氣象業(yè)務(wù)自動化2012-第三講

1、2022-7-31上節(jié)課作業(yè)上節(jié)課作業(yè) （1）繪制一張地面觀測圖： 把自己的家鄉(xiāng)設(shè)為地圖中心，地圖上高亮顯示自己的家鄉(xiāng) 選擇合適的投影與地圖，并截取合適的區(qū)域 地面觀測（顯示級別為4） 24hr降水大于10mm的站點（既要站點數(shù)據(jù)也要填充圖） 不許用默認顏色，加粗顯示河流與國界 漂亮，簡潔 （2）定義一個綜合圖： 850hPa天氣圖（添加你認為必要的氣象場） 把一張綜合圖圖片以及相應(yīng)的綜合圖文件發(fā)送給我。上節(jié)課作業(yè)點評 收到作業(yè)85份，另有一位同學(xué)請假。 作業(yè)完成質(zhì)量較高 要素不全 未按照要求寫 如何單省突出顯示 投影方式不恰當(dāng) 沒有經(jīng)緯度（經(jīng)緯度間隔不合適） 站點沒有分級顯示底圖顏色太重，氣

2、象信息不明混淆（比如在850mb填降水資料）降水的填充顏色與背景的顏色無法區(qū)分地面觀測禪鐸-地面圖禪鐸-850 mb孫凱楊蘇豐張煒月 地面觀測資料顯示地面觀測資料顯示常規(guī)地面觀測資料顯示（第一類數(shù)據(jù)）常規(guī)地面觀測資料顯示（第一類數(shù)據(jù)）自動站資料顯示自動站資料顯示單要素地面觀測資料顯示（第三類數(shù)據(jù)）單要素地面觀測資料顯示（第三類數(shù)據(jù)）臺風(fēng)路徑顯示臺風(fēng)路徑顯示v 要素顯示設(shè)置要素顯示設(shè)置 屬性窗口-填圖要素設(shè)置plotconfig 單擊右鍵：顯示(綠色)/隱藏(紅色) 雙擊左鍵出現(xiàn)顏色選擇框，可改變要素填圖符號或顏色v 三線圖顯示三線圖顯示 屬性窗口-地面三線圖(true)，點擊站點v 資料統(tǒng)計資

3、料統(tǒng)計 選擇統(tǒng)計閾值，顯示符合條件的站點數(shù)；可以分省統(tǒng)計v 變化場計算（變溫、變壓等）變化場計算（變溫、變壓等）v 監(jiān)視、顯隱設(shè)置等監(jiān)視、顯隱設(shè)置等常規(guī)地面觀測資料顯示常規(guī)地面觀測資料顯示(第一類數(shù)據(jù)第一類數(shù)據(jù))c:MICAPS3modualsurfacesurface.ini字體設(shè)置 字體字號=Times New Roman,16pt符號大小=1.8顏色調(diào)整 站號=Black 氣壓=Navy 溫度=Black 隱現(xiàn)設(shè)置 站號 =False 氣壓 =True 溫度 =True 露點 =True分級顯示分級顯示=True自動分級顯示=True使用指定站點=specialSta.txt監(jiān)視設(shè)置顯示

4、大風(fēng) =False自動站資料顯示自動站資料顯示v 第一類數(shù)據(jù)格式的自動站數(shù)據(jù)顯示 自動站資料寫為第一類數(shù)據(jù)顯示時，需要在文件說明中包含“自動”字樣 在配置文件C:MICAPS3modualawsaws_zh.ini中設(shè)置v 自動站Z文件數(shù)據(jù)顯示 顯示為填圖，每次打開一個文件 如果需同時顯示多站點數(shù)據(jù)，需要將同一時刻的數(shù)據(jù)放在一個文件中v 目前自動站資料顯示和分析功能較弱，因此將來該部分功能會進一步開發(fā)識別字符串識別字符串=自動自動單要素地面觀測資料顯示（第三類數(shù)據(jù)單要素地面觀測資料顯示（第三類數(shù)據(jù)-p）v分析和顯示離散點數(shù)據(jù)（MICAPS第三類數(shù)據(jù)），在C:Micaps3modualdiscr

