对大气运动规律的认识，以及如何制作天气预报，长期存在着两种基本观点，一种认为大气运动规律是确定的、不是随机的，只要气象台站网足够稠密、观测资料足够丰富，而且高山、沙漠、极地、海洋等地都有观测资料，根据热力学和动力学的原理，对大气运动的控制因子进行数学描写，在具体容量足够大、计算速度足够快的大型电子计算机的条件下，天气预报就可以报得准确。这就是所谓的流体力学数值预报法。另一种观点则认为大气运动规则是不确定的、随机的，即使观测资料足够丰富，也不能把大气运动过程完全描写出来，因而必须用概率统计方法预报未来天气出现的可能性。这就是所谓的概率统计预报法。

当前，上述两种方法都未能单独解决问题，而是在与其它方法配合下，取长补短，互补有无，进行实际预报的。由于我国所需天气预报的种类繁多，许多复杂的天气现象预报、局部天气预报，尤其是中长期天气预报，多靠统计方法来制作。这样，统计预报法显示了它的现时重要性。同时，随着统计预报法的发展，人们还有可能对大气运动统计规律的了解，进一步增进并加深对大气动力学规律的认识，促进了数值预报和天气学预报方法的发展。

概率统计预报法概述

概率统计预报法是利用统计数学建立天气预报的一种客观方法。它的基本做法是：在分析大量历史天气资料的基础上，应用统计数学的方法，概括出预报量（对象）和预报因子（依据）之间的统计关系，然后，利用求得的统计关系，根据已知的预报因子，求出预报量，做出某种天气现象的预报。

影响天气变化的因子是极其繁多的，任何一种天气变化，都会有相当多的可能因子与其关联。如何从这些大量的可能因子中挑选出主要的有效因子，便成了概率统计预报法的关键问题之一。这个问题只有在近代气象学对大范围天气过程的规律有所了解的前提下，人们才能够发现那些初步合理的可能因子，并且使用近代统计学的方法，借助电子计算机的快速运算性能，挑选出少数主要的有效因子。

统计预报法有一个发展的过程，20世纪閒年代以前，动力学数值预报法还没出现，统计预报法已经开始在实践中为人们所利用。远在天气图出现之前，我国劳动人民中间广泛流传的天气谚语，实际上就是前期天气征兆和后期天气表现之间统计关系的生动反映。本世纪初气象学者鉴于这种关系，根据天气学知识，利用前期的本地和外地观测资料，挑选预报因子（为数极少），建立统计预报关系，预报未来天气。这时的统计学方法常用多元回归的方法，用于制作短期天气预报。例如使用直接回归、事件概率回归、判别分析等方法，预报数小时和3天内的降水、机场雾、能见度、最高最低气温、局地风暴、晴空湍流和风浪等。

到50~60年代，由于探测资料的累积和天气动力学的发展，使预报人员有可能根据这些方面的最新成就，利用一切可能利用的观测资料，使用电子计算机从数百个可能因子中挑选一定数量的预报因子进行回归，通过比较，选出最好的预报关系式，确定指标，用于预报业务。这时的统计方法较符合概率统计的要求，它可不用前后期资料，而采用同时间大气环流形势和天气资料建立预报关系式，使用的预报因子也不限于直接观测的资料，还可采用间接得到的数据作为预报因子。使用的方法除多元回归外，还利用了概率统计学中的因子分析理论，提出气象要素场的经验多交函数分析和预报的方法；利用随机序列理论，提出时间序列预报的方法；以及其它诸如马尔可夫链、二阶矩过程、线性规划、统计决策等理论，用于天气分析和预报中。

60年代以后，尤其是近年来，人们开始在动力学预报模式中，增添统计学的部分，已经试着把天气预报的两种基本观点统一起来，从统计动力学的角度模拟气象场的特点，引导出统计动力学预报方程。目前，还处在环流试验阶段，未能在实践中广泛使用。

展 望

概率统计预报法可以从历史资料中概括出天气演变的统计学性质，并从中侧重找出现象间的联系。而且当现象间的偶然联系重复多次，捉住它作深入研究，人们还可能发现必然的东西。此外，它能利用少数气象台站的资料做出较大范围或较地区性的天气预报，在战时显得尤其重要。

有鉴于此，这种预报法已引起世界各国的重视，除我国已在组织力量大力开展外，美国已把它与其它新学科并列，要求学者们注意统计气象学的发展动态和新概念的引用；前苏联也在莫斯科、列宁格勒、新西伯利亚等地的气象部门开展了这项工作。

但是，概率统计法的物理学基础目前尚无一致的看法，在解决大气运动中的各种问题时，效果不理想。由于历史资料的局限性，预报因子和预报量之间的相关性，往往因气候的变化而变化，得不到预想的效果。因此，当前各国都在突出强调从物理条件上去寻找预报因子，这是一种很值得注意的新动向。

关于月球引力与天气的关系，过去气象学者们认为“其量甚微”（指气压月潮）而忽略。现在已广泛地为人们所注意。这方面的研究，国内外已有不少，有的已被列为“附加因子”应用于预报业务。

关于地震地质断裂带的综合地球物理效应（CGE）现在还处于“其量甚微”未被重视起来的状况，多数学者只停留在研究大气运动对地震的影响，而未能充分重视它对大气物理过程的影响。60年代以后，情况已有改变，在“地震可能引起气象变化”的设想中，探讨断裂带中孕震区地下放出的热能、电磁能、化学能，以及带热、带电等带有多种能量的物质流上升到地面，而造成低空大气物理、光电、化学等异常现象，即气象异常的问题。当前，在未弄清这种机制十分复杂的影响，即综合地球物理效应量级之前，唯有通过统计数学的有关分析方法，先找出断裂带有关部位与天气（譬如西藏逗点云系、锋生和气旋以及台风等等）的地点对应关系，像最初研究月球引力与天气的时间对应关系一样：如果相关性良好，人们就可在天气学的研究和实践中，在传统的流体力学之外，找到了大气与下垫面能量交换的新途径，为天气学开辟了新生面。由此，统计预报法在实践中也可得到新的生命力。