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文檔簡介
天氣學分析中國氣象局氣象干部培訓學院湖北分院業(yè)務培訓部徐麗婭3.天氣圖的分類地面天氣圖(簡稱地面圖)歐亞地面圖、東亞地面圖,中國分區(qū)地面圖等高空天氣圖(簡稱高空圖)等壓面:925,850,700,500hPa等輔助圖表天氣實況演變圖、降水圖、溫度-對數壓力圖(T-lnP圖)、垂直剖面圖、單站高空風分析圖等4.底圖的標注內容:經緯度、海陸分布、地形等便于分析時考慮下墊面對天氣的影響氣象站的區(qū)號、站號和主要城市名稱供填圖和預報時使用天氣圖種類,投影方式,比例尺,高度表底圖上的范圍和比例尺的大小主要根據天氣分析內容、預報時效、季節(jié)和地區(qū)等而定。5.底圖的范圍:冬半年,高緯大氣活動(如寒潮侵襲)對我國影響較大,底圖應該包括極地或極地的一部分夏半年,低緯度和太平洋上的大氣活動(如臺風、副熱帶高壓)對我國影響較大,底圖低緯度和太平洋區(qū)域應該占多些面積。我國中緯度地帶,主要受西風帶系統(tǒng)影響和控制,為了預先覺察出從西邊和西北邊來的天氣系統(tǒng)的侵入,底圖范圍應該盡量包括我國西部或西北部地區(qū)。二、地圖投影地球是一個橢圓球體長軸半徑6378.2km短軸半徑6356.9km相差0.3%地圖投影的概念:地圖投影:地球可以近似地看成圓球體,將地球上的經、緯線及海陸地塊等地球表面情況在平面上表示出來的方法叫做地圖投影法。選擇底圖投影方法注意點:正形:指在地圖上保持地球表面小區(qū)域原有的形狀,任一地點微分線段的比例尺不因方向而異。其最明顯的特征,在地圖上各處經度和緯度都相交成直角。此類投影又叫等角投影。等積:是地圖中任何部分的面積與地球表面上相應部位的實際面積的比例都相等。正向:指地圖上從投影中心到其它任何地點的方向都與地球表面的實際方向一致。任何一種地圖投影法,不可能既保持形狀的正確,同時又保持面積的正確。在天氣圖分析中,主要要求保持圖形形狀和方向的正確,即滿足正形、正向的要求,使圖上所填的風向和所顯示的氣壓系統(tǒng)的形狀及移動方向符合實際情況。天氣圖底圖常用的地圖投影法極射赤面投影法麥卡托圓柱投影法蘭勃脫正形投影法1.蘭勃脫正形圓錐投影蘭勃脫正形圓錐投影是在圓錐投影的基礎上經過改進而得到的。圓錐投影法是將平面圖紙卷成圓錐形,使圓錐的軸和地球儀極軸重合,圓錐面與地球儀相切于某一緯圈或相割于某兩標準緯圈,光源置于地球儀中心,將地表投影到圓錐面上。天氣圖使用的圓錐投影,經過了適當的修正,使同一點上經向和緯向的放縮率相同,稱之為蘭勃脫正形圓錐投影。
這種投影法,在中緯地區(qū)誤差較小,是我國廣泛采用的一種天氣圖底圖。2.麥卡托投影麥卡托投影是在圓柱投影的基礎上經過改進而得到的。圓柱投影法是將平面圖紙卷成圓柱形,使圓柱的軸與地球儀極軸相重合,圓柱面與地球儀赤道相切,或與地球儀相割于某兩標準緯圈,光源置于地球儀中心,將球面各點投影到圓柱面上,然后將圓柱面展開即可得到圓柱投影圖。經過訂正后的麥卡托投影,為滿足正形要求,每一點上經向和緯向的放縮率相等,標準緯圈是南北緯22.5°。投影圖的經線和緯線都是直線,且相交成直角。赤道和低緯地區(qū)的天氣圖底圖多采用此種投影法。3.