天气指瞬时或一定时段内风、云、降水、温度、气压等气象要素的综合状况，是地球大 气中连续进行的各种物理过程的综合。天气变化是大气运动造成的。一地的天气变化与全球 大气状态的变化密切相关，是时间和空间的整体。
　　　　新中国建立后，黑龙江省的天气预报技术方法的演变和发展，大体分为四个阶段。第一 阶段(1953～1958年)主要技术手段是天气图方法。利用自绘天气图点绘和各种辅助预报图表 制作短期天气预报。第二阶段(1958～1969年)为天气预报改革时期，从单一的短期预报发展 到短、中、长期天气预报。其间因过分夸大“土、洋结合以土为主，图、资、群结合以群为 主，大、中、小结合以小为主”的作用，阻碍了预报技术方法的发展。第三个阶段(1970～1979 年)为引用数理统计预报技术方法时期。在使用天气图方法的同时，统计分析天气过程、环流 模型，建立各种时度的预报方程，促进天气预报技术向客观化、定量化发展。第四个阶段(1 980年起)是天气预报技术发展时期。随着全省气象业务现代化建设的发展，气象传真机、电 子计算机的应用，促使天气预报技术向现代化的方向发展。
　　　　一、短期天气预报技术
　　　　(一)天气图预报方法
　　　　以天气图及其它辅助图表为工具，根据天气学原理分析大气物理状况和特性，合理推断 未来天气形势和有关气象要素变化的过程，即为天气图预报方法。自1820年世界上第一幅历 史天气图诞生以来(1856年正式投入使用)，这种方法一直是气象台站制作短期天气预报的主 要方法之一。
　　　　根据不同要求和目的，有多种类别的天气图，主要的是地面天气图和高空天气图。地面 天气图上填有同一时刻各地实测的，依据规定的天气符号(3—2—2)代表的海平面气压、气温、 露点、云状、云量、能见度、风向、风速、现在天气、过去天气等天气要素实况。高空天气 图填写有关层次依据规定换算成数字的高度、温度、风向、风速等气象要素。此外，还有辅 助天气图、空间垂直剖面天气图、温度对数压力图、高空风分析图等。
　　　　天气图预报方法的理论基础是天气学原理。预报员依据图上气压值描出等压线、等高线 和等温线，显示出地面至空间天气系统及其天气形势的分布，利用外推法、变压法或持续性 法，从分析天气图上各种天气系统过去位移和强度入手，运用有关辅助图表资料，结合预报 员的实践经验，推断未来天气变化趋势，作出具体的降水、气温、风等气象要素的预报。目 前，天气图反应的物理图象日益与天气动力学、统计学相结合，从而对台风、暴雨、寒潮、 大风等灾害性天气进行诊断分析预报。天气图预报方法的基础理论已从50年代的气旋反气旋 理论、平流动力理论、锋面学说、涡度理论、大气环流理论等，发展到用数学方程，采用电 子计算机数值模拟、直接绘制未来的天气形势预报图。
　　　　省气象台从1955年开始，每天绘制2张东亚地面天气图。1954年增加850百帕，700百帕标 准等压面点绘图。至1958年，省气象台绘制的高空、地面自绘、点绘天气图达到13张，天气 图预报工具基本走上正规。1965年至1976年，受“文化大革命”影响，天气图减少至5张。1977 年起恢复至9张。1985年使用传真机后，取消了20时500百帕欧亚高空天气图。
　　　　(二)数值天气预报
　　　　大气运动所遵循的基本定律有动量变化定律(牛顿第二定律)、质量守恒定律和热力学第 一定律。数值天气预报即在给定的初始条件和边界条件下，通过积分描述这些定律的流体力 学——热力学方程组得到未来时刻的气象要素分布。此预报方法50年代初在美国兴起，并以 它强大的生命力逐渐占领天气预报领域，至80年代已成为公认的具有雄厚理论基础和发展前 景的预报方法。
　　　　1982年初，省气象台接收500百帕和700百帕高度场形势预报图。1983年下半年引进16个 物理量场预报及海平面气压场预报图，结合分析和预报实践中积累的经验，在短期预报中应 用。
　　　　(三)物理量诊断分析方法