5、etediscrete.ini v屬性設(shè)置：閾值顯示、顯示變化、顯示統(tǒng)計、填值分級設(shè)置，設(shè)置分級字體大小和顏色、設(shè)置分析屬性和分析顯示 (填充或線條)、顯示小數(shù)位數(shù)、站點、站號顯示v基本設(shè)置： 顯示時間變化單要素地面觀測資料顯示（第三類數(shù)據(jù)單要素地面觀測資料顯示（第三類數(shù)據(jù)-p）v 基本設(shè)置：顯示統(tǒng)計窗口v 屬性-行政邊界填充(若一個行政區(qū)域內(nèi)有多個站點，則顯示最后一個站點的數(shù)據(jù))v 快速字體調(diào)整：快速字體調(diào)整：可以使用系統(tǒng)主窗口左側(cè)的字體大小和顏色按鈕快速修改快速修改該類數(shù)據(jù)填圖字體大小和顏色，如地面填圖、離散點填圖、高空填圖(只改字體大小)和格點數(shù)據(jù)填值字體(大小和顏色都可以改)等。v 分

6、析設(shè)置分析設(shè)置 分析方法（CRESSMAN） 分析范圍（自動、中國、自定義） 填色顯示 顯示分析線條 單要素地面觀測資料分析圖形制作單要素地面觀測資料分析圖形制作v E:MICAPS3modualdiscrete臺風(fēng)路徑顯示臺風(fēng)路徑顯示vMICAPS第7類數(shù)據(jù)，可以通過C:MICAPS3modualtctracktrack.ini設(shè)置顯示屬性v屬性窗口： 顯示屬性設(shè)置：設(shè)置臺風(fēng)路徑的顯示屬性，包括線寬、線顏色、標(biāo)注方式（時間、臺風(fēng)名稱或編號等）、風(fēng)圈顯示等 臺風(fēng)路徑動畫顯示：設(shè)置臺風(fēng)路徑動畫顯示，路徑動畫顯示時，從臺風(fēng)生成位置開始逐段繪制路徑，繪制完成后，停止動畫顯示。高空觀測資料顯示高空觀測

7、資料顯示高空觀測填圖高空觀測填圖TlogPTlogP探空時空剖面探空時空剖面AMDARAMDAR資料顯示資料顯示高空觀測填圖高空觀測填圖v 顯示高空觀測資料(MICAPS第2類數(shù)據(jù))，modualhighhigh.ini改變?nèi)笔傩栽O(shè)置v 可通過顯示設(shè)置窗口快速設(shè)置某些簡單屬性v 可通過屬性設(shè)置窗口詳細設(shè)置顯示屬性（更方便）HighPropertyHighProperty站點顏色站點顏色=Black溫度顏色溫度顏色=Red高度顏色高度顏色=Black露點顏色露點顏色=Black風(fēng)顏色風(fēng)顏色=Black隱藏溫度隱藏溫度=True隱藏高度隱藏高度=True隱藏溫度露點差隱藏溫度露點差=True隱藏

8、風(fēng)隱藏風(fēng)=True隱藏站號隱藏站號=False字體字體=宋體宋體,9.75pt符號大小符號大小=1.8線寬線寬=1探空熱力圖的種類探空熱力圖的種類v 能量圖（能量圖（Emaram, -lnP_t）v 斜溫圖（斜溫氣壓對數(shù)圖，斜溫圖（斜溫氣壓對數(shù)圖，SkewT_Logp）v 假絕熱圖（假絕熱圖（Stuve Diagram,-Pkd_T）v 溫熵圖（溫熵圖（ln(theta)_T）v 斜溫圖（斜溫氣壓對數(shù)圖，斜溫圖（斜溫氣壓對數(shù)圖，SkewT_Logp）v 面積正比于能量v 等溫線傾斜45度，且與絕熱線的交角幾乎等于90度，非常有利于業(yè)務(wù)工作（穩(wěn)定度分析）v 重要的等值線均為直線：等壓線與等溫線都

