新任預(yù)報(bào)員培訓(xùn)班考試復(fù)習(xí)衛(wèi)星氣象應(yīng)用

1、第五部分 衛(wèi)星氣象應(yīng)用（楊云蕓）氣象衛(wèi)星探測(cè)原理；氣象衛(wèi)星圖像的識(shí)別；氣象衛(wèi)星圖像上的云和天氣系統(tǒng)第一章 氣象衛(wèi)星的探測(cè)原理一、了解近極地太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星（基本特點(diǎn)）和地球同步軌道氣象衛(wèi)星的（基本）特點(diǎn)及互補(bǔ)性當(dāng)衛(wèi)星選擇一定的軌道，則觀測(cè)范圍和區(qū)域就固定了。近極地太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星在固定軌道運(yùn)行，地球不停地自西向東旋轉(zhuǎn)，則衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)一圈的同時(shí)，地球也相應(yīng)地自西向東轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，從而使衛(wèi)星能周期的觀測(cè)到地球上的每一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的全球觀測(cè)。衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同，因此衛(wèi)星每天總是在相同的時(shí)刻經(jīng)過(guò)地球上同一地區(qū)的上空，也就是在每天相同的時(shí)刻出現(xiàn)在相同地區(qū)的相同方位上，這

2、樣的衛(wèi)星叫做地球同步衛(wèi)星。地球同步軌道氣象衛(wèi)星是為了連續(xù)觀測(cè)某一固定區(qū)域的天氣系統(tǒng)的形成和發(fā)展演變，特別是監(jiān)視暴雨，冰雹，臺(tái)風(fēng)，龍卷風(fēng)等災(zāi)害性的天氣以及熱帶洋面和高原地區(qū)等資料稀少地區(qū)的災(zāi)害性天氣。兩種衛(wèi)星資料的結(jié)合運(yùn)用，增加和豐富了觀測(cè)的內(nèi)容和范圍，突破了單種資料的某些局限性，改進(jìn)了天氣分析的準(zhǔn)確性，加深對(duì)各種天氣系統(tǒng)的理解。二、理解遙感、主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感的含義遙感：在一定距離之外，不直接接觸被測(cè)物體和有關(guān)物理現(xiàn)象，通過(guò)探測(cè)器接收來(lái)自被測(cè)物體（目標(biāo)物）反射或發(fā)射的電磁輻射信息，并對(duì)其進(jìn)行處理、分類和識(shí)別的一種技術(shù)。主動(dòng)遙感：儀器接受由本身發(fā)射然后經(jīng)被測(cè)物體反射、散射回來(lái)的電磁輻射，再根據(jù)儀

3、器接收到的反射、散射電磁輻射特征來(lái)識(shí)別和推斷目標(biāo)物的特征。被動(dòng)遙感：測(cè)量目標(biāo)物自己發(fā)射的電磁輻射或反射自然源（如太陽(yáng)輻射）發(fā)射的電磁輻射來(lái)推測(cè)目標(biāo)物特性，這種方式只需要能感應(yīng)電磁輻射的接收系統(tǒng)。三、了解電磁波譜及其劃分電磁輻射包括太陽(yáng)輻射、地球大氣的熱輻射和無(wú)線電輻射等，它的波長(zhǎng)范圍很廣，從10-10m的宇宙射線到1010m的無(wú)線電波。按電磁波的頻率或波長(zhǎng)將電磁波分為射線、X射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、微波等波段，它們都具有電磁波所固有的特性，同時(shí)由于波長(zhǎng)和頻率的不同，還表現(xiàn)有各自不同的特性（波譜參見(jiàn)圖3.1）。四、掌握基本輻射定律根據(jù)物體的吸收或發(fā)射能力，通常將物體分為黑體，灰體和選擇性輻

4、射體三類。黑體指某一物體在任何溫度下，對(duì)任意方向和任意波長(zhǎng)的吸收率或發(fā)射率都等于1?；殷w指物體的吸收率與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，且為小于1的常數(shù)。選擇性輻射體指物體的吸收率隨波長(zhǎng)而變。黑體輻射定律普朗克定律 式中 是黑體分譜輻射射出度（輻射通量密度），h是普朗克常數(shù)，k=1.3806-23J K是玻爾茲曼常數(shù)，c1=3.741810-16Wm2，c2=1.438810-2mK分別是第一和第二輻射常數(shù)。斯蒂芬-玻爾茲曼定律它表示了黑體的全波長(zhǎng)輻射本領(lǐng)與溫度的四次方成正比。其中，維恩位移定律式中為光譜輻射峰值波長(zhǎng)?？梢?jiàn)，當(dāng)黑體溫度升高時(shí)，最大輻射值朝短波方向移動(dòng)。（黑體輻射度與波長(zhǎng)的關(guān)系參見(jiàn)圖3.3）瑞利-金斯