　　　　1976年引进。将与降水有关的物理量，如与天气过程有关的动力因子，有散度(单位时间 里由于风速在水平方向的分布不均所造成的单位面积的相对变率)、涡度(描述空气微团旋转 特征的物理量)、垂直速度(空气微团在垂直方向上的移动速度)等，与天气过程有关的水汽条 件的因子有水汽通量(水汽输送量)、水汽通量散度(水汽在某处集中或辐散的量)、850百帕、 700百帕及500百帕三层温度露点差之和(表征大气中下层空气距饱合程度的物理量)等，与天 气有关的热力因子有假相当位温(判断空气团暖湿程度的物理量)、850百帕与500百帕温度平 流之差(温度平流的垂直分布，即表示冷暖空气在垂直方向上的相互穿插的物理量)等等加以 计算、分析。计算这些与降水有关的物理量，结合天气过程进行综合分析，以加深对天气过 程的物理实质的理解。物理量诊断分析具有一定的科学依据、物理意义明确的优点，对分析 降水成因、寻找降水预报的着眼点方面有较大的帮助，在日常预报中，动力学方法与天气图 方法的结合，开阔了预报员思路。
　　　　(四)“湿有效能量”预报方法
　　　　1984年引进区域性暴雨的预报方法。大气中各种天气系统的孕育、产生、发展和消亡、 均伴随着大气能量的转换过程，各种天气现象的发生发展也都与大气动能有着直接的联系。 大气动能唯一的来源就是湿有效位能，它是一个表征水汽、大气层结以及能量转换的温湿特 征量。研究湿有效位能在暴雨过程中的转换与平衡，有助于进一步了解暴雨发生发展的机制 和本质。
　　　　利用单位体积气块所具有的湿有效位能Amk能直观的表示湿有效位能在各层的分布，通过 对700百帕(低层)Amk的形势场分析，配合环流形势演变特点，找出产生省内区域性大——暴 雨的前期特征，可以提前为预报暴雨提供一个较好的信息和具体判别依据及预报着眼点。
　　　　(五)模式输出统计预报方法
　　　　MOS预报是一种动力统计预报方法，是根据数值预报的形势场和物理量与预报要素的同时 关系建立的预报方法。MOS是英文Model output Statistics的简称。
　　　　省气象台于1984年应用日本数值预报产品制作了哈尔滨市单站晴雨的MOS预报和区域降水 MOS预报方法。1985年开始投入了日常业务试用，并根据预报效果不断改进预报方程，努力使 预报向客观化、定量化方向迈进。
　　　　(六)天气预报专家系统的运用
　　　　专家系统是人工智能领域的一个重要分支，气象预报专家系统是人工智能和计算机模拟 技术在气象预报上的应用，它是通过电子计算机对人脑分析制作天气预报的思维推理过程的 模拟和扩展，专家系统是实现客观综合分析、判断技术的一种有效途径，气象预报专家系统 可促进预报经验的系统化、客观化，而且可以将多个气象专家的预报经验融为一体，增强思 考问题的全面性，能作出相当于专家水平的天气预报。1983年中国在开发应用气象专家系统 方面得到迅速发展。
　　　　1984年黑龙江省开始引进气象预报专家系统，1985年由黑龙江省气象科研所和绥化地区 气象局分别建立了“三江平原连阴雨预报专家系统”和“绥化地区降水预报专家系统”。1985 年底，黑龙江省参加了国家卫星中心牵头的预报专家系统协作组，引进了LISP语言的专家系 统外壳，并在长城机上推广使用，且在日常预报业务中取得较好的效果。
　　　　二、短时天气预报技术
　　　　中小尺度的强对流天气系统，由于其范围小、强度大、生命史短暂，难以用常规的观测 网和预报工具及时发现、追踪和准确预报，时效在6小时之内的短时天气预报方法就是为解决 这一问题所提出的一种特殊预报。主要用加密观测网点以及天气雷达、气象卫星等探测工具， 对中小尺度天气系统进行连续追踪，用外推法作出预报，并用快速传递的通讯设备，把预报 信息及时通知用户，以便在灾害性天气来临前1～3个小时做好预防。
　　　　1972年起，省气象台开始接收卫星云图资料。1973年省气象台天气雷达投入业务运行。
