气象中心不间断地接收到由卫星和地面观测站发来的各种信息，通过计算机，在显示屏上不仅能展现全球大范围的大气密度连续变化图像和相关数据，而且还能显示出局部地区大气密度连续变化的图像和与之相对应的天气状况。这种计算机具有图像记忆、识别、学习、逻辑推理和自动纠错等能力，因而能够在很短时间内，根据当前观测到的大气密度变化的图像，找到过去与之相似的图像，再根据相似性原理，做出未来各个时段的天气预报。随着时间的推移，机内存储的图像资料越来越丰富，预报能力会逐步增强，预报时效也越来越长。这样做出的天气预报，自始至终没有人的介入，因此称得上真正的客观预报。那时，人们会发现，这项新的探测技术已经把气象科学从宏观世界引进微观世界，进而引发气象科学的一场革命。
随着科学技术的进步，这一理想终将能够实现。到那时，气象观测人员将不必再顶风冒雨、夜以继日地监视天空，气象预报人员也无须为报准天气而绞尽脑汁、费尽心思。他们将利用由计算机提供的各种气象产品，在多种交叉学科、边缘学科领域里展现自己的聪明才智，直接为社会各界服务。已有100年以上历史的天气图法和正处于发展阶段的数值天气预报方法，都将成为历史。
人类对大气层的探测，从萌芽时期的目测发展到成长时期的仪器观测，是一次历史性的飞跃；而大气遥感技术的兴起是气象科学的又一次飞跃。
在过去100多年里，大气探测由点到面，由地面到高空，逐步形成了以常规观测为基础，以气象卫星为骨干的全球观测系统。随着空间技术的发展，大气探测的研究范围也由地球大气逐渐扩展到宇宙空间和其他行星大气。气象科学的发展，使人们对大气运动规律的认识不断深化。但是，天气预报的准确率、预报的时效与人们的期望值之间，还存在着较大距离，气象科学还有较大的发展空间。历史经验告诉我们：要使气象科学产生新的飞跃，就需要一种全新的理念、全新的探测手段。21世纪，气象学家们面临的是一个历史性的发展机遇。
冰雹会给人类带来很大的危害，
有没有一种方法可以消除冰雹？2002年7月19日18时30分，鸡蛋大小的冰雹伴随着雷雨和狂风袭击了郑州市。突降的天灾持续不到半个小时，就使这座城市交通堵塞、中断，部分房屋倒塌，一些地区停水停电，大部分公共设施遭到破坏，农作物严重受损。在这次灾害性天气过程中，至少有17人死亡，伤者则难以计数。据统计，我国平均每年至少有13000平方千米农田，因遭受冰雹袭击而严重减产。
为了消除冰雹的危害，目前我国多用高射炮将装有碘化银的炮弹送入冰雹云中，利用炮弹爆炸时产生的冲击波。触发云中过冷却水滴冻结，使冰雹的雹核增多。在冰晶争食过冷却水滴的过程中，由于“僧多粥少”，雹云中只能形成小冰雹。小冰雹在下降过程中融化成雨滴，即使落到地面也不会形成雹灾。同时炮弹爆炸时散播大量人工冰核，形成大量冰晶并凝结成小雨滴，消耗了云中的水汽和能量，从而达到抑制冰雹形成的目的。但这种办法在地域上有很大的局限性，出于安全考虑，在航线和城市上空很难进行这种人工消雹作业。
那么，能不能想出更好的办法进行人工消雹呢？
通过长期观察发现，一般雷雨云的闪电都发生在云与地之间，被称为云地闪或竖闪。而冰雹云中闪电多发生在云与云之间，被称为云际闪或横闪。当闪电由横闪变为竖闪时，降雹现象就会终止。这说明只要设法使雹云中出现的横闪变为竖闪，积雨云降下的就会是雨而不是冰雹。那么，用什么办法能改变云中电场分布，使云地之间的竖闪形成，进而达到消雹的目的呢？
1969年11月14日，“阿波罗12号”宇宙飞船从肯尼迪航天中心发射升空。当时，发射场上空对流云中电场强度只有100伏/厘米，没有自然闪电。而形成闪电一般需要几千伏/厘米至10000伏/厘米的电场强度。可是110米长的火箭和它排出的500米长的尾烟，在云中先后两次触发了闪电。雷击造成火箭3个燃烧电池毁坏并导致一系列不正常现象发生。幸亏宇航员及时排除故障，才保证火箭按预定程序飞行，顺利登月。这次雷击事件给人们一个启示：在云与地之间的电场强度不很强的情况下，人为地给闪电提供一个通道，也能形成闪电。由于所产生的这种闪电是竖闪，因此用人工触发闪电的办法，能够影响云中电场的强度和分布，使冰雹云中的横闪变为竖闪，从而使降雹现象消失。