5、輻射公式表明輻射與溫度呈線性關(guān)系。維恩公式五、了解太陽(yáng)和地球大氣系統(tǒng)輻射光譜太陽(yáng)的輻射輸出：太陽(yáng)發(fā)出的輻射強(qiáng)度為由日盤中心的最大值到邊緣處為最小，是由于外層溫度低，太陽(yáng)的溫度向外遞減的結(jié)果。太陽(yáng)向整個(gè)太陽(yáng)系發(fā)射從射線、X射線、紫外線、可見(jiàn)光、紅外到微波的寬廣的電磁譜段。（太陽(yáng)光譜能量參見(jiàn)p83表3.7）在大氣、陸地和海洋混合層，輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)、熱能、動(dòng)能，作為驅(qū)動(dòng)天氣和氣候的能力，同時(shí)以自身的溫度向宇宙發(fā)射紅外輻射。地氣系統(tǒng)的平均溫度為250K左右，發(fā)射的輻射光譜位于紅外譜段。六、了解吸收帶和大氣窗由于太陽(yáng)蒙氣和地球大氣的吸收和散射作用的結(jié)果，在地面觀測(cè)到的太陽(yáng)輻射光譜存在許多吸收暗線和帶，

6、這些吸收線和帶主要是由大氣中的臭氧、氧、水汽、二氧化碳、氮分子和氧、氮原子及大氣中的塵埃等物質(zhì)選擇性吸收造成的，此外含量很少的NO,N2O,CO,CH4也有弱的吸收。紫外吸收氧分子的紫外吸收光譜始于0.26m左右，一直延伸到很短的波長(zhǎng)。在0.26-0.20m之間是一很弱譜帶叫做赫茨堡帶，它與強(qiáng)的臭氧吸收帶重疊在一起，對(duì)臭氧的形成也十分重要。與赫茨堡帶相鄰的是強(qiáng)的舒曼-容格帶系和連續(xù)吸收帶，從0.20m開(kāi)始延伸至0.125m左右。在0.125到0.10m也存在幾個(gè)吸收帶，其中在0.1216m是強(qiáng)的萊曼-線，處在O2吸收窗區(qū)中。小于0.10m的是叫做霍普菲強(qiáng)的O2吸收帶。氮分子的吸收光譜始于波長(zhǎng)0

7、.145-0.10m，稱之萊曼-伯格-霍普菲帶。0.10-0.08m是名為塔納卡-沃萊N2的吸收帶。氮原子從0.001m左右到0.10m左右有吸收光譜，氧原子在0.001到0.10m的區(qū)間也為連續(xù)吸收，在0.20-0.30m譜段有氧分子的弱吸收區(qū)。由臭氧構(gòu)成的強(qiáng)吸收帶是哈得來(lái)帶（Hartley）。在0.30-0.36m之間的吸收帶稱為赫金斯帶，它沒(méi)有哈得來(lái)帶強(qiáng)。可見(jiàn)光區(qū)和紅外區(qū)的吸收可見(jiàn)光的紅區(qū)有兩個(gè)弱的吸收帶，在0.7m是O2 A的吸收帶，同時(shí)在此還可發(fā)現(xiàn)有氧的同位素18O和17O吸收帶。在近紅外區(qū)，最重要的吸收是水汽吸收，它是由振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷造成的。其吸收中心在0.94m，1.1m，1.3

8、8m和1.87m，這些帶由基態(tài)躍遷引起的，稱為泛頻帶和組合帶。CO2 在太陽(yáng)光譜也有許多弱吸收帶：2.0m，1.6m和1.4m，這些帶太弱，可以略去不計(jì)。CO2 的2.7m帶略強(qiáng)一些，但它與水汽的2.7m帶重疊一起。3 以6.7m為中心的吸收帶是水汽的強(qiáng)吸收帶。大氣窗：地面吸收太陽(yáng)輻射的熱后，會(huì)向天空放出地面輻射，這些輻射能量可被大氣中的水汽、二氧化碳、液態(tài)水等吸收，但對(duì)波長(zhǎng)在8至12m范圍的能量不會(huì)吸收，出現(xiàn)地面能量散失的渠道，稱大氣窗。七、了解衛(wèi)星資料準(zhǔn)確的局限性、資料誤差和資料的代表性掃描式輻射儀可以獲得較大范圍的觀測(cè)資料，但是分辨率較低，非掃描式輻射儀只能對(duì)衛(wèi)星星下點(diǎn)附件觀測(cè)，覆蓋面積