極射赤面投影極射赤面投影是將光源放在地球儀的南極,把地球表面上各點投影在北極的切平面TG或60°N的割平面T′G′上。用此投影法得到的圖形,其經線為放射狀直線,緯線為同心圓,經緯線相交成直角,能滿足正形和正向的要求。一般高緯地區(qū)及南、北半球的天氣圖底圖多采用這種投影法。為了能表示同一時刻大氣運動的特性,全世界的觀察站都在統(tǒng)一時間進行觀測。按照國際規(guī)定,地面天氣圖有00、06、12、18時(世界時,格林威治時間),北京時為08、14、20、02時,即每6小時一張圖。高空圖有00、12時(世界時),北京時為08、20時,即每12小時一張圖。除此之外,各地區(qū)還可以根據需要進行天氣定時觀測以外的觀測,如二次定時觀測之間的天氣輔助觀測,航線觀測等。三、地圖比例尺比例尺:底圖上兩點間的長度與地表上相應兩點間的實際長度之比,也叫縮尺。比例尺表示方法(1)比例式如1:100,000,00,即地圖上的1cm相當于實際100km(2)圖解式(3)斜線圖解尺或復式圖解尺:蘭勃脫正形圓錐投影圖上,各緯度上放大率不同,故需用復式圖解尺表示其縮尺。注意:對不同的緯度用不同的縮尺來表示,使用時必須注意與緯度配合,才能正確表示出實際距離。東亞天氣圖:縮尺為1:100,000,00,即地圖上的1cm相當于實際100km;歐亞天氣圖:縮尺為1:200,000,00,即地圖上的1cm相當于實際200km;北半球天氣圖:縮尺為1:300,000,00,即地圖上的1cm相當于實際300km。注意:MICAPS中,比例尺可根據需要任意選取四、地面天氣圖地面圖是天氣分析和預報業(yè)務中最基本的天氣圖。圖上除了填有地面的氣溫、露點、風向、風速、水平能見度和海平面氣壓等觀測記錄外,還填寫有一部分高空氣象要素的觀測記錄,如云和觀測時的天氣現象等。此外,還填有一些反映最近時間內氣象要素變化趨勢的記錄,如3小時變壓,最近6小時內出現過的天氣現象等。它的作用在于分析天氣及地面天氣系統(tǒng)的分布和歷史演變,進而推斷未來的天氣變化??傇屏浚菏种茻o云,1或小于1,2-3,4,5,6,7-8,9-10,10低云高:米溫度和露點:°C,一位小數現在天氣現象:觀測時或觀測前一小時內的天氣現象水平能見度:公里海平面氣壓:hPa,ddd,一位小數,通常十位數較小的前面加10,十位數較大的前面加9過去3小時變壓:觀測時的氣壓與觀測前3小時氣壓的差,一位小數過去天氣現象:前6小時內出現的天氣現象降水量:mm風向:以矢桿表示,風的來向風速:以矢羽表示,長劃代表4m·s-1,短劃代表2m·s-1,三角旗表示20m·s-1,風速大于40m·s-1,時,在風向桿另一側填一個“>”§4.1等壓線的分析
空間等壓面與某一平面的交線稱為該平面上的等壓線,如空間等壓面與海平面的交線就稱為海平面等壓線(圖)。對海平面氣壓場的分析就是在地面圖上繪制等壓線,即將氣壓數值相同的各點連接成曲線??傇屏浚菏种茻o云,1或小于1,2-3,4,5,6,7-8,9-10,10低云高:百米溫度和露點:°C,一位小數現在天氣現象:觀測時或觀測前一小時內的天氣現象水平能見度:公里海平面氣壓:hPa,ddd,一位小數,通常十位數較小的前面加10,十位數較大的前面加9過去3小時變壓:觀測時的氣壓與觀測前3小時氣壓的差,一位小數過去天氣現象:前6小時內出現的天氣現象降水量:mm風向:以矢桿表示,風的來向風速:以矢羽表示,長劃代表4m·s-1,短劃代表2m·s-1,三角旗表示20m·s-1,風速大于40m·s-1,時,在風向桿另一側填一個“>”§4.1等壓線的分析