9、是直線但不不互相垂直，絕熱線略有彎曲，飽和混合比濕線也是直線v 氣象領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最廣泛斜溫圖上的線條斜溫圖上的線條等壓線干絕熱線等溫線濕絕熱線斜溫圖的線條斜溫圖的線條飽和混合比標(biāo)準(zhǔn)大氣厚度標(biāo)尺v 假絕熱圖（假絕熱圖（Stuve Diagram,-Pkd_T）v 面積不正比于能量，但是有系數(shù)校正表，可以用來計算能量v 等壓線、等溫線以及飽和混合比濕線都是直線，干絕熱線干絕熱線也是直線也是直線（有利于穩(wěn)定度分析，可以直觀地比較探空與干絕熱線的斜率）利用斜溫圖求各種氣象參數(shù)利用斜溫圖求各種氣象參數(shù)v 混合比：混合比：v 先找出氣壓與露點的交點，再找出經(jīng)過此點的飽和混合比線v 飽和混合比：飽和混合比：v

10、 先找出氣壓與自由大氣溫度的交點，再找出經(jīng)過此點的飽和混合比線v 相對濕度：相對濕度：v 水汽壓：水汽壓：v 先找到氣壓與露點氣壓與露點的交點，再由此點延等溫線上升或下降至622 hpa處，此交點所具有的飽和混合比值即為當(dāng)時環(huán)境的水汽壓v 飽和水汽壓：飽和水汽壓：v 先找到氣壓與自由大氣溫度氣壓與自由大氣溫度的交點，再由此點延等溫線上升或下降至622 hpa處，此交點所具有的飽和混合比值即為當(dāng)時環(huán)境的水汽壓v位溫：位溫：v氣壓與溫度的交點沿著干絕熱線上升或下降到1000 hpa標(biāo)準(zhǔn)氣壓面所具有的溫度熱力學(xué)圖解上的特征高度熱力學(xué)圖解上的特征高度v LCLv CCLv LFCPA，NAv ELv

11、EAL抬升凝結(jié)高度抬升凝結(jié)高度LCLv 意義：意義：當(dāng)空氣塊自地面受外力抬升并沿著干絕熱線上升而開始產(chǎn)生凝結(jié)的高度，其為動力作用動力作用所導(dǎo)致的凝結(jié)面。一般為層狀云云底的高度v 求法：求法：氣壓與露點的交點沿飽和混合比線上升，氣壓與溫度的交點沿著干絕熱線上升，兩者的交點即為LCL對流凝結(jié)高度對流凝結(jié)高度CCLv意義：意義：地球表面受到太陽輻射加熱使空氣塊產(chǎn)生上升運動，并造成凝結(jié)的高度。其為熱力作用熱力作用所導(dǎo)致的凝結(jié)高度。一般為積云云底高度。v求法：求法：露點與1000 hpa的交點沿著飽和混合比線上升或下降至與探空溫度曲線相交的高度，即為CCLv對流溫度：對流溫度：當(dāng)?shù)厍虮砻媸茌椛浼訜岷箝_始

12、形成對流時的地面溫度v求法：求法：由CCL沿著干絕熱線下降至地面時的溫度。自由對流高度自由對流高度LFCv 意義：意義：當(dāng)氣塊經(jīng)干絕熱線達到飽和，并沿著濕絕熱線上升過程中，當(dāng)氣塊比環(huán)境溫度暖時的高度，此時由于浮力作用可以自由上升而不需要借助外力。v 求法：求法：由LCL沿濕絕熱線上升至與探空溫度曲線相交的高度，即為LFCLCL,CCL,and LFCvCCL是由熱力作用所造成的，LCL則是由動力作用造成的vCCL與LCL與探空圖中的求取方式不同，因此正、負面積的求法亦不同，需看具體情況v理論上CCL的高度會高于LCL，當(dāng)?shù)孛嬷猎频诇囟冗f減率為干絕熱率時，兩者相同vLCL只要有水汽就會存在，但L