9、小，但空間分辨率高。衛(wèi)星儀器探測(cè)的分辨率是指從衛(wèi)星上能區(qū)別兩個(gè)相鄰物體的能力，或者是能分清兩個(gè)物體的最短距離。若兩個(gè)物體間距小于衛(wèi)星探測(cè)的分辨率，則這兩個(gè)物體不能分辨。準(zhǔn)確的局限性：衛(wèi)星分辨率與高度有關(guān)，高度越高，分辨率下降；與衛(wèi)星的視角有關(guān)，視角傾斜，分辨率下降；與目標(biāo)物的溫度有關(guān)。資料誤差：衛(wèi)星發(fā)射前，以不同的輻射參考源，在各種環(huán)境下對(duì)衛(wèi)星儀器標(biāo)定。在衛(wèi)星發(fā)射以后，儀器的性能還會(huì)隨時(shí)間改變，所以還要在進(jìn)行軌道上儀器標(biāo)定。衛(wèi)星掃描鏡旋轉(zhuǎn)的掃描速度與地面計(jì)算機(jī)顯示器上的掃描線顯示速度一致，若是不同，則會(huì)使圖片發(fā)生歪斜。衛(wèi)星資料的訂正包括輻射訂正和幾何訂正。代表性：衛(wèi)星獲取資料有幾種方式向地面發(fā)

10、射：其一，衛(wèi)星將觀測(cè)到的資料貯存在衛(wèi)星內(nèi)部的磁帶上，當(dāng)其經(jīng)過(guò)地面的指令站上空時(shí)，衛(wèi)星根據(jù)地面指令站發(fā)出的指令，將貯存在衛(wèi)星磁帶上的資料迅速發(fā)送給指令站，具有相當(dāng)高的保密性；其二，衛(wèi)星在獲得觀測(cè)資料后，并不貯存于衛(wèi)星上，而是直接向地面發(fā)送，衛(wèi)星一面運(yùn)行一面向地面發(fā)送資料，稱為實(shí)時(shí)發(fā)送或自動(dòng)圖片發(fā)送。目前衛(wèi)星產(chǎn)品分兩類：圖像產(chǎn)品，數(shù)字產(chǎn)品。圖像產(chǎn)品包括：可見(jiàn)光、紅外、水汽圖三種基本資料；數(shù)字產(chǎn)品包括：大氣垂直溫度探測(cè)、水汽、云風(fēng)矢、臭氧、輻射等。八、了解紅外通道探測(cè)的特點(diǎn)，掌握紅外通道云圖的圖像特征特點(diǎn)：在10.5-12.5m紅外譜段，衛(wèi)星接收的輻射僅與溫度有關(guān)，物體溫度越高，衛(wèi)星接收到的輻射越大

11、；溫度越低，輻射越小。特征：紅外云圖上地面、云面色調(diào)隨緯度和季節(jié)而變化；在紅外云圖上，赤道到極地，色調(diào)越來(lái)越白，這是因?yàn)榈孛婧驮泼娴臏囟认蚋呔暥鹊貐^(qū)遞減的緣故。紅外云圖上水面與陸地色調(diào)的變化；冬季中高緯度地區(qū)，海面溫度高于陸地溫度，因此海面的色調(diào)比陸面要暗，夏季反之。九、了解可見(jiàn)光通道探測(cè)特點(diǎn)，掌握可見(jiàn)光通道的云圖圖像特征特點(diǎn)：可見(jiàn)光云圖是衛(wèi)星掃描輻射儀在可見(jiàn)光譜段，如AVHRR儀器CH1（0.68-0.725m）通道或靜止衛(wèi)星的（0.52-0.75m），測(cè)量來(lái)自地面和云面反射的太陽(yáng)輻射，衛(wèi)星接收的輻射越大，用越白的色調(diào)表示；輻射越小，則用越暗的色調(diào)表示。特征：可見(jiàn)光云圖上物像的色調(diào)與其本身的

12、反照率和太陽(yáng)高度角有關(guān)。反照率對(duì)可見(jiàn)光云圖上色調(diào)的影響在一定太陽(yáng)高度角下，物體的反照率越大，色調(diào)越白；反照率越小，色調(diào)越暗。（參表5.1、表5.2）太陽(yáng)高度角對(duì)可見(jiàn)光云圖上色調(diào)的影響太陽(yáng)高度角決定了衛(wèi)星觀測(cè)地面時(shí)的照明條件，太陽(yáng)高度角越大，光照條件越好，衛(wèi)星接收到的反射太陽(yáng)輻射也越大，否則越小。即目標(biāo)物色調(diào)與衛(wèi)星觀測(cè)的時(shí)刻和季節(jié)有關(guān)。十、了解水汽通道探測(cè)的特點(diǎn)，掌握水汽通道的云圖圖像特征特點(diǎn)：以6.7m為中心的吸收帶是水汽的強(qiáng)吸收帶，在這一帶，衛(wèi)星接收的是水汽發(fā)出的輻射，水汽一面吸收來(lái)自下面的輻射，同時(shí)又以自身溫度發(fā)射紅外輻射。若大氣中水汽含量越多，吸收下面的紅外輻射越多，達(dá)到衛(wèi)星的輻射就越少