具体办法是：当冰雹云出现时，在地面用小火箭携带一根长1000余米的细导线，采用现代远距离操纵技术和遥控技术，立即向云中发射，促使云与地之间出现闪电，就能达到消雹目的。用这种办法消雹，目前仍处于试验阶段，若想获得成功，还需要不断总结、改进。
有没有一种方法，
可以将雷电拒于城市之外呢？在我们居住的这个星球上，平均每秒钟内约发生100次闪电。全世界每年由于雷害约损失10亿美元，雷击的伤亡人数每年在2万人以上。
目前的避雷途径大致有疏导、消散、隔离等几种。国外正在研制的“激光消雷装置”，技术先进，但体积大，造价昂贵。
现在，无论是避雷器还是消雷器都立足于防。这种被动的防御办法，使人类在雷电面前始终处于弱者的地位。那么，能不能采取以攻为守的策略，拒雷电于城市之外呢？
要使城市上空的雷电减少，最好的办法是先调查清楚积雨云移动的路径，然后在城郊上方雷雨云常经过的地方设立消雷站。消雷站就是在地势较高的地方，每隔一定距离竖立一根50米高的金属杆子，上端呈圆弧状，下端接地，像避雷针一样。这样，当雷雨云经过时，就会产生放电现象，使云与地之间的电场强度减弱。
另一种办法是：用无人驾驶飞机或将导弹发射到积雨云顶部，然后不断向云中投放降落伞，每个伞上都携带一团金属导线，金属线在一个小金属球的带动下向云底飞去。由于云顶带正电，云底带负电，这样就会在云中形成闪电，使云内电场分布发生变化，电场强度不断降低。云层电场强度降低了，云与地之间的电场强度自然也就随之降低，从而使云与地之间不会发生雷电现象。积雨云范围很大，为了确保消除云地之间发生雷电，可以同时采用与消雹相同的方法。即在积雨云出现时，不等发生闪电就立即向云中发射“消雷火箭”。火箭10支一组，各携带一根约1000米长的金属导线，当火箭进入云层后就会触发闪电。这样，通过向云层不同部位发射火箭，促使其不断放电，就能使云与地面之间的电场强度大大减弱。
上述消雷方法虽然在理论上讲得通，但在实践过程中不可避免地会遇到这样或那样的问题，只有经过反复试验、不断总结，才有可能获得成功。
人们是如何防止霜冻的？
在寒冷晴朗微风的夜晚，当地面温度降到0℃以下时，某些农作物、花卉体内会结冰而遭受霜冻之害。作物遭受霜冻就像人患了一场大病，严重的还会立即死亡。据估计，全世界受霜冻危害，每年损失约110亿美元。我国农业每年因霜冻造成大面积受灾的情况也时有发生。
长期以来，人们在大面积防霜冻时多采用熏烟法。人工制造的烟幕如同云雾一样，可以阻挡地面散热而达到保温目的，但这样会使空气受到严重污染。另一种常用办法是灌溉法。利用水热容量大的特性，提高和保持土壤温度，避免霜冻危害。也有采取覆盖法的。在黄昏时分，用草席、牛皮纸、黑色塑料薄膜等把作物覆盖起来，可以有效地贮存土壤中的热量。但是，这些办法不是成本太高，就是效果欠佳。因此，每年秋季到翌年春季，预防霜冻就成了农民特别是菜农、花农和果农考虑的问题。
人们很早就发现，各种植物对低温有着不同的忍耐程度。许多植物能忍受远远低于0℃的低温而不会被冻死。研究发现：完全纯净的水在低于—40℃时才结冰，而自然界中的水在0℃时就结冰了。这是因为自然界的水中不但含有矿物质微粒，而且还生存有能够促使水结冰的“冰核细菌”。
那么，这些“冰核细菌”是怎样促使水结冰的呢？原来，在这些“冰核细菌”的细胞表面，有一种能形成冰晶核心的特殊的磷脂蛋白。“冰核细菌”的这一特性，可使植物的原生质发生冰冻，从而破坏植物组织的水分供应，导致植物细胞死亡，而“冰核细菌”就从这些死亡细胞中取得营养。最初，有人用杀菌农药来杀死这些“冰核细菌”。但用这种农药成本太高，还会使环境受到污染，无法推广。科学家发现，有一种叫“噬菌体”的病毒，能在植物上形成保护层，有选择地专门杀死“冰核细菌”。试验证明：这种“噬菌体”病毒可在—5℃时防止植物表面结冰，从而使作物在初霜期或终霜期免遭霜冻危害。