13、FC不一定，LFC的出現(xiàn)主要取決于氣塊水汽含量以及大氣的穩(wěn)定度情況負面積（負能區(qū)，負面積（負能區(qū)，Nositive Area，NA）v 定義：定義：氣塊沿著濕絕熱線上升，且溫度大于環(huán)境溫度，空氣塊能自由上升，此時濕絕熱線與層結(jié)曲線所圍的面積與空氣塊所釋放的的動能成正比，此面積稱之為正能區(qū)，它代表著氣塊在上升過程中所釋放出來的能量的大小，也就表示大氣所潛藏的不穩(wěn)定程度。v 求法：求法：v 1.因加熱作用所形成：（如太陽輻射）v 由CCL沿干絕熱線下降至地面，層結(jié)曲線與干絕熱線所圍的面積即為因加熱作用所導(dǎo)致的負能區(qū)v 2.因抬升作用所形成：（地形、鋒面、輻合）v 由地面沿干絕熱線上升至LCL，再從

14、LCl沿濕絕熱線至與層結(jié)曲線相交，此所圍的面積即為因抬升作用所導(dǎo)致的負能區(qū)抬升導(dǎo)致的正負能區(qū)平衡高度平衡高度EL與等面積高度與等面積高度EALv EL：高于環(huán)境溫度的空氣塊繼續(xù)上升，當(dāng)氣塊溫度再次與環(huán)境溫度相等時候的高度，即為EL,也稱中性浮力層LNB。在氣流過山時，此高度可視為山前云層之云頂高度v EAL：正面積與負面積相等時的高度，理論上的云頂高度v TlogP圖文件三種打開方式 菜單“高空觀測”- “TlogP”(最新) 工具欄按鈕“ 打開”中的文件直接打開方式 直接拖動最新TlogP文件到主窗口中v 顯示TlogP圖界面，確保屬性窗口 “顯示TlogP”屬性為trueTlogP圖圖v

15、TlogP圖顯示區(qū)還疊加顯示T-Td4濕度層(綠色)，縱坐標(biāo)可以顯示固定高度層及特殊高度層(如0，-20層)的位勢高度v 風(fēng)矢端圖窗口大小可以調(diào)整 v 風(fēng)速垂直分析圖顯隱：要與風(fēng)矢端圖配合分析，線段顏色風(fēng)速垂直分析圖顯隱：要與風(fēng)矢端圖配合分析，線段顏色表示的意義相同，能清楚顯示風(fēng)速大小隨高度的變化表示的意義相同，能清楚顯示風(fēng)速大小隨高度的變化v 輔助窗口顯隱輔助窗口顯隱 風(fēng)矢端圖：風(fēng)向刻度、風(fēng)矢端線、速度圈 物理量列表：單擊物理量名可以顯示多站物理量值v 交互窗口顯隱：交互窗口顯隱：對TlogP圖屬性設(shè)置、抬升方式選擇，或直接比較指定層，使結(jié)果更有針對性v 鼠標(biāo)浮動幫助窗口顯隱鼠標(biāo)浮動幫助窗口

