陶祖鈺-大氣層結(jié)分析

大氣層結(jié)分析

原理和概念、實(shí)例、方法

（預(yù)報(bào)員輪訓(xùn)C_6班，2010-08）陶祖鈺鄭永光北京大學(xué)物理學(xué)院國(guó)家氣象中心

章麗娜（培訓(xùn)中心）（taozuyu@）緣起——問(wèn)題是怎么提出來(lái)的？數(shù)值預(yù)報(bào)應(yīng)用2008年北京奧運(yùn)開幕式天氣預(yù)報(bào)BJ-RUC——北京（中尺度數(shù)值預(yù)報(bào)）快速更新循環(huán)系統(tǒng)臨近探空CloseProximitySoundingsCT和CCL（對(duì)流溫度和對(duì)流凝結(jié)高度）午后的熱對(duì)流過(guò)程氣象學(xué)報(bào)：基于BJ-RUC系統(tǒng)的臨近探空及其在北京地區(qū)對(duì)流短時(shí)預(yù)報(bào)中的初步應(yīng)用（陳敏范水勇鄭祚芳仲躋芹）ThompsonRichardL.，EdwardsRoger，HartJohnA.，等.CloseProximitySoundingswithinSupercellEnvironmentsObtainedfromtheRapidUpdateCycle[J].WeatherandForecasting.2003,18(6):1243-1261.new為什么要學(xué)習(xí)

T-logP圖的分析？預(yù)報(bào)對(duì)流性天氣多種用途：分析鋒面、氣團(tuán)、對(duì)流層頂、垂直運(yùn)動(dòng)、行星邊界層過(guò)程與冬夏多種天氣的預(yù)報(bào)有關(guān)：對(duì)流、最高溫度、最低溫度、霧、大風(fēng)邊學(xué)習(xí)、邊提高實(shí)例：北京“05_531”強(qiáng)冰雹新聞報(bào)道時(shí)間——下午2點(diǎn)30分和傍晚19點(diǎn)地點(diǎn)——門頭溝至京南的方莊小區(qū)，由西北向東南形成了一個(gè)冰雹鏈。城區(qū)南部和東部（門頭溝、石景山、豐臺(tái)、宣武、崇文、朝陽(yáng)的部分地區(qū)），宣武區(qū)最嚴(yán)重。大小——亦莊“巨型冰雹”，乒乓球大小，個(gè)別的有“女人拳頭”大??；李先生看到直徑達(dá)15厘米的巨型冰雹。海淀區(qū)羊坊店直徑有3厘米；永定門西街冰雹有大杏大小最大的冰雹如雞蛋大小。

20年來(lái)最猛烈；持續(xù)時(shí)間只有5分鐘左右。冰雹前1小時(shí)典型的冷渦型午后對(duì)流冰雹開始時(shí)冰雹中發(fā)展迅速的鋒前粒狀對(duì)流（尺度很?。┰绯拷孛婺鏈氐蛯訚穸却螅休p霧，條件性不穩(wěn)定層結(jié)，略有不穩(wěn)定能量（對(duì)流有效位能CAPE）下部風(fēng)向隨高度順轉(zhuǎn)，上部逆轉(zhuǎn)，層結(jié)穩(wěn)定度將減小下濕、上干（不穩(wěn)定能量大）中層很干（DCAPE大）結(jié)論：午后不穩(wěn)定將增強(qiáng)

早晨近地面逆溫早晨邊界層濕度大干絕熱遞減率濕絕熱遞減率風(fēng)向逆轉(zhuǎn)風(fēng)向順轉(zhuǎn)