这项技术操作方便，只要在手动喷雾器内或灌溉喷水系统中加入一些含有“噬菌体”病毒的药物，用喷雾器将其喷在植物上，这些“噬菌体”病毒就会像一只只微型蚊子吸附在细菌身上，把自己的基因物质注入到细菌体内。这些基因物质能在90分钟时间里，在细菌内复制出许多新的“噬菌体”病毒。这样，受侵细菌因膨胀而破裂，并释放出新生的自然“噬菌体”；后者又入侵其他细菌，使“冰核细菌”像患了急性致命传染病一样成批地死亡。因此，在防霜冻时，只要一点点药物就足以解决问题。
这种防霜冻的病毒不会使植物致病，对人体健康和环境也不会造成不利影响。那么，为什么直到现在仍没有得到推广应用呢？这是因为如果大规模地使用这种基因突变的微生物，有可能把“冰核细菌”从世界各个角落完全排挤掉，以致全球范围内自然界水的结冰温度都下降到—5℃甚至更低。这将对全球气候、生态变化带来难以估量的后果。因此，这项研究工作仍在继续进行之中，以寻找较为理想的方法，把可能产生的副作用减小到最低限度。
世界气候是否正在“恶化”？
未来气候的发展趋势又将如何？在过去的20多年里，全球气候出现了一系列的异常变化，灾害性天气频频发生，使世界上许多国家蒙受了巨大的损失。1998年，发生在我国的世纪大洪水，更是震惊全球，举世瞩目。人们不禁要问：世界气候是否正在“恶化”？未来气候的发展趋势又将如何？
气象学界认为，气候的冷暖、旱涝交替出现，乃是地球气候变迁史上的正常现象。20世纪70年代以来，世界气候尽管变化多端，但是其“变化幅度”尚未超过历史上的“极端纪录”，因而不能认为世界气候变化已经“恶化”。对未来气候的变化有着多种不同的看法，归纳起来主要有“变暖说”和“变冷说”两种截然对立的观点。“变暖说”认为影响21世纪气候变化的主要因素是人类活动，而“变冷说”则认为气候的自然变化周期将决定未来的气候。
“变暖说”又称“大气热污染说”。持这种观点的科学家，把研究重点放在大气中二氧化碳、甲烷和氟利昂等“温室气体”上。现在，全世界每年要消耗数十亿吨煤、石油等化石燃料。随着现代工业发展、人口激增、森林面积减少，以及城市过度开发，许多大城市所释放的热量，已经接近或超过地表面所接受的太阳热能，成为支配城市气候的第二热源。同时，成千上万吨的尘埃和有害气体不断飞向蓝天，使大气成分发生了巨大变化。其中有许多是起冰核作用的凝结核，从而导致城区雾、云和降水明显增多。此外，大气成分变化，也能改变陆地热量的分布状况。科学家认为：随着全球环境污染日趋严重，大气中二氧化碳等温室气体的含量成倍增长，到21世纪中叶，中纬度地区平均气温将上升2℃~4℃，两极地区平均气温将上升6℃~10℃。气候变暖将持续50~100年，从而导致两极冰雪消融，海平面上升，沿海地区被淹，全球灾害性天气增多，沙漠扩展，人畜疾病流行，植物病虫害增多。
“变冷说”又称“小冰河期说”。科学家通过对南极和格陵兰的冰芯、中国黄土高原、深海沉积纪录的研究发现，全球气候环境变化存在一个以10万年为周期的冷期—暖期—冷期的循环。在这个周期中，暖期一般持续1万年左右。从变化速率上看，从冷期向暖期的变化较快，而从暖期向冷期的变化较慢。变暖的速率是变冷速率的3倍。气候变暖时是直线攀升，而气候变冷时则是波浪式下降。目前，地球气候已经进入“气象异常的多发期”。在气候环境的大转折时期，会出现十几年气温大幅度上升，而紧跟其后的是十几年气温大幅度下降。持“变冷”观点的科学家认为：地球所处的暖期已有1万多年，当今地球气候正处于大的转型期，全球气候环境正在发生大的变化。以10年计的短周期气候变化幅度将明显增大，灾害性天气也将随之增多，低温期有可能在十几年的高温期后降临。从气候变化的自然周期看，未来气候应该是变冷。到21世纪30年代，地球气温将降低到18世纪80年代的状况，即地球将进入“小冰河期”。我国太湖、鄱阳湖、洞庭湖、汉水、淮河将出现结冰现象。
未来气候究竟是变暖还是变冷？气候变化将会给整个地球生物界带来什么样的影响？围绕这些问题的争论还将继续下去，然而正确答案只能有一个，它将直接影响世界各国的能源政策。因此，这项研究工作具有极高的社会价值。