13、。特征：水汽圖上，積雨云和卷云表現(xiàn)十分清楚，其特征與紅外云圖類似。難以在水汽圖上看見(jiàn)地表和低云（低于850hPa），其發(fā)射的輻射被大氣全部吸收而不能到達(dá)衛(wèi)星。水汽圖上的水汽表現(xiàn)遠(yuǎn)比紅外圖上的云圖要寬廣，因?yàn)樵跊](méi)有云的地方仍然有水汽存在；因此水汽圖上的水汽區(qū)比云區(qū)要連續(xù)完整。水汽圖上色調(diào)淺白區(qū)是對(duì)流層上部的濕區(qū)，一般與上升運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系；色調(diào)為黑區(qū)的是大氣中的干區(qū)，相應(yīng)大氣中的下沉運(yùn)動(dòng)。十一、了解紅外分裂窗通道探測(cè)的特點(diǎn)，了解紅外分裂窗通道的云圖圖像特征將衛(wèi)星紅外觀測(cè)通道分裂為：10.3-11.3m和11.5-12.5m兩個(gè)通道，稱為紅外分裂通道。這兩個(gè)窗區(qū)通道中，主要是水汽對(duì)紅外輻射的吸收，且兩者

14、不同，利用這種差異可以估算大氣中的水汽含量，從而用于估算海面溫度。十二、了解近紅外通道探測(cè)的特點(diǎn)，了解近紅外通道的云圖圖像特征特點(diǎn)：TIROS-N/NOAA系列衛(wèi)星的第二通道波長(zhǎng)范圍為0.725-1.10m，中心波長(zhǎng)為0.87m，其波長(zhǎng)范圍主要處于近紅外譜段，很小部分在可見(jiàn)光譜段，衛(wèi)星位于這一譜段觀測(cè)到的云圖稱為近紅外云圖。特征：在近紅外波段，水面與陸面間反照率差異加大；對(duì)于植被，在可見(jiàn)光的紅波段是葉綠素吸收帶，植被長(zhǎng)勢(shì)良好，反照率越小；到近紅外波段，植被的反照率顯著增加。第二章 氣象衛(wèi)星圖像的識(shí)別一、掌握氣象衛(wèi)星圖像上識(shí)別云的六條判據(jù)，能正確區(qū)分云與地表六條判據(jù)：結(jié)構(gòu)形式云圖上的結(jié)構(gòu)形式指對(duì)

15、目標(biāo)物對(duì)光的不同強(qiáng)弱的反射或其輻射的發(fā)射所形成的不同明暗程度物像點(diǎn)的分布式樣，這些物像點(diǎn)可以是有組織也可以散亂排列。如冬季洋面的開(kāi)口細(xì)胞狀云系，由積雨云或濃積云組成；大尺度的帶狀云系主要由高層云和高積云組成；團(tuán)狀云塊一般是積雨云等。范圍大小氣旋、鋒面相聯(lián)的高層云、高積云和卷云分布可達(dá)上千千米；中小尺度天氣系統(tǒng)相聯(lián)的積云、濃積云和積雨云范圍則很小。邊界形狀層云和霧的邊界整齊光滑，積云和濃積云的邊界則很不整齊，急流云系的左界光滑整齊，冷鋒云帶呈氣旋性彎曲。色調(diào)可見(jiàn)光云圖上，云的厚度越厚，反照率越大，色調(diào)越白；紅外云圖上，云頂越高，溫度越低，色調(diào)越白。暗影暗影的寬度與云頂高度有關(guān)，云頂越高，暗影越寬

16、；太陽(yáng)高度角越低，迎太陽(yáng)一側(cè)云色調(diào)越明亮，背光一側(cè)有暗影。紋理云頂表面光滑均勻，為層云和霧的特征；云的紋理多皺紋和斑點(diǎn)，為積狀云特征；云的紋理是纖維狀，則為卷積云。地表區(qū)分：可見(jiàn)光云圖上，地表的色調(diào)取決于地表的反照率和太陽(yáng)高度角。一般來(lái)說(shuō)，陸地呈淺色，海洋呈深色。紅外云圖上，陸面色調(diào)取決與地表的溫度分布，地表溫度越高，色調(diào)越暗，否則越淺。二、了解水體、霧、積雪、沙漠、沙塵和植被的識(shí)別方法水體：可見(jiàn)光云圖上，水體因反照率低，表現(xiàn)為深黑色；在紅外云圖上的水面色調(diào)取決于其溫度的高低。霧：霧的云頂高度均勻，紋理光滑均勻；在可見(jiàn)光云圖上霧的色調(diào)從灰色到白色，霧越厚，越濃，色調(diào)越白；霧的邊界光滑整齊，受地