高空冷平流，低空暖平流是冷渦背景下常有的特點(diǎn)The“LoadedGun”sounding

引自Doswell

“裝滿彈藥的槍”探空型ElevatedMixedLayer對(duì)流溫度CappingLayer

低空非常潮濕（綠色箭頭所指為低空的濕層；39為對(duì)流溫度，氣塊過(guò)程曲線的出發(fā)點(diǎn)）干暖蓋（一定有下沉）

抬高的混合層（？）CAPE應(yīng)從對(duì)流溫度開始！Low-levelMoisture對(duì)流系統(tǒng)的尺度很小，天氣圖不能直接分析對(duì)流天氣預(yù)報(bào)的關(guān)鍵之一（必要條件）是大氣層結(jié)是否具備靜力不穩(wěn)定能量T-logP圖（溫熵圖）是分析大氣層結(jié)穩(wěn)定度的基本工具小結(jié)T-logP圖分析具有嚴(yán)謹(jǐn)性

大氣熱力學(xué)的具體體現(xiàn)

故名：熱力學(xué)圖解強(qiáng)調(diào)大氣物理的基本概念（三個(gè)熱力學(xué)過(guò)程氣壓—溫度—濕度的關(guān)系）氣塊法（拉格朗日方法）學(xué)習(xí)要求：操作、應(yīng)用、理解（最低到最高三個(gè)層次）自學(xué)三大內(nèi)容T-logP圖的構(gòu)造環(huán)境曲線和過(guò)程曲線T-logP圖的應(yīng)用實(shí)例部分可作為自學(xué)和實(shí)習(xí)材料T-logP圖的基本構(gòu)造和性質(zhì)（1）（5條線：2個(gè)坐標(biāo)，3個(gè)物理規(guī)律的等值線）等溫線（飽和時(shí)即等露點(diǎn)線）等壓線（等高線）等位溫線，干絕熱過(guò)程中氣塊溫度隨氣壓變化的規(guī)律=(t,p)等飽和比濕線，飽和濕空氣的水汽含量隨溫度和氣壓變化的規(guī)律qs=qs(p,td）等相當(dāng)位溫線，濕絕熱過(guò)程中氣塊溫度隨氣壓變化的規(guī)律（e=e(t,td,p)T-logP圖的基本構(gòu)造和性質(zhì)（2）

等位溫線位溫定義：1000hPa的溫度為什么？為了比較，為了追蹤氣塊等位溫線即干絕熱過(guò)程曲線過(guò)程：氣塊的熱力學(xué)過(guò)程；干絕熱過(guò)程：氣壓變化…..描述氣塊上升和下沉過(guò)程中溫度的變化，即氣塊溫度和氣壓的關(guān)系=(t,p)干絕熱遞減率γd=9.8oC/km,T-logP圖的基本構(gòu)造和性質(zhì)（2）

等位溫線干絕熱過(guò)程中位溫守恒，有可逆性上升下沉一樣作業(yè)：查一查下圖廣州、北京、烏蘭巴托等4站100hPa的位溫值查與不查不一樣！-80，-73，-56，-45℃S－N=-35℃102，113，147，168℃S－N=-66℃為什么廣州溫度反而最低？平流層溫度水平梯度是北暖南冷？為什么？牢記冷空氣在下，暖空氣在上。為什么不可能相反？

平流層沒(méi)有冷空氣永遠(yuǎn)不要忘記！作業(yè)溫度——對(duì)數(shù)壓力圖溫度（露點(diǎn)）高度濕絕熱線等相當(dāng)位溫線干絕熱線等位溫線等飽和比濕線T-logP圖的基本構(gòu)造和性質(zhì)（2）

等飽和比濕線比濕的定義：1kg濕空氣中的水汽質(zhì)量，常用單位g/kg，或10-3kg/kg；屬于絕對(duì)濕度；比濕與體積無(wú)關(guān)，雖然溫度和氣壓改變會(huì)引起體積變化；飽和：溫度降到露點(diǎn)（開始凝結(jié)）飽和比濕：……..相對(duì)濕度：實(shí)際比濕和飽和比濕之比（%），溫度-露點(diǎn)差（℃）T-logP圖的基本構(gòu)造和性質(zhì)（2）

