DEPARTMENT OF ATMOSPHERIC SCIENCES

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世界上第一張即時天氣圖

發佈日期:2017 年 11 月 22 日 類別:科普文章


作者:王嘉琪老師

[2017/11/21] 發表於臉書

介紹過Brandes 畫的第一張天氣圖後,如果大家也去讀了weather map 這個條目,就會發現這個條目裡並沒有提到 Brandes曾畫出天氣圖,反而說是英國科學家Francis Galton於1861年發明的,這樣講其實也沒有錯,因為Francis Galton 於1861年畫的是「即時」的天氣圖,Brandes畫的則是hindcast(後報)。

事實上在Galton之前,約1850年,一位英國海軍中將Robert FitzRoy(後來成為英國氣象局長),就開始試著在一些軍艦上裝置氣象儀器來收集資料,並利用這些資料繪製海象圖,他發現每當氣壓下降時,天氣就會開始轉壞。到了1859年,FitzRoy已經在英國建立了大約15個氣象站,並設定好固定的觀測時間,再利用電報機把資料傳回來(難怪人家可以當局長,我們只能當小編)。在1860年時,FitzRoy開始嘗試發佈風暴警告(storm warning),其實他原本只針對劇烈天氣作預報,不過在1861年,於「泰晤士報」上刊登了第一次的天氣預報後,例行性的天氣預報就變成了常態,當時並沒有畫天氣圖,只有一些文字敘述。

我們來看看他們當時提供的天氣資訊有什麼(圖一)。由左欄開始是預報的城市、海平面氣壓(B)、溫度(E)、濕球溫度(M)、風向(D)、風級大小(F)、雲量(C)、天氣概況(I)、海面概況(S)。讓人覺得相當厲害的是當時已經知道要把氣壓修正到海平面,也考慮了溫度每上升10 F,會讓氣壓上升 0.03吋汞柱,因此還把氣壓根據海面溫度32 F也做了修正。

圖一、由左欄開始:預報的城市、海平面氣壓(B)、溫度(E)、濕球溫度(M)、風向(D)、風級大小(F)、雲量(C)、天氣概況(I)、海面概況(S)

FitzRoy登在報上的預報馬上引起了Francis Galton的注意,Galton 覺得,如果可以收集到更多觀測資料,應該可以預報得更精確,因此他從1861年10月開始先想辦法統一歐洲各地的觀測時間,還要解決資料測量誤差及搞定收集資料的流程,在這個過程中他還順便發現了反氣旋,anti-cyclone 這個字就是他發明的,看起來1861年他應該已經畫出天氣圖了,只是不知道為什麼沒有馬上公開發表,也許是因為刊登技術上有困難,後來他為了讓天氣圖能夠登在報上,改良了當時用來複製圖片的縮放儀(看連結動畫比較容易理解)。

最後,Galton 在1875年4/1 愚人節當天在「泰晤士報」上刊登了第一張在當時算是非常即時的天氣圖(圖的時間是1875/3/31),圖上標有氣壓變化的趨勢(虛線)、氣溫(數字)及風向(箭頭)還有簡單的天氣狀況描述(文字)。

從世界上第一張天氣圖,到第一張「即時」天氣圖,中間隔了60年,經歷了氣象儀器的改良、觀測時間的統一、克服資料傳輸的困難、製圖技術的改善等。回顧過這段歷史後,有沒有覺得天氣預報真是不簡單阿!

參考資料

http://www.galtoninstitute.org.uk/sir-francis-galton/meterology-and-heredity/

https://en.wikipedia.org/wiki/Weather_map#History