17、表影響大，常沿著山脈、河流、海岸線或者一條低空切變線突然結(jié)束。積雪：可見(jiàn)光云圖上表現(xiàn)為灰白到白色不等，決定于冰雪覆蓋的厚度，厚度越厚色調(diào)越白，但衛(wèi)星云圖只對(duì)積雪深度超過(guò)3cm的地區(qū)才能清楚表現(xiàn)。紅外云圖上，有雪覆蓋的地區(qū)色調(diào)比周圍更白一些。積雪區(qū)的亮度取決于積雪區(qū)內(nèi)是否有植被、植被的種類以及有多少植被為積雪所覆蓋。沙漠：可見(jiàn)光云圖上，沙漠等干燥地區(qū)，反射作用很強(qiáng)，表現(xiàn)為淺灰到灰白色。沙塵（沙塵包括揚(yáng)沙，沙塵暴，浮塵等）：可見(jiàn)光云圖中，在出現(xiàn)浮塵和沙塵暴的地區(qū)，呈現(xiàn)邊界模糊和較淺的色調(diào)，色調(diào)越淺，大氣中的浮塵和砂粒濃度越大，沙塵暴越強(qiáng)烈，地面能見(jiàn)度越差。通常浮塵強(qiáng)度較小，色調(diào)不如沙塵暴那么白。植

18、被：可見(jiàn)光云圖上，耕地，草地和牧場(chǎng)為中等程度的灰色；有森林覆蓋的地表或潮濕地區(qū)呈現(xiàn)深灰色；沙漠等植被稀少或黃土壤地區(qū)，為淺灰色到灰白色。三、掌握高、中、低云類云型和云系的識(shí)別高云族：卷云，卷層云，卷積云中云族：高層云，高積云低云族：積云，積雨云，層積云，層云，雨層云卷層云：卷層云與高空槽、急流、鋒面和氣旋等天氣尺度系統(tǒng)相聯(lián)，表現(xiàn)為盾狀，帶狀和渦旋狀；范圍可達(dá)千余千米；與急流相聯(lián)的卷云，左界整齊光滑，在可見(jiàn)光云圖上常有暗影出現(xiàn)；卷層云云區(qū)均勻光滑，在邊界有一些短的纖維狀卷云。纖維狀卷云：纖維狀卷云可以呈帶狀；主要特征是紋理為纖維狀；有點(diǎn)寬度可達(dá)50-100km、長(zhǎng)達(dá)千余千米，也有的僅表現(xiàn)為很短的

19、卷云羽。卷云砧：在衛(wèi)星云圖上呈砧狀；上風(fēng)方向一側(cè)邊界整齊光滑，下風(fēng)一側(cè)邊界出現(xiàn)纖維狀或羽狀紋理，且越往下風(fēng)方向色調(diào)越暗；在積雨云頂母體處，紋理均勻光滑；在可見(jiàn)光云圖上常可見(jiàn)到卷云砧的暗影。密卷云：常成一團(tuán)團(tuán)稠密的球狀或長(zhǎng)條狀。薄卷云：在紅外云圖上，卷云下有中云存在時(shí)的色調(diào)：如一層薄卷云下面有中云，則這種卷云比下面沒(méi)有中云的薄卷云更冷一些。對(duì)于下面沒(méi)有中云的卷云，其色調(diào)常與較低較暖的中云色調(diào)相近。積雨云：結(jié)構(gòu)型式：積雨云在衛(wèi)星云圖上呈團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，稱為云團(tuán)。當(dāng)高空風(fēng)很小時(shí)，風(fēng)垂直切變小，積雨云呈近乎圓型的云團(tuán)，反之呈橢圓型云團(tuán)，其長(zhǎng)軸方向與風(fēng)的垂直切變方向一致；積雨云到成熟時(shí)，下風(fēng)一側(cè)出現(xiàn)卷云砧。色

20、調(diào)：無(wú)論在紅外云圖還是可見(jiàn)光云圖，積雨云色調(diào)最白。邊界形狀：當(dāng)積雨云處于初生階段，云的邊界光滑整齊；到發(fā)展到成熟階段，其邊界出現(xiàn)短的卷云羽，當(dāng)風(fēng)的垂直切變很大時(shí)，積雨云出現(xiàn)卷云砧的邊界特征。范圍：小的只有十幾千米，大的可達(dá)幾百千米。初生的積雨云尺度小呈顆粒狀，成熟的積雨云云體較大。紋理：積雨云紋理較為光滑，尤其在紅外云圖上，但出現(xiàn)穿透性強(qiáng)對(duì)流云時(shí)，云頂呈多起狀，在可見(jiàn)光云圖呈多皺紋和斑點(diǎn)的紋理特征。暗影：積雨云云頂高，有暗影。在夏季，除早晚時(shí)刻，太陽(yáng)高度角大，暗影并不時(shí)時(shí)明顯。中云（高云，高積云）：在衛(wèi)星云圖表現(xiàn)為一大片，可以是渦旋狀，帶狀，線狀和逗點(diǎn)狀。在可見(jiàn)光云圖上，與鋒面、氣旋相連的中云