16、顯隱v 物理量批量導(dǎo)出：物理量批量導(dǎo)出：將算出的物理量生成文本文件v TlogP圖片保存、復(fù)制按扭圖片保存、復(fù)制按扭v 特殊層次分析特殊層次分析 點擊工具條上的特殊層次分析或在顯示區(qū)域點擊鼠標(biāo)右鍵都可以顯示特殊層次分析菜單（右鍵菜單上還包含更多功能菜單）：顯示濕層、顯示不穩(wěn)定層、顯示下沉有效位能（600hPa開始）、顯示下沉有效位能（最小位溫開始）、顯示冰相層、顯示逆溫層。風(fēng)矢端圖的使用風(fēng)矢端圖的使用用法參考用法參考1、確定冷暖平流：紅線段-暖平流，藍線段-冷平流2、判斷大氣穩(wěn)定度：高冷低暖-不穩(wěn)定度增加-低層紅線高層藍線；還可以判斷不同方位上的不穩(wěn)定度3、判斷鋒面：1）看有無較大的熱成風(fēng)層次

17、，如有，則有可能有鋒區(qū)存在該層，也就是圖中小線段的長度 2）判明該層是冷平流還是暖平流，以確定是冷鋒還是暖鋒4、分析測站附近氣壓系統(tǒng)v 在圖上雙擊左鍵可以放大v 圓點為起始點v 紅線段（實線）表示風(fēng)向隨高度順時針旋轉(zhuǎn)為暖平流v 藍線段（虛線）表示風(fēng)向隨高度逆時針旋轉(zhuǎn)為冷平流v 線段顏色深淺表示層次高低，深色代表低層，淺色代表高層 v 單擊物理量名可以在地圖上顯示多站物理量值 物理量導(dǎo)出向?qū)锢砹繉?dǎo)出向?qū) 1、時段選擇v 2、選擇文件加入要處理的文件v 3、選擇存儲文件方式，如按站點或日期排列v 4、選擇橫坐標(biāo)排列方式v 5、選擇要處理的站點v 6、選擇要處理的物理量v 7、選擇目標(biāo)文件夾v

18、8、完成按扭-系統(tǒng)進行計算并按要求輸出數(shù)據(jù)大氣溫濕類Tg對流溫度TT總指數(shù)AA指數(shù)TQ整層比濕積分層結(jié)穩(wěn)定度類SI沙氏指數(shù)KK指數(shù)mK修正K指數(shù)DCI深對流指數(shù)IL條件對流穩(wěn)定度指數(shù)SLW斯拉維指標(biāo)Wd_D干靜力穩(wěn)定度Wd_L靜力能潛在穩(wěn)定度指標(biāo)Wd_S靜力能條件穩(wěn)定度指標(biāo)Wd_C靜力能對流穩(wěn)定度指標(biāo)Wd_P靜力能位勢穩(wěn)定度指標(biāo)BI對流穩(wěn)定度指數(shù)BIC最大對流穩(wěn)定度指數(shù)FaustFaust指數(shù)IC對流穩(wěn)定度指數(shù)ICCBarber對流不穩(wěn)定指數(shù)LIMax最大抬升指數(shù)JI杰弗遜指數(shù)TMJ修正杰弗遜指數(shù)TefferTeffer指數(shù)ChTTCharba總指數(shù)mK0Charba修正K指數(shù)Shr粗理查森數(shù)

19、切變Ls干暖蓋指數(shù)動力類w_cape對流加速度w_cin氣塊向上沖擊速度Wm最大上升氣流速度MDPI潛在下沖氣流指數(shù)VV大風(fēng)指數(shù)熱力動力類BRN粗RICHARSON數(shù)SWISS00瑞士雷暴指數(shù)1SWISS12瑞士雷暴指數(shù)2SWEAT強天氣威脅指數(shù)TQG通氣管參數(shù)SRH風(fēng)暴相對螺旋度Dm經(jīng)驗估計最大雹塊直徑能量指數(shù)類CAPE虛溫訂正對流有效位能CIN對流抑制能量GCAPE歸一化對流有效位能EHI能量螺旋度指數(shù)系統(tǒng)提供以下參數(shù)輸出K 指數(shù)：中低層穩(wěn)定度和濕度條件的綜合指標(biāo)指數(shù)：中低層穩(wěn)定度和濕度條件的綜合指標(biāo) 沙氏指數(shù)：氣層穩(wěn)定度指標(biāo)沙氏指數(shù)：氣層穩(wěn)定度指標(biāo)沙氏指數(shù)：沙氏指數(shù)： Si0穩(wěn)定,Si0