　　　　1981年起省台开始开展短时天气预报业务，利用雷达监测台风、暴雨、冰雹及龙卷风等 强对流天气，跟踪层状云、对流云降水回波，为预报员提供降水位置、移动方向、及演变趋 势，对中小尺度强对流天气过程进行分析判断，弥补气象站点稀疏的不足。
　　　　齐齐哈尔、伊春、绥化、牡丹江、佳木斯地区陆续增设了天气雷达，逐步形成了以天气 雷达、卫星监测为主体，全省气象观测站网为基础的全省中小尺度强对流天气联防网络。
　　　　1985年，省气象台711型雷达换型为713型天气雷达。
　　　　三、中期天气预报技术
　　　　黑龙江省气象部门从50年代后期开始制作中期天气预报，大致经历了自然天气周期预报 方法、环流分型预报方法、资料模式预报方法、旬候平均图相似预报方法、超长波和长波预 报方法至数值预报产品释用预报方法的演变。
　　　　(一)自然天气周期预报
　　　　1958年起，黑龙江省气象台开始制作3～5天中期天气预报，主要采用苏联牟尔坦诺夫斯 基的自然天气周期预报方法，对逐日天气图形势划分天气周期，根据同一类天气周期内系统 的移动、演变和天气过程具有相似性，周期内头两天“周期趋势期”天气形势具有准持续性， 相邻两周期间形势转换、变化不超过两天等规律，采用地面和高空天气图、周期综合动态图、 趋势期变高图、等高线演变图等图表进行自然天气周期预报。在实际应用中，发现这种预报 方法不太适用于中、低纬度地区。同时，存在周期划分没有客观标准，周期趋势期不好确定 等缺点，因此作出预报效果不佳。
　　　　(二)环流分型预报
　　　　60年代初，在全国推广四川省环流分型模式配套方法。黑龙江省气象台结合短期预报经 验完成了本省10个环流型的划定工作，并初步找出各型持续、转换的参考指标，于1961年7月 20日起，每周一、三、五以电码型式向省内各地、市气象台发布“环流型及雨型预报”。地 区气象台和县气象站按省台划分的环流模式分别建立本地的中期降水预报模式，层层配套制 作中期天气预报。
　　　　(三)资料模式预报
　　　　1965年气象部门贯彻“天气预报大、中、小结合以小为主，长、中、短结合以中为主， 图、资、群结合以群为主”的技术方针，黑龙江省气象台将天气预报重点放在中期灾害性天 气上。首先对春季大风和夏季暴雨天气过程进行模索，点绘了所选取代表站的逐日气象要素 曲线，以群众经验为线索建立了资料预报模式。
　　　　由于忽视了大气变化复杂的物理过程，单纯依靠温、压、湿曲线演变制作天气预报，天 气学意义不明确，成功率仍不高。在天气预报技术方法和政策上的失误，使我国天气预报业 务与国际先进水平差距越来越大，此种状况持续到1969年。
　　　　(四)旬候平均图环流型相似预报
　　　　1969年起应用旬候平均图环流型相似预报方法，即依据旬候平均图的相似程度和降水量 分布的不同，划分多雨、少雨等各种类型，以近期的旬候平均图与历史上的各种类型旬、候 平均图相对照，选出最佳相似制作中期天气预报。降水趋势预报，还采用将影响黑龙江省降 水的主要天气系统产生的地理位置划分几个关键区，按旬、候高度距平的不同和降水的多少 绘成点聚图，分析制作旬、候的降水趋势预报。
　　　　(五)超长波和长波系统预报
　　　　天气的变化是伴随着超长波和长波的调整而产生的。1973年开始，省气象台利用北半球 500百帕形势图和100百帕形势图，根据欧亚主要长波槽、脊和锋区位置、强度的不同，分别 建立了春季回暖、夏季连阴雨、少雨等天气过程档案。1978年以后，中期天气预报重点研究 放在超长波高压脊与本省降水的关系。结合采用天气形势与谐波分析方法，建立了春、夏季 较大降水天气过程的天气和统计结合的预报方法。超长波和长波系统预报方法的使用，使本 省灾害性、关键性、转折性天气的预报准确率大大提高。
　　　　(六)数值预报产品释用
　　　　70年代末到80年代初，随着电子计算机技术的迅速发展，建立在天气、动力、热力学理 论基础上的数值天气预报开始应用到实际预报业务之中。全省各级台站充分利用欧洲、日本 数值预报提供的资料和天气形势预报，应用波谱分析方法、MOS预报方法、PPM预报方法等与 天气学预报方法结合，使中期天气预报在客观、定量、自动化方面大大向前迈进。