21、色調(diào)很白，紋理均勻；若中云下無(wú)低云，則色調(diào)從灰色到白色不等，若只有一層中云，其色調(diào)為灰色；中云區(qū)多斑點(diǎn)和皺紋，則說(shuō)明云區(qū)內(nèi)有對(duì)流出現(xiàn)或云層厚度不一；多數(shù)中云在卷云下面；在紅外云圖上，中云的色調(diào)介于高云和低云之間的中等程度灰色，對(duì)于較厚的中云色調(diào)呈淺灰色。積云，濃積云：在海洋面上積云和濃積云常呈線狀、開(kāi)口細(xì)胞狀等結(jié)構(gòu)型式，陸地丘陵山地積云和濃積云呈離散分布型式；在可見(jiàn)光和紅外云圖上，紋理表現(xiàn)為多斑點(diǎn)，皺紋，為不均勻紋理；積云濃積云的邊界不整齊不光滑；積云和濃積云在可見(jiàn)光云圖呈白色，在紅外云圖上色調(diào)不一致，對(duì)流較強(qiáng)的積云濃積云色調(diào)較白，對(duì)流弱的色調(diào)較暗，因此紅外云圖上的云的色調(diào)差異可以判斷對(duì)流強(qiáng)度

22、。層積云：在冬季洋面冷鋒后或副熱帶高壓的東南象限，層積云為球狀閉合細(xì)胞云系，在鋒面云帶附近為一大片或帶狀。色調(diào)：在海洋上，可見(jiàn)光云圖上呈白色，在大陸上層積云是斷裂的，為灰色。在紅外云圖上，層積云為深灰到灰色，可與中云分開(kāi)。范圍：范圍相差很大，大體上與弱風(fēng)到中度風(fēng)區(qū)域相一致。層云：層云的云頂高度均勻，紋理光滑均勻；在可見(jiàn)光云圖上層云的色調(diào)從灰色到白色，取決于云的厚度和稠密程度；層云的邊界光滑整齊，受地表影響大，常沿著山脈、河流、海岸線或者一條低空切變線突然結(jié)束。層云的范圍相差很大，不能根據(jù)范圍來(lái)判別它。雨層云：在可見(jiàn)光云圖上，雨層云從白到灰白不等，當(dāng)太陽(yáng)高度角較低時(shí)，可以看見(jiàn)雨層云中的紋線，通常

23、雨層云出現(xiàn)于鋒面云系中，在熱帶季風(fēng)云系也可以看見(jiàn)。在紅外圖上雨層云表現(xiàn)為均勻的灰色到白色。第三章 氣象衛(wèi)星圖像上的云和天氣系統(tǒng)一、理解大尺度云系，如：氣旋云系、梅雨鋒切變線云系、高空急流云系、臺(tái)風(fēng)云系、冷渦云系，它們與天氣圖上天氣系統(tǒng)的配置關(guān)系梅雨鋒切變?cè)葡担簭男l(wèi)星云圖上可以看到，梅雨云帶由好幾種云系演變而來(lái)。盾狀云帶東移發(fā)展型（參見(jiàn)圖6.59）逗點(diǎn)云系東移發(fā)展型（參見(jiàn)圖6.60）切變性云帶替換型（參見(jiàn)圖6.61）大多發(fā)生于入梅和出梅期間，在華南地區(qū)或長(zhǎng)江流域地區(qū)有對(duì)流云系構(gòu)成切變性云帶，長(zhǎng)江中上游地區(qū)有高空槽前盾狀卷云東移，在盾狀云系有活躍的對(duì)流云團(tuán)發(fā)生，發(fā)展；隨青藏高原槽云系東移，長(zhǎng)江流域

24、或以南地區(qū)的對(duì)流云帶減弱消失，副熱帶高壓明顯西進(jìn)，高空槽云系如第一種模式，趨于平直，呈東西走向，稱為切變性云帶；此時(shí)特點(diǎn)如第一種方式的第三種情況，不同的是切變性云帶的位置明顯北推。斜壓葉狀云系演變?yōu)槎狐c(diǎn)狀云系后再形成梅雨鋒云系（參見(jiàn)圖6.62）溫帶氣旋云系溫帶氣旋云系通常由斜壓葉狀云系，渦度逗點(diǎn)云系和變形場(chǎng)云系構(gòu)成，根據(jù)發(fā)展情況分為A、B兩型。（參見(jiàn)圖6.63）A型氣旋：從低空向上發(fā)展而來(lái)，在對(duì)流層上部有所表現(xiàn)；高空急流穿過(guò)云區(qū)，其軸位于斜壓葉狀云系的北界位置，使得變形場(chǎng)云系與斜壓葉狀云系分離；渦度逗點(diǎn)云系的頭部外露，尾部被大片斜壓葉狀云系所遮擋；冷鋒錮囚鋒容易定出，暖鋒不易定出。B型氣旋：從