等飽和比濕線比濕查找：露點(diǎn)溫度所對(duì)應(yīng)的等飽和比濕線在發(fā)生凝結(jié)以前氣塊在上升和下沉過(guò)程中比濕不變[注：因?yàn)闆](méi)有凝結(jié)發(fā)生]，但露點(diǎn)溫度略有變化等比濕線描述未飽和濕空氣的露點(diǎn)溫度隨氣壓的變化qs=qs(p,td）（不能用于飽和以后）等比濕線的分布反映了水汽垂直和水平分布的氣候規(guī)律28度和10度的比較30℃27g/kg120℃20℃15g/kg65℃10℃7.7g/kg35℃0℃3.8g/kg12℃-10℃1.6g/kg-5℃1000hPa露點(diǎn)溫度所對(duì)應(yīng)的比濕和相當(dāng)位溫及其之差30℃27g/kg120℃

90℃20℃15g/kg65℃35℃10℃7.7g/kg35℃25℃0℃3.8g/kg12℃12℃-10℃1.6g/kg-5℃5℃水汽可忽略不計(jì)水汽集中區(qū)水汽隨高度按指數(shù)快速減?。ㄒ?yàn)闅鈮弘S高度按指數(shù)減小，溫度隨高度線性減?。└邷仫柡涂諝獾奈粶睾拖喈?dāng)位溫差別巨大低溫飽和空氣位溫和相當(dāng)位溫相差無(wú)幾自己查一查T-logP圖的基本構(gòu)造和性質(zhì)（3）

等相當(dāng)位溫e線等相當(dāng)位溫線即濕絕熱過(guò)程曲線；描述上升氣塊達(dá)到飽和后溫度隨氣壓的變化，反映潛熱釋放對(duì)溫度的影響；上升過(guò)程中凝結(jié)釋放的潛熱使?jié)窠^熱過(guò)程減溫率γm≤γd，γm不是常數(shù)，夏季近地面只有4oC/km，冬季高空接近9.8oC/kme和td關(guān)系密切，td大，e>>；td小，e≈；（見上頁(yè)）溫度很低時(shí)濕絕熱線和干絕熱線趨于平行爭(zhēng)論：

新疆露點(diǎn)溫度會(huì)不會(huì)高于華南沿海？問(wèn)題從何而來(lái)？（新疆的溫度非常高，而溫度露點(diǎn)差也有很小的時(shí)候）露點(diǎn)是否與比濕密切相關(guān)？溫度露點(diǎn)差能否表示水汽的多少？問(wèn)題的嚴(yán)重性？（氣象學(xué)和天氣學(xué)的基本概念）為什么絕對(duì)不可能？（氣團(tuán)，水汽來(lái)源）你持何觀點(diǎn)？想一想最大29（1站）最小32010年7月31日05時(shí)露點(diǎn)2010年8月1日11時(shí)露點(diǎn)最大28最小-52010年8月2日11時(shí)溫度2010年8月2日11時(shí)露點(diǎn)2010年8月2日11時(shí)相對(duì)濕度2010年8月2日14時(shí)溫度2010年8月2日14時(shí)露點(diǎn)2010年8月2日14時(shí)相對(duì)濕度850hPa天氣圖最高溫度在西北28℃等溫線，但溫度露點(diǎn)差高達(dá)44℃，露點(diǎn)溫度只有-16℃，比濕非常??；華南沿海20℃等溫線，溫度露點(diǎn)差只有6℃左右，露點(diǎn)溫度高達(dá)14℃，比濕非常大。850hPa溫度—露點(diǎn)差的大小

反映什么？

顯著濕區(qū)？（相對(duì)濕區(qū)）濕度（比濕）？相對(duì)濕度（距飽和的程度）？云雨區(qū)？上升和下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)？可降水量的大??？實(shí)證：任選一天對(duì)比得出自己的結(jié)論夾生飯

