氣象專家係統的出現不到20年,它實際上是一個具有大量專家知識的計算機程序係統。這種專家知識不僅有專用的氣象知識,還有豐富的實踐經驗。
就像當前的智能計算機已經模糊了人與機器的界限一樣,這種計算機係統可以進行模擬和擴展,並進行思維推理,完成接近於專家水平的工作。專家係統一般由六個部分組成:
一是知識庫。它是用來貯存專家知識的,並且是專家係統的核心。知識庫中存放的知識數量越多,權威性越大,其性能就越好。
二是數據庫。它貯存有各種必需的資料,以及係統推理的一些數據。
三是推理係統。在數據庫的幫助下,知識庫的知識得以調用,然後進行邏輯推理,得出結論。
四是知識獲取係統。它是得出結論的係統。
五是輸出解釋係統。它實現了人機對話,對推理的結論作出解釋。
六是預報信息采集係統。此係統可以補充新知識,修改舊知識,歸納總結出新知識。
氣象專家係統有許多特長。它可以綜合許多專家的知識,因而有博采眾長、集思廣益的特色。而且,一些有很高水平的預報員的經驗經過定量化後可以納入計算機程序,通過分析再得出預報結論。氣象專家係統能不時地吸收和應用新的科研成果,具有不斷更新的功能;它操作方便、使用迅捷、效果明顯,在天氣預報方麵實現了一種新的突破。
氣象專家係統是現代計算機應用科學與氣象學相結合的新興產物。它的出現顯示了現代天氣預報科學的新水平。目前,氣象專家係統在我國已經得到了廣泛的運用。一些省氣象站、軍隊氣象單位也建立了各自的氣象專家係統。但是,專家係統畢竟不是人,不是專家;該係統的使用離不開人,進行邏輯推理、模擬預報員的思維,畢竟有一定的局限性。所以說,專家係統,也隻是提高天氣預報水平的一種方法,而不是最終的預報方式。但是,既然計算機在大氣探測和天氣預報的應用方麵開了大門,日後,深入的研究與發展則是擋不住的趨勢。我們相信,將來天氣預報的自動化、現代化水平會更高,氣象專家係統扮演的角色會越來越重要。
未來能準確預知天氣嗎
天氣預報是也隻是預報,它隻是對未來天氣現象的一種預測性描述,並不等於將來的真實情況。我們所得出的天氣形勢分析,與天氣的發展變化也並非是一一對應的關係。這一切都表明了預報的性質特點:它本身就具有不定性。
我們所做的一切,隻能是盡可能地提高預報水平,盡可能地接近將來天氣的真實狀況;人們永遠辦不到,也不可能完完全全、一蹴而就地實現沒有任何疏漏,沒有任何錯誤的100%的預報。
明白了這一點,就知道了天氣預報有時不準是很正常的現象。但天氣預報從當前來看,失誤仍然比較多,其原因在哪些方麵呢?這兒有幾點供大家參考:
首先是因為人類目前的認識水平仍然很有限。人們還沒有完全了解和掌握天氣現象的各種規律,對大氣現象產生的背後原因、演變過程的認識仍很膚淺。我們還沒有完全弄清地球大氣運動和太陽、月亮及其他天體運動的關係;海洋、地球表麵與人類活動的關係也並不是十分明了。說到底,氣象科學作為一門綜合性的實用科學來看,它涉及的學科麵很廣,它的完善還需要別的學科來促進;而且一些實用的技術學科,如計算機也需要發展,這一切都在一定程度上限製了氣象科學的發展,影響了天氣預報的水平。
其次是因為天氣現象本身的原因。天氣現象發生的麵廣,局部地區有的持續時間又短;而且地球表麵不同地區、不同高度的差異性大,反映在天氣現象上,就出現了更複雜的情況。天氣現象變幻莫測,令人捉摸不定,我們隻能大體地、有代表性地把握不同天氣形勢,根據獲得的很有限的氣象資料進行預報。
再次就是預報工具有局限性。我們的各種氣象儀器並不是完美無瑕的。
它們所獲取的值也隻是近似的,不能說沒有誤差。我們的一些預報方法,如數值預報模式,其使用的微分方程本身隻是一種形式,在解方程時需要簡化,又免不了帶上一定的誤差。這些誤差或大或小、或多或少地影響了天氣預報的準確性。而且,我們的氣象資料在傳送過程中,有時可能會出現錯誤。1976年7月31日,美國丹佛發生洪水災害時,丹佛氣象預報台的雷達信息通過電話傳送時出了故障,導致了139人在這場洪水中喪生,一直到洪水結束時,氣象台才發布洪暴警報。