25、高空向上和向下發(fā)展起來(lái)，強(qiáng)度比A強(qiáng)，其云系完整而深厚；急流不穿過(guò)云區(qū)，云中風(fēng)速不強(qiáng)，變形場(chǎng)云系和斜壓葉狀云系連成一片；強(qiáng)風(fēng)區(qū)處于云區(qū)后以扇形指向云區(qū)，斜壓云區(qū)后界移動(dòng)速度較快，使得渦度逗點(diǎn)云系從后顯露出來(lái)。高空急流云系與天氣圖上天氣系統(tǒng)的配置關(guān)系：無(wú)渦度平流結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：500百帕圖上等溫線和等渦度線的走向與急流軸一致，高空的渦度平流很小； 負(fù)渦度平流平流結(jié)構(gòu)：500百帕上的等溫線和等渦度線走向與流線相交，強(qiáng)溫度和渦度梯度方向與最大風(fēng)速軸相平行，因此具有明顯的負(fù)渦度平流和暖平流； 正渦度平流平流結(jié)構(gòu)：位于高空脊后槽前。高空急流云系：中高緯度地區(qū)高空急流云系特點(diǎn)：高空急流卷云位于急流軸南側(cè)（北半球）

26、，其左界光滑整齊與急流軸平行；在急流呈反氣旋彎曲的地方云系稠密，在氣旋性彎曲的地方則云系稀疏或消失，故急流云系主要集中于反氣旋性彎曲急流軸的南側(cè)；在可見(jiàn)光云圖上，急流云系的左界有明顯暗影。中緯度高空急流云系的主要類型：寬廣的盾狀卷云區(qū) 急流卷云區(qū) 橫向波動(dòng)云系 多重急流云系 波動(dòng)型云系 帶狀云系冷渦云系與天氣圖上天氣系統(tǒng)的配置關(guān)系：在大洋中部高空槽四周，槽線附近云最少。但有高空冷性渦旋出現(xiàn)時(shí)，高空冷渦的勢(shì)力向下擴(kuò)展到地面，這時(shí)對(duì)流云系出現(xiàn)在高空槽線南面或東南面的西南氣流中，云區(qū)離槽線有幾個(gè)緯距。冷渦云系特點(diǎn)：渦旋在垂直方向上的軸是隨高度向西北方向傾斜的；在地面圖上是否出現(xiàn)閉合環(huán)流，決定于高空渦

27、旋的范圍、強(qiáng)度和向下擴(kuò)展的深淺程度；在地面無(wú)論閉合環(huán)流還是未閉合環(huán)流都是高空冷渦的組成部分；渦旋中云系情況決定于渦旋擴(kuò)展的深淺、地理位置和低渦在垂直方向上的傾斜程度。臺(tái)風(fēng)云系：臺(tái)風(fēng)云系的結(jié)構(gòu)：中心是一暗黑的無(wú)云眼區(qū)；圍繞眼區(qū)的是連續(xù)密蔽云區(qū)；圍繞密蔽云區(qū)是臺(tái)風(fēng)的外圍螺旋云帶。臺(tái)風(fēng)云系與天氣圖上天氣系統(tǒng)的配置關(guān)系：地面到對(duì)流層中層存在深厚的潮濕東風(fēng)層，這層有低壓中心；對(duì)流層低層有氣旋性相對(duì)渦度區(qū)，范圍不少于555km，與高壓脊或反氣旋相接觸，接觸范圍至少為90km（1/4圓周）；對(duì)流層低壓上空200百帕有一范圍不大的反氣旋，并與外圍斜壓環(huán)境中急流相接；對(duì)流層低層平均風(fēng)和高層平均風(fēng)間的垂直切變至少

28、小于7.7m/s的低壓中心644km范圍內(nèi)；低壓上空（500，200百帕）的中心氣溫大于熱帶大氣氣溫，其范圍至少大于644km。二、理解中尺度天氣系統(tǒng)云系，如：中尺度暴雨云團(tuán)（MCC和MCS）、強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)（颮線云系、強(qiáng)雷暴云團(tuán)和冰雹云系）、山脈背風(fēng)波云系等各種天氣系統(tǒng)的云型特征及其演變，以及它們與雷達(dá)回波的對(duì)應(yīng)關(guān)系按對(duì)流云團(tuán)的尺度劃分：中尺度（水平尺度在200km以上），中尺度（水平尺度在20-200km），中尺度（2-20km）和MCC中尺度對(duì)流復(fù)合體，水平尺度約在300km以上。（標(biāo)準(zhǔn)參表8.4）MCC在衛(wèi)星云圖上的表現(xiàn)和天氣特征可以分為4個(gè)階段：1、形成階段在小尺度地形、局地加熱等產(chǎn)生2