1）對(duì)各種知識(shí)按其基礎(chǔ)性的高、低進(jìn)行排序和使用。（先用最基礎(chǔ)的知識(shí)）

2）四門基礎(chǔ)學(xué)科（數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、工程學(xué)）的基本內(nèi)容優(yōu)先于專業(yè)知識(shí)。

3）永遠(yuǎn)不要吸收任何出處不明的跨學(xué)科知識(shí)（或出處沒(méi)搞懂的知識(shí)）

4）要出創(chuàng)造新觀點(diǎn)必須先征明舊觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。

——查理.芒格談多學(xué)科教育

“各取所需”，所取的觀點(diǎn)必須：1）有明確的出處；2）一定要優(yōu)先采納最基本的解釋。

——查理.芒格談多學(xué)科教育解讀：不明白的不用（要用就要弄明白了再用）能用簡(jiǎn)單的，就不用復(fù)雜的能用舊的，就不用新的（不忽悠，不隨風(fēng)倒）T-logP圖上分析的兩種線

層結(jié)曲線（廓線）和過(guò)程曲線溫度廓線、露點(diǎn)廓線——觀測(cè)到的溫度和露點(diǎn)隨高度的分布，揭示環(huán)境大氣的溫濕特征（客觀事實(shí)）；層結(jié)曲線也稱為“環(huán)境曲線”。過(guò)程曲線——假設(shè)地面氣塊在上升過(guò)程中，如果與外界沒(méi)有熱量交換，氣塊溫度隨高度的變化曲線。（氣壓始終處于平衡狀態(tài)）環(huán)境&過(guò)程3種情況，3種過(guò)程及其曲線

(干絕熱線、濕絕熱線、等比濕線）過(guò)程曲線：氣塊在垂直位移過(guò)程中氣塊狀態(tài)(p,T,Td)的變化曲線絕對(duì)干的空氣塊，上升和下沉溫度隨氣壓的變化都沿干絕熱線；濕空氣塊的上升，未飽和時(shí)溫度沿干絕熱線變化，比濕沿等比濕線不變；飽和后，沿濕絕熱線變化；濕空氣塊下沉，飽和、未飽和，均沿干絕熱線變化[注]

；未飽和時(shí)氣塊的露點(diǎn)溫度沿等比濕線變化（露點(diǎn)的垂直遞減率很?。┻€有一種特殊情況！氣塊過(guò)程曲線大氣環(huán)境曲線溫度廓線干絕熱線濕絕熱線等比濕線氣塊過(guò)程曲線對(duì)流凝結(jié)高度對(duì)流溫度自由對(duì)流高度正負(fù)過(guò)程曲線的構(gòu)成氣塊起始高度抬升凝結(jié)高度過(guò)程曲線由一段干絕熱線（在層結(jié)曲線之下）和一段濕絕熱線組成過(guò)程曲線的制作（1）

