师：同学们，欢迎来到科学课堂。今天邀请了何啸奇和王洋两位同学与我们共同学习。请准备好纸和笔，端正坐姿，开始今天的学习。前几节课我们学习了观察天气和制作天气日历。现在，请结合今天的天气情况，完成这张天气日历。开始吧。
师：好了，大家都完成了吗？接下来我们玩个小游戏——“我是小小播报员”。请模仿天气预报员，预报你制作的天气日历。我们先看看何啸奇同学的完成情况。
生：观众朋友们，大家好。今天是2021年11月20日，我是小小天气播报员何啸奇。气象部门预计，今天我市天气多云转晴，西北风微风，气温最高在15摄氏度左右，最低在7摄氏度左右。气温较低，请各位小朋友适当增添衣物。今天的天气预报就到这里，再见。
师：屏幕前的你也试试吧。老师带来一张安徽省安庆市的天气预报图，请仔细观察，找一找图中包含哪些天气信息？我们来听听何啸奇和王洋同学找到了哪些。
生：老师，这张天气预报图中包含温度、体感、风向、风力、气压、湿度、日出时间和日落时间。
生：老师，我来补充。这张天气预报图中还包含接下来一周的天气情况。
师：屏幕前的你都找到了这些天气信息吗？你还找到了哪些，请记录下来。那么，天气预报是怎么制作出来的呢？天气预报的制作有五个过程：一、数据收集；二、数值天气预报；三、气象员做出预报；四、天气会商；五、发布天气预报。这么多气象信息，气象局是怎么收集数据的呢？我们一起看看。数据收集是由分布在全球各地的气象雷达、气象卫星、氦空气球和地面观测站等观测仪器，收集最新的观测数据，为制作天气预报提供依据。我们一样一样来看这些数据收集的“好帮手”。首先是气象雷达，它向空中主动发射电磁波，遇到降水粒子会部分被反射回来，通过一定的计算方法，便可获知降水粒子的密度及直径大小，从而间接地推算出降雨的区域范围、强度、移动方向和速度等。我们来看一张气象雷达反馈回来的气象回波图。大家看，这张图色彩斑斓，每种颜色代表什么意思呢？一般而言，蓝色回波对应的区域表示当地被降水云系笼罩，但尚未出现降雨；绿色回波覆盖的区域代表当地正下着绵绵细雨；黄色到红色回波覆盖的区域中有中到大雨；而紫色区域降水强度最大，多数为暴雨甚至大暴雨，并且往往预示着雷电、大风甚至冰雹等剧烈天气。来考考大家，老师把这样一块区域放大了，大家仔细看看，这块放大区域中的清远市、惠州市和佛山市此时此刻正处于什么天气？
生：清远市处于蓝域，说明暂时并未出现降雨；惠州市处于绿域，代表当地现在正下着蒙蒙细雨；佛山市处于黄色到红域，代表当地现在正下着中到大雨。
师：屏幕前的你都答对了吗？数据收集的第二样“好帮手”是气象卫星。气象卫星带有各种气象遥感仪器，能够接收和测量地球和大气层的可见光、红外和微波的辐射，并将它们转换成电信号发送回地面。应用系统对卫星送回的原始观测信息进行计算和处理后，得出各种气象信息资料。气象卫星一般反馈回来的信息图有红外云图和可见光云图。
师：数据收集的第三样“好帮手”是探空气球。探空气球主要用于把无线电探空仪器携带到空中，以便对温度、气压、湿度和风等要素进行探测。探空气球有圆形、梨形等不同形状，球重300 - 1500克，升到一定高度就会自爆。它通过充入适量的氢气或氦气，可达到离地面30 - 40千米的高空。气象站使用的常规探测气球一般速度为6 - 8米每秒，约上升到30千米高空后就会自行爆裂。探空气球是人类研究平流层的重要工具，在气象学发展和天气预报工作中起到了重要作用。它投资少、成本低、见效快、相对载重量较大、飞行时间长，携带仪器姿态稳定，观测数据集精密度高、用时短、灵活性大，释放也不受地域和气候因素的影响。但是，全球各地的探空员必须在同一时间放飞探空气球。大家都了解了吗？考大家几个问题：一、探空气球里一般充入的是什么气体？
生：一般充入的是适量的氢气或者氦气。
师：二、探空气球升空后去哪了？
生：大部分气球升到一定高度就自爆了。
师：三、全球的探空气球放飞时间统一吗？
生：是全球统一的。
师：气象局还建设了地面观测站，地面观测站里有许多地面观测仪器，我们挑几样来看一看。这是百叶箱，气象员会在百叶箱里放置温度计和湿度计，测量空气中的温度与湿度。这是雨量传感器，用来测量降雨量的多少。这是激光云高仪，用来测量云层的厚度与含水量。这是风塔，用来测量风的速度与方向。这些仪器测的数据多不多呀？有天上的、地上的，还有外太空的。那这么多的数据谁去处理呢？气象局有一台超级大的超级计算机，会对收集到的观测数据进行计算，生成数值天气预报，为气象员预测未来一定时间内的天气状况提供参考。我们就来看一看这个庞然大物吧。
师：数值预报是通过计算机求解描述大气运动的方程组，对未来天气进行模拟预测，它是一种定量的和客观的预报数值。数值天气预报的复杂之处在于：首先，需要建立一个能够较好地反映预报时段的数值预报模式，以及误差较小、计算稳定并相对运算较快的计算方法；其次，气象资料的获取利用了各种手段，并且存在一定的误差，因此必须恰当地对气象资料进行调整、处理和客观分析；第三，由于数值天气预报的计算数据非常大，很难用手工或者小型计算机去完成，因此必须要有大型的计算机。我国研发数值天气预报系统始于上世纪50年代，目前我国自主研发的Grips全球预报系统于2018年11月28日完成业务化评审，一套完整的Grips数值预报体系在我国建立，可以提供全球范围内的气象预报。