29、5250km異常暖區(qū)，導(dǎo)致在該地區(qū)內(nèi)出現(xiàn)一系列雷暴單體，并引起龍卷、冰雹、強(qiáng)風(fēng)等強(qiáng)烈對(duì)流性天氣；此時(shí)在中層由于冷空氣卷入雷暴內(nèi)，引起強(qiáng)烈的下沉氣流，從而在低層有中高壓生成，冷空氣在近地面從中高壓處向外流出。2、發(fā)展階段在這一階段，由于雷暴單體的發(fā)展，對(duì)流層中層（約7004000hPa）有流入層出現(xiàn)；在地面，各個(gè)雷暴單體產(chǎn)生的外流氣流匯合在一起形成一個(gè)更大的中高壓冷空氣外流邊界線，同時(shí)由于強(qiáng)烈的濕不穩(wěn)定空氣從低空連續(xù)流入，與外流邊界線相互作用，引起低層輻合，產(chǎn)生強(qiáng)的對(duì)流單體，使得系統(tǒng)迅速發(fā)展。3、成熟階段低層流入氣流產(chǎn)生的不穩(wěn)定的潮濕區(qū)連續(xù)有強(qiáng)對(duì)流單體出現(xiàn)，雖然有雷暴出現(xiàn)，但此時(shí)刻以暴雨天氣為主

30、，風(fēng)的垂直切變很小，對(duì)降水十分有利，所以在對(duì)流層中部出現(xiàn)大范圍向上的質(zhì)量輸送和大面積的降水區(qū)，并產(chǎn)生中尺度的暖心結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)中低壓，該低壓正好位于地面冷中高壓的上面，這低壓進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的輻合，而這中低壓之上出現(xiàn)一大的中高壓。4、消亡階段流入系統(tǒng)的水汽被切斷或發(fā)生改變，強(qiáng)對(duì)流單體不再發(fā)展，失去中尺度的組織結(jié)構(gòu)；在紅外云圖上，圓形的云區(qū)變得散亂；地面冷空氣堆變得很強(qiáng)，中尺度上升運(yùn)動(dòng)區(qū)與地面輻合區(qū)相分離，系統(tǒng)移入到相對(duì)氣流場(chǎng)發(fā)生改變和低層水汽輻合減小的更穩(wěn)定的大尺度環(huán)境場(chǎng)。這時(shí)MCC消失，但是中尺度系統(tǒng)（6h，尺度2502500km）結(jié)構(gòu)、中高壓殘余、冷空氣外流邊界和小陣雨仍可維持好幾個(gè)小時(shí)。M

31、CS（p362）：從天氣現(xiàn)象區(qū)分，中尺度對(duì)流云系（MCS）有三類致災(zāi)性云團(tuán)，一類是颮線云團(tuán)（雹暴云團(tuán)），一類是暴雨云團(tuán)（非颮線云團(tuán)），一類是暴雨大風(fēng)云團(tuán)。中尺度系統(tǒng)空間尺度小，只有幾十千米到500km左右，時(shí)間尺度短，少則十幾分鐘，最多也不超過(guò)一天，用衛(wèi)星資料可以觀測(cè)中小尺度云系的發(fā)生發(fā)展，成熟和消散演變的全過(guò)程。強(qiáng)雷暴云團(tuán)：風(fēng)的垂直切變是決定雷暴云團(tuán)的生存時(shí)間，強(qiáng)度和云型的關(guān)鍵因子，在衛(wèi)星云圖上判斷風(fēng)的垂直切變可以根據(jù)云頂?shù)木碓普璧拈L(zhǎng)度決定，卷云羽的長(zhǎng)度越大，說(shuō)明風(fēng)的垂直切變?cè)酱蟆Ｔ陟o止衛(wèi)星云圖上，颮線的前身表現(xiàn)為一片積云濃積云區(qū)（線）上出現(xiàn)一個(gè)個(gè)小的亮點(diǎn)，這些小單體不斷長(zhǎng)大互相合并，發(fā)展成積雨云團(tuán)，隨颮線雷暴群的成長(zhǎng)，頂部出現(xiàn)卷云砧，形成一個(gè)大的雷暴云團(tuán)。構(gòu)成雷暴云的強(qiáng)對(duì)流單體。把雷達(dá)回波和低空濕空氣流入?yún)^(qū)相比較，定出雷暴云區(qū)中濕空氣流入?yún)^(qū)的雷達(dá)回波。在雷達(dá)回波區(qū)愈來(lái)愈細(xì)的部分附