邊操作，邊思考?xì)鈮K起始高度（可選）地面、CCT、700hPa以下e最大的高度、移植LCL抬升凝結(jié)高度(hPa)沿干絕熱線（即等位溫線）上升到飽和（即與通過(guò)地面露點(diǎn)溫度的等比濕線相交-比濕的保守性）凝結(jié)高度以下過(guò)程曲線在層結(jié)曲線之下（氣塊溫度低于環(huán)境溫度）。氣塊位溫的查找方法(此等位溫線的數(shù)值)比濕的查找方法（通過(guò)地面露點(diǎn)溫度的等比濕線的數(shù)值）根據(jù)溫度露點(diǎn)差，查找不出比濕！過(guò)程曲線的制作（2）LFC自由對(duì)流高度(hPa)從抬升凝結(jié)高度出發(fā)，沿濕絕熱線（即等相當(dāng)位溫線）上升到與環(huán)境曲線的相交處自由對(duì)流高度以上過(guò)程曲線在層結(jié)曲線之上（氣塊溫度高于環(huán)境溫度，有不穩(wěn)定能量）氣塊相當(dāng)位溫的查找方法(此等相當(dāng)位溫線的數(shù)值)等位溫線和等相當(dāng)位溫線的數(shù)值一定和此線與1000hPa等壓線相交點(diǎn)的溫度數(shù)值相同（請(qǐng)自己查看一下）靜力穩(wěn)定度基本參數(shù)：CAPE對(duì)流有效位能（上升）(J/kg,正面積)CIN對(duì)流抑制能量(J/kg，負(fù)面積)CCL對(duì)流凝結(jié)高度(熱對(duì)流云底高）TC對(duì)流溫度（午后最高溫度）DCAPE下沉對(duì)流有效位能（下?lián)舯┝鲝?qiáng)度）靜力穩(wěn)定度的參數(shù)和指數(shù)——經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)T-logP圖的分析和應(yīng)用（1）靜力不穩(wěn)定靜力平衡：浮力（垂直氣壓梯度力）和重力“穩(wěn)定”與“不穩(wěn)定”：偏離后能自動(dòng)回復(fù)到平衡位置為穩(wěn)定，反之為不穩(wěn)定（既可向上偏離，也可向下偏離）。對(duì)飽和濕空氣向上不穩(wěn)定的大氣層結(jié)，但向下時(shí)是穩(wěn)定的（如果凝結(jié)物沒(méi)有蒸發(fā)等）[*]氣塊和和氣層不穩(wěn)定（潛在的，有條件的）梅雨鋒上和鋒前降水的區(qū)別靜力不穩(wěn)定是發(fā)生對(duì)流的必要條件絕對(duì)不穩(wěn)定（干空氣）>d條件性不穩(wěn)定（濕空氣）m

>>d（常態(tài)）真潛不穩(wěn)定

CAPE>CIN（正面積>負(fù)面積）（對(duì)流有效位能）靜力不穩(wěn)定能量對(duì)流性不穩(wěn)定（上干下濕氣層）e,上<e,下抬升前未飽和<m,

，

抬升到整層飽和后>m

相當(dāng)位溫：濕空氣潛熱釋放的貢獻(xiàn)總溫度（總靜力能量相當(dāng)溫度）其它：傾斜對(duì)流（尚未學(xué)懂；有懷疑_實(shí)用性方面）氣層法初始抬升是發(fā)生對(duì)流的充分條件初始抬升到一定高度才能發(fā)生對(duì)流（對(duì)流的觸發(fā)機(jī)制）氣塊必須上升到自由對(duì)流高度以上

（首先上升到凝結(jié)高度）地面邊界層輻合地表熱力性質(zhì)差異（水和陸、山地等）低空動(dòng)力抬升（鋒面、切變線、輻合線、渦旋等）

*氣層：整層抬升一定高度（？）對(duì)流有效位能（CAPE）

（空氣所劉玉玲）

當(dāng)氣塊的重力與浮力不相等且浮力大于重力時(shí)，一部分位能可以釋放，并可在對(duì)流過(guò)程中轉(zhuǎn)化成大氣動(dòng)能，故稱其為對(duì)流有效位能，即?，攬D上的正面積。其表達(dá)式為：

CAPE表示在自由對(duì)流高度之上，氣塊溫度高于環(huán)境溫度，氣塊因浮力作功而獲得的能量。對(duì)于實(shí)際大氣，氣塊與環(huán)境的溫度差和虛溫差非常接近，為方便起見，忽略虛溫的影響。實(shí)際計(jì)算時(shí)，把上式轉(zhuǎn)化到氣壓坐標(biāo)系并按氣壓等間隔離散，變?yōu)椋?/p>

氣塊起始高度對(duì)流抑制能量（CIN）

氣塊在到達(dá)自由對(duì)流高度（LFC）以前，氣塊溫度低于環(huán)境溫度，必須有外力克服重力對(duì)氣塊做功，而功的大小與從氣塊起始位置到LFC間的狀態(tài)曲線與層結(jié)曲線所圍成的面積成正比，這個(gè)面積被稱為負(fù)面積（NA），即對(duì)流抑制能量（CIN）:

