一款好玩的竞猜游戏

原文发表于科学松鼠会：人人都是天气专家：亲自预报几点几分下雨！
       小龙哈勃 发表于 2011-06-24 12:47 

　　最近的暴雨让武汉、北京等多座城市陆续开张水上乐园、海洋公园等等。不过呢，这一系列事件中，还附带有一个彩蛋—— “暴雨竞猜游戏”！游戏的具体内容当然是竞猜暴雨会在几点几分到达什么地点了，有幸猜中的朋友可会有多项奖励哦！比方说，可以跳过一些刺激的身体挑战游戏（比如蜻蜓点水、瀑布穿越以及海中推车等等）而直接完成“回家”的任务。

　　　相信电脑前的各位，百分之九十五以上都曾尝过“落汤鸡”的味道。在责怪可怜的气象台的同时，你有没有想象过“自力更生”一下呢？我担保这一点也不难！接下来我们除了几张有趣的图片以外，不会遇到任何一条数学公式，也不会遇到那些乱七八糟的物理定律、气象概念，只需要你有一台能上网的电脑，以及一点点地理知识—— 比如说，看得懂地图，这就可以入门了。只要找到了窍门，其实成功率还蛮高的。想想看吧，能在朋友面前露一手“呼风唤雨”的本领，那该是多么酷啊—— 来来来，快快加入我们的“人人都是天气专家”游戏活动吧！

我们的武器：气象雷达

　　或许有朋友会迫不及待地提问：“ 你这样岂不是泄露了气象工作者的‘天机’吗？他们能答应吗？”其实，我想气象局里的大叔大姐们也会很高兴看到这篇文章的，因为这大概可以很好地澄清加在他们头上一些误会，同时让更多人对他们的工作感兴趣。而且，这门课程严重依赖于他们一台设备提供的数据，这台设备就是——

　　就是它了—— 气象雷达！

　　首先，我们先要对雨是怎么下的有一个简单的概念—— 大家大概知道城市里的洒水车吧？它们都是在某个地方加满水，然后出来一边唱歌一边兜圈子，把水洒完了，任务也就完成了。其实雨带和洒水车也有许多近似之处：它们也是在移动的，是从别的地方移过来的，直接在本地生成雨带的情况相对来说要少些—— 当然，如果你正好碰到一台车子走到你旁边的时候就开始喷水，那只能算你倒霉；但一般情况来说，如果我们跳到空中去看，就会发现雨带经常如同洒水车一样，是从一处走到另一处的。因为一座城市往往很大，洒水车总不可能每个角落都去到，所以经常会出现某些地方下雨某些地方不下雨的情况；所以当你打算抱怨“气象局又瞎扯”的时候，不妨先打电话问问各路朋友，他/她所在的城区下雨了没。

　　那既然“洒水车”是移动的，那我们可以产生一个简单的想法：如果有个什么探测装置，专门探测四周“洒水车”们的动向，留意它们是否在过来，那不就行了嘛—— 没错，这种东西就叫“气象雷达”，一种专门探测附近下雨情况的装置。

　　相信玩过即时战略游戏的朋友不用教导都知道应该如何使用这个“玩具”了；即使对于不玩游戏的朋友们，这也是挺简单的—— 就是一张地图，观察上面移动的雨带，估计它们是否、何时能经过本地。比如，下面我给出一个范例（感谢中山大学陈俊文同学整理）：

　　5月22日晚些时候，珠江三角洲地区自西向东遭到雷暴云团的袭击，这个动画是当晚香港天文台雷达探测到的雷暴云团回波的演变情况，其中“北”、“南”、“东”、“珠”分别标定了中山大学四个校区的所在地点（广州、珠海的朋友应该挺熟悉），右上角是观测时间，左下角是不同颜色所对应的降水强度。你只要拿一副珠江三角洲的地图并把香港放在中心，就能很方便地把各个地点对应上去。这样我们可以很直观地看到，某个地点在某一时刻下多大的雨—— 然后我们假定这些雨带移动速率、强度在短时间内保持一定（这个假定大多数情况下基本成立），这样我们就可以很方便地看出未来几十分钟之内，某个地点是否可能被雨带们威胁了。这只是个纯技术活。因为雷达的分辨率相当高，因此我们可以把时间估计到几分钟之内。简单地说，只要你会看地图，你就一定会看懂这个。

小小的实战演练

　　现在我们假设居住在珠海的某人（在“珠”一带）当天晚上想和心仪的MM出去散步。那天白天天气很晴朗，看起来一点危险都没有哦，可在晚上5、6点的时候，他注意到雷达上有一长条黄绿色的东西正在从左边（西面）移过来。他简单的估计了一下，认为这条东西会在晚上8点左右到达珠海，于是果断地给MM发短信：“晚8点左右可能有狂风暴雨哦！”之后呢，要么就在精准的“呼风唤雨”之后“英雄护美”，要么就客串一下文艺青年男的角色解释一下什么是“飑线”、“强对流”，各种高招任君挑选啦，总之这可是科学青年们借机摆酷的大好机会。各位不妨也利用这个动画尝试着估计一下，看看是不是能准确地预计到强雨带到达某地的时刻呢？顺带一提，这种类型的雨带在夏天的南北方都相当常见，而且都属于事先似乎风平浪静的那种.

　　或许这里有朋友要举手提问了：难道气象局的大叔大姐们不是用同一套东西吗？如果是这样的话，那我们看这个有什么意义？答案很简单，他们是要给整个城市做预报，而你却可以给自己做预报。举个例子，上面那条雨带从广州城西移到城东几乎需要大半个小时时间，气象局当然不可能给每个区每条街的居民分别做预报，可是这个时间差可是直接决定你能否及时赶回家的啊，这时候“人人都是天气专家”游戏可就能施展拳脚了。

　　最后需要指出的是，以上那个“雨带短时间内强度和移动速度不变”的假定属于入门级的假定，就好比我们上小学一年级的时候总要假定作业里遇到的数字都是正实数一样。在不同的天气系统下，雨带也是会发生变化的，这等到我们比较熟悉这个游戏以后再来学习。总之，这个假定对于入门级玩家来说，还是很适用的。

推而广之

　　在珠江三角洲的朋友可以使用香港天文台的雷达资料（http://www.weather.gov.hk/wxinfo/radars/radar.htm），而在其他地区的朋友使用国家气象中心的雷达数据汇总（http://www.nmc.gov.cn/publish/radar/beijing.htm）或是中国天气网的天气雷达页面（
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