完成数字后,它会吐出一个仍然是数学的预测结果。

然后,人类预报员必须解释结果并将其转化为实际的天气预报。例如,一连串的数字和概率变成了一张地图,表明预计接下来三天将在某个区域掉落多少降雨,以及每个小时的温度将是多少。

这项工作是由职业天气预报员完成的,包括全国100多个国家气象服务办公室的气象学家。当地国家气象服务办公室每隔几个小时就会提供免费的当地预测。

私人公司的气象学家,包括在电视,广播和报纸媒体工作的人,也依靠公共天气模型信息来告知他们当地的天气预报。

如果有恶劣的天气前进,例如飓风,严重的雨雨或龙卷风,当地国家气象服务办公室将发出警告。该警告会自动出现,并在该区域的所有智能手机上发出警报声音。警告还在广播和当地电视新闻台上播放,它们出现在天气应用程序和网站上。

在今年春季的公开信中,前气象服务主管警告说,当地气象服务办公室的严重人员配备短缺可能导致今年夏天的准确和详细的预测。

国家气象局的一份声明说:“正在为全国当地预测办公室恢复服务的工作正在进行中。”

从热浪和飓风到倾盆大雨和冰雹,夏季和秋季的月份是一年中繁忙的一年中繁忙的时间。气候变化导致危险的天气变得更加普遍。