CIN的物理意義是：處于大氣底部的氣塊，若要參與對(duì)流，必須從環(huán)境大氣獲得的能量下限。通常凌晨CIN最大，午后隨著地面溫度升高CIN變小。CCL對(duì)流凝結(jié)高度和TC對(duì)流溫度CCL對(duì)流凝結(jié)高度由于地面受太陽(yáng)短波輻射加熱，午后低層大氣溫度遞減率達(dá)到d而產(chǎn)生對(duì)流的云底高?？捎糜陬A(yù)報(bào)云底高。通過(guò)地面露點(diǎn)的等比濕線和環(huán)境溫度廓線的交點(diǎn)（地面受熱上升氣塊在干絕熱過(guò)程中比濕不變。-比濕的保守性）TC對(duì)流溫度表示因輻射加熱，午后地面可能達(dá)到的最高溫度?？捎糜陬A(yù)報(bào)最高溫度。從CCL沿干絕熱下降到地面時(shí)的溫度。

干絕熱線濕絕熱線氣塊過(guò)程曲線等比濕線溫度廓線露點(diǎn)廓線溫熵圖溫度坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)45度8月8日08時(shí)~23時(shí)850hPa以下邊界層的溫度日變化北京RUC廓線層結(jié)曲線無(wú)明顯的增濕現(xiàn)象，CAPE傍晚增大到1000以上，但抬升凝結(jié)高度等仍較高，發(fā)生對(duì)流的條件不很好。08時(shí)夜間輻射逆溫11時(shí)14時(shí)邊界層的日變化（邊界層內(nèi)對(duì)流熱交換）溫度廓線和干絕熱線平行；露點(diǎn)廓線和等比濕線平行17時(shí)20時(shí)23時(shí)Severeornon-severe?

強(qiáng)風(fēng)暴和非強(qiáng)風(fēng)暴的區(qū)別ThedefinitionsofsevereconvectionaremostlyarbitraryTherefore,thedistinctionbetweensevereandnon-severeismostlynotmeteorological!Whatdistinguishesseverefromnon-severestorms?Updraftstrength-hail,rainfallrateDowndraftstrength-windRotation-tornadoes強(qiáng)風(fēng)暴的定義通常是人為的因此它們的區(qū)別往往不是氣象學(xué)意義上的區(qū)別區(qū)別強(qiáng)風(fēng)暴的標(biāo)志有哪些？上升氣流的強(qiáng)度

-

冰雹，

雨強(qiáng)下沉氣流強(qiáng)度

–

風(fēng)力旋轉(zhuǎn)性

–

龍卷下沉對(duì)流有效位能（DCAPE）

對(duì)流中的下沉運(yùn)動(dòng)的原因是外界干冷空氣被吸入對(duì)流云體，并被云內(nèi)降落的水和冰粒子拖曳下瀉，由于水和冰的蒸發(fā)和融化而使氣塊降溫，并低于環(huán)境溫度，產(chǎn)生向下的浮力，使下沉加速。下沉對(duì)流有效位能從理論上反映，對(duì)流云體中下沉氣流到達(dá)地面時(shí)可能有的最大動(dòng)能（下?lián)舯┝鞯膹?qiáng)度）即環(huán)境對(duì)氣塊的負(fù)浮力做功所產(chǎn)生的動(dòng)能。其數(shù)學(xué)表達(dá)為式：云內(nèi)雨水下瀉過(guò)程中的下沉濕絕熱過(guò)程冷冷

“把中層干冷空氣的侵入點(diǎn)作為氣塊下沉的起始高度。下沉起始溫度以大氣在下沉起點(diǎn)的溫度經(jīng)等焓蒸發(fā)至飽和時(shí)所具有的溫度作為大氣開始下沉的溫度。大氣沿假絕熱線下沉至大氣底，這條假絕熱線與大氣層結(jié)曲線所圍成的面積所表示的能量為下沉對(duì)流有效位能?！薄袄脤?shí)際探空判斷下沉起點(diǎn)時(shí)，可把中層大氣中相當(dāng)位溫最小的點(diǎn)作為下沉起始高度，把該高度處的露點(diǎn)溫度作為下沉起始溫度?！?/p>