　　　　四、长期天气预报技术
　　　　长期天气预报是指10天以上、月、季、年等较长时间内平均天气状况及旱、涝、冷、暖 总趋势预报。长期天气预报只能从较大的环流背景条件下，估计其相对于气候状态的偏差， 提出相对于正常值的偏差状况等。由于预报时效长，对国民经济各个部门，特别是农业、水 利、交通运输、林业、商业等部门尤为重要。同时，它已逐渐成为政府机关科学安排各部门 工作不可缺少的重要依据之一。新中国成立以后，黑龙江省长期天气预报技术发展变化较大， 大致经历了以下发展过程。
　　　　(一)天气气候学方法
　　　　50年代初期，长期天气预报主要以单站气象要素的历史演变的气候特征来外推未来变化 趋势，其方法简易。在分析了气候的持续性、相似性、周期性之后，外推未来天气的可能性。 主要缺点是预报结论依赖于预报员的经验和主观判断，不够客观准确。60年代，各级气象台 站广泛开展了以群众经验和天气谚语为线索，用气象观测资料与经验相对照，寻找具体的预 报指标，制成各种预报图表，根据当地气候特征制作长期天气预报。但是由于这种方法片面 强调了以群众经验为主，忽视了影响长期天气过程的物理机制，因而预报效果并不理想。从 苏联引进的大气韵律活动分析方法，虽然对大气韵律活动的物理原因在理论上还没有得到完 全合理的解释，一些韵律规律本身存在着随时间变化不稳定的问题，但在实际使用中确有一 定的效果，且方法简便，一直是各级气象台站一个常规预报工具。70年代以后，在分析要素 历史演变规律的基础上，重点分析气候背景，在大气的气候背景条件下，根据其演变规律外 推未来天气趋势。
　　　　(二)统计预报方法
　　　　统计是长期天气预报工作的基础。进入70年代，大量开展了数理统计预报工作。从单相 关统计、点聚图等简单统计分析，发展到周期分析、回归分析、时间序列分析、统计相似分 析、正交展开、多层递阶、聚类分析、谐波分析、距平图分析等，进行多种数理统计分析预 报。由于统计预报方法中预报因子与预报员之间的内在物理关系不够清楚，统计关系不稳定， 致使预报准确率不够稳定。
　　　　(三)气环流与长期天气预报
　　　　70年代开始，全省气象台站开始对大气环流演变规律进行分析，从中寻找导致黑龙江省 天气变化的直接物理因素，用以制作长期天气预报。对北半球500百帕高度月距平场作两个月、 3个月、5个月、12个月的滑动平均图，在环流分析的基础上，寻找对黑龙江省的常规天气及 灾害性天气有直接影响的关键环流因子。同时对主要的环流特征量，如极涡中心强度及位置 、西北太平洋副热带高压的特征量、东亚大槽强度及位置、亚欧地区和亚洲地区的经、纬向 环流指数等特征量的演变进行分析，归纳分析影响黑龙江省春夏秋冬各季气温、降雨量的大 气环流背景特征。
　　　　70年代末，开始对100百帕高度距平进行分析，通过相关普查，寻找出了对黑龙江省8月 份温度关系比较好的相关区，实际预报效果很好。
　　　　(四)海气相互作用与长期天气预报
　　　　大气环流演变是影响长期天气的直接物理因素，而海洋洋面及海底的水温变化则是影响 长期天气的间接因素。80年代初，利用赤道太平洋冷水区的海表温度演变曲线发现异常增温 时(即厄尼诺事件发生时)，黑龙江省夏季将出现低温，成为对夏季低温冷害年预报的一个重 要依据。
　　　　(五)太阳活动与长期天气预报
　　　　与海水表面温度相似，太阳活动也是影响长期天气的间接因素。太阳黑子活动有准20年 的周期变化，当出现相对的峰值和谷值年的前一年，当年或后一年，黑龙江省夏季易发生低 温。
　　　　在长期天气预报制作中，除考虑本地气候统计规律外，还在预报中大量地引进环流场及 下垫面状况的异常变化等物理因子建立统计预报方程，同时运用环流模型和特征，环流场的 关键区、环流指数、海温场特征、海温指数、太阳黑子相对数等直接和间接的物理因子进行 相关分析，使黑龙江省的长期天气预报方法研究日趋完善。