20、不穩(wěn)定 Si3不可能有雷雨,0Si3,可能有陣雨 -3Si0,可能有雷雨,-6Si-3,有強雷暴 K指數(shù)：指數(shù)： K20無雷雨, 20K35有局部雷雨 K35有成片雷雨 sese850-500850-5000 穩(wěn)定穩(wěn)定 sese850-500850-5000 不穩(wěn)定不穩(wěn)定探空資料報告探空資料報告v 單擊層結(jié)資料頁后可查看各站的層結(jié)資料報告v 包括了實況報文資料，各層比濕、飽和比濕、相對濕度、凝結(jié)函數(shù)、位溫、假相當(dāng)位溫、虛溫、靜力溫度等v 一些特殊層的資料，如TCL(抬升凝結(jié)高度)、ELC(平衡高度)、LFC(自由對流高度)、YDC(云頂高度)、CCL(對流凝結(jié)高度)、ZH(0度層高度)、-10

21、H(負10度高度)、-20H(負20度高度)等垂直物理量分析垂直物理量分析v 單擊垂直物理量頁后可進行垂直物理量分析v 垂直水汽分析、垂直位溫分析、靜力溫度分析、相對濕度分析、垂直凝結(jié)函數(shù)分布、假濕球溫度分布、能量線v 各物理量之間還可以進行比較分析。如當(dāng)比濕和飽和比濕線接近時說明相對濕度大，遠離時相對濕度小。當(dāng)垂直位溫圖的斜率呈負增長時氣塊不穩(wěn)定等 雷雨順能量線雷雨順能量線v 圖上畫出干靜力溫度線，濕靜力溫度線，飽和濕靜力溫度線，能量平衡高度v 圖中紅色區(qū)域為不穩(wěn)定能量，橫線區(qū)為啟動能量，斜線區(qū)為潛熱能，點線區(qū)為飽和能差v 當(dāng)pe點即能量平衡高度較高，或紅色區(qū)域（不穩(wěn)定能量）大時，易出現(xiàn)對流

22、天氣；v 當(dāng)潛熱能大，飽和能差小時，大氣接近飽和；v 當(dāng)T/P0（即圖中濕靜力溫度線隨高度增加減?。r，氣層不穩(wěn)定。當(dāng)不穩(wěn)定層次厚度較厚且飽和能差小時易出現(xiàn)對流和強降水天氣；v 啟動能量表征了要使?jié)撛诓环€(wěn)定能量變成現(xiàn)實有用的能量，外界應(yīng)提供的能量。啟動能量過大，則不易發(fā)生對流，過小則不利于積累不穩(wěn)定能量，只有適當(dāng)才最有利發(fā)生強對流。v 當(dāng)干靜力溫度線、濕靜力溫度線、飽和濕靜力溫度線三條線整體數(shù)值較偏右，也就是整體數(shù)值較大時，能量高，易出現(xiàn)不穩(wěn)定天氣；偏左時，能量低，不易出現(xiàn)不穩(wěn)定天氣。（具體使用可參考能量天氣學(xué)雷雨順著或天氣學(xué)原理及其方法（朱乾根主編）空間剖面圖空間剖面圖 打開探空數(shù)據(jù)文件（第5類數(shù)據(jù)），且屬性窗口中設(shè)置下的“顯示剖面窗口”屬性為“ture” 左鍵在主窗口單擊選擇剖面（選擇點數(shù)最多不超過20個），單擊右鍵結(jié)束選擇 可保存圖片時間剖面圖時間剖面圖 屬性窗口中設(shè)置下的“顯示時間剖面”屬性為“ture” 在彈出的時間剖面圖右側(cè)下方選擇時間段，然后點擊“繪制”按鈕 可保存圖片AMDAR資料顯示資料顯示v Aircr