濕絕熱線濕絕熱線大氣環(huán)境曲線

溫度廓線大氣環(huán)境曲線

露點(diǎn)廓線下沉氣塊過(guò)程曲線“把中層大氣中相當(dāng)位溫最小的點(diǎn)作為下沉起始高度，把該高度處的露點(diǎn)溫度作為下沉起始溫度?！?種逆溫鋒面逆溫特征：逆溫層高度與距鋒面的距離有關(guān)，逆溫層以上相對(duì)濕度大，以下相對(duì)濕度小（喇叭口向下）近地面輻射逆溫特征：貼近地面，日出后從下往上逐漸減弱，近地面相對(duì)濕度往往較大下沉逆溫特征：1）逆溫層以上濕度很?。ɡ瓤谙蛏希?）逆溫層以上溫度廓線接近干絕熱線湍流逆溫特征：1）邊界層風(fēng)力大；2）逆溫層位于邊界層頂附近；3）逆溫層以下露點(diǎn)廓線和等比濕線平行。T-logP圖的分析和應(yīng)用（2）鋒面定義鋒面：冷、暖氣團(tuán)之間的交界面。溫度的不連續(xù)幾何面（0階）由于地球旋轉(zhuǎn)，在空間鋒面是個(gè)傾斜面（鋒面坡度）。冷氣團(tuán)密度大位于下面，暖氣團(tuán)位于上面。實(shí)際大氣中冷、暖氣團(tuán)之間是一個(gè)過(guò)渡帶——鋒區(qū)/鋒帶寬度幾百公里。長(zhǎng)度數(shù)千公里鋒面是過(guò)渡帶的上界面和下界面。在鋒的上下界面之間溫度梯度很大。鋒面既可指上界面，也可指下界面。與地表面的交線稱為鋒線或簡(jiǎn)稱為鋒（上界或下界）。鋒面不是溫度的零階不連續(xù)面而是溫度的一階（梯度）不連續(xù)面鋒面逆溫逆溫在剖面圖和廓線圖上的形式鋒面逆溫注意廓線圖和剖面圖坐標(biāo)不同！斜率表示垂直梯度08年1月冰雪災(zāi)害華南靜止鋒鋒面逆溫自南向北，無(wú)濕絕熱線，無(wú)過(guò)程曲線，不典型（鋒下也潮濕）西沙（17N）：熱帶氣團(tuán)，對(duì)流層頂位于100hPa以上暖平流2800Z測(cè)站探空曲線自南向北，無(wú)濕絕熱線，無(wú)過(guò)程曲線無(wú)?？冢?0N）：鋒區(qū)上界位于925hPa陽(yáng)江（22N）：鋒區(qū)上界位于925hPa

飽和層清遠(yuǎn)（24N）：鋒區(qū)上界850hPa，下界1000hPa

飽和層

深厚的西風(fēng)區(qū)鋒區(qū)內(nèi)郴州（26N）：鋒區(qū)上界830hPa，下界900hPa

飽和層

深厚的西風(fēng)區(qū)鋒區(qū)內(nèi)長(zhǎng)沙（28N）：鋒區(qū)上界770hPa，下界850hPa

飽和層

深厚的西風(fēng)區(qū)鋒區(qū)內(nèi)

飽和層武漢（31N）：鋒區(qū)上界670hPa，下界820hPa

深厚的西風(fēng)區(qū)低層冷空氣鋒區(qū)內(nèi)

深厚的西風(fēng)區(qū)鄭州（35N）：鋒區(qū)上界650hPa，下界820hPa

飽和層

飽和層暖平流邢臺(tái)（37N）：鋒區(qū)上界630hPa，下界700hPa；對(duì)流層頂230hPa

飽和層

飽和層低層冷空氣T-logP圖的分析和應(yīng)用（3）對(duì)流和降水正在發(fā)生時(shí)的

大氣層結(jié)特點(diǎn)

（08年7月30日夜間奧運(yùn)開幕式預(yù)演

大雷雨08~02時(shí)全過(guò)程）對(duì)流和降水過(guò)程是（準(zhǔn)）濕絕熱過(guò)程；露點(diǎn)廓線接近溫度廓線（準(zhǔn)）飽和；溫度廓線（層結(jié)曲線）接近濕絕熱線（過(guò)程曲線）；相當(dāng)位溫（準(zhǔn)）守恒相當(dāng)位溫垂直梯度?=0（中性層結(jié)），沒(méi)有預(yù)報(bào)意義！北京7月30日夜彩排臺(tái)風(fēng)外圍暴雨

晚8點(diǎn)到11點(diǎn)，31日凌晨2~4點(diǎn)雨量：主要在西南到西北部，150毫米以上的測(cè)站有昌平區(qū)長(zhǎng)陵鎮(zhèn)（168毫米）、太平莊（155毫米），延慶大莊科（156毫米）。水文站最大降雨量為昌平區(qū)的碓臼峪，達(dá)214毫米

穩(wěn)定度分析：CAPE,CIN,LCH,FCH,螺旋度30日00Z的預(yù)報(bào)場(chǎng)：00，03,……,12,15網(wǎng)格距：15km北京（南郊）層結(jié)曲線850以下層結(jié)穩(wěn)定，抬升凝結(jié)高度較低，700上濕下干，900以下不很濕，500附近干400以上順轉(zhuǎn)暖平流，變濕500以下和邊界層風(fēng)速很小層結(jié)很穩(wěn)定，沒(méi)有自由對(duì)流高度08時(shí)午后900以下溫度急升，接近干絕熱；露點(diǎn)線與等比濕線平行（對(duì)流混合充分）800以下轉(zhuǎn)東風(fēng)，但風(fēng)速較小，風(fēng)向順轉(zhuǎn)顯著（暖平流，暖切變）其他與08時(shí)同14時(shí)20時(shí)800hPa以下東風(fēng)顯著增強(qiáng)（這點(diǎn)可能是預(yù)報(bào)夜間強(qiáng)降水的關(guān)鍵。應(yīng)考察北京的風(fēng)廓線記錄）500~700間露點(diǎn)差顯著縮小（暖平流上升所致）層結(jié)變得不穩(wěn)定，開始有自由對(duì)流高度邊界層下部的風(fēng)速超過(guò)10米/秒，最大可能超過(guò)16米/秒23時(shí)700hPa以下溫度和露點(diǎn)非常接近，說(shuō)明已是濕絕熱層結(jié)，反映正在下雨風(fēng)向順轉(zhuǎn)顯著，暖平流，動(dòng)力強(qiáng)迫上升02時(shí)溫度廓線、露點(diǎn)廓線和濕絕熱線兩條弧線幾乎平行，說(shuō)明整個(gè)對(duì)流層都處于濕絕熱狀態(tài)（深對(duì)流）垂直運(yùn)動(dòng)的判讀

奧運(yùn)前一天分析（8月7日）T-logP圖的分析和應(yīng)用（4）下沉絕熱增溫和下沉逆溫示意圖單位截面積氣柱△p=ρg△z其厚度為△z其質(zhì)量為ρ△z氣柱從p1下沉到p2，

(p2>p1)氣壓增加絕熱壓縮，厚度減小、密度增大、溫度升高（平衡狀態(tài)：氣柱內(nèi)外的氣壓始終處于平衡狀態(tài)）p1p2TZLCL=847LFC=740，較高地面溫度33.1℃接近最高溫度，所以850-地面接近干絕熱（反之亦然）TC=35.4℃14時(shí)對(duì)流凝結(jié)高度CCL=