空間等壓面與某一平面的交線稱為該平面上的等壓線,如空間等壓面與海平面的交線就稱為海平面等壓線(圖)。對海平面氣壓場的分析就是在地面圖上繪制等壓線,即將氣壓數值相同的各點連接成曲線。氣壓場的主要型式有高壓、低壓、高壓脊、低壓槽和鞍型場?!?.1.1等壓線的分析原則1、等值線分析原則(1)等值線按實際記錄用內插法畫出,在同一等值線上該要素必須處處相等。(2)等值線一側的數值必須高于或低于另一側的數值。這就是說,一條等值線應在一個高于該等值線數值的測站和低于該等值線數值的測站之間通過,而不能在兩個都高于或低于該等值線數值的測站之間通過。(3)等值線之間的數值間隔必須相等。因此等值線不能相交,不能分支,不能在圖中中斷,應該起止于圖的邊緣或在圖中閉合。在高值區(qū)和低值區(qū)之間,相鄰等值線的數值順序遞減,兩者只差一個間隔;在兩個高值區(qū)和兩個低值區(qū)之間,兩條相鄰的等值線的數值必須相等。2、地轉風定律等壓線的分析,還要遵循風壓定律。根據地轉風公式
風向必須與等壓(高)線平行,在北半球,觀測者背風而立,低壓在左高壓在右;南半球相反。由于地面摩擦作用,風向和等壓線有一定的交角,在海上交角一般小些,約15度左右,在陸地平原地區(qū)為30度左右,風從等壓線的高壓一側吹向低壓一側。在山區(qū)或高原地區(qū),由于地形復雜,常常不遵循地轉風原則§4.1.2繪制等壓線的技術規(guī)定1、等壓線用黑色實線繪制。在地面天氣圖上,一般每隔2.5hPa分析一根,規(guī)定畫…997.5,1000.0,1002.5,1005.0,…h(huán)Pa等壓線,其余依次類推。2、等壓線應盡可能畫至圖邊或在圖中閉合起來,并將各條等壓線排列整齊,落在一定的經線或緯線上。在閉合等壓線的正北方開口處或非閉合等壓線的兩端標注該等壓線的全部百帕數,數值應與當地緯線平行。3、高、低壓中心的標注
高壓中心G低壓中心D臺風中心(紅色)要標注在反氣旋、氣旋環(huán)流中心的位置。當風速≤4m/s,且高低壓中心的環(huán)流不清楚時,可將高、低壓中心的位置標注在閉合等壓線的幾何中心。4、高、低壓中心強度的標注在氣壓系統(tǒng)中心“G”、“D”或“
”下方標注高壓、低壓或臺風中心強度,即根據可靠的氣壓觀測記錄的中心數值,用黑色鉛筆標注出全部百帕數的整數部分。低壓中心強度用最低的氣壓值略去小數標注,如1005.8hPa標注為1005;高壓中心強度用最高的氣壓值,將小數進為整數后標注,如1022.1hPa應標注為1023?!?.1.3繪制等壓線的注意事項
1、等壓線應分析的光滑一些。等壓線的分布從疏到密,從平直到彎曲之間的變化,必須逐漸過渡。除有可靠記錄外,等壓線應避免不規(guī)則的小彎曲和突然的曲折(通過鋒面例外)。等壓線通過鋒面時,必須有明顯的折角,或為氣旋性曲率的突然增加,而且折角指向高壓一側。2、分析等壓線時要盡可能參考風的記錄錯誤的等壓線分析正確的等壓線分析§4.1.4地形等壓線的分析
平原地區(qū)的等壓線通常是平滑的,分布也比較均勻。但在山區(qū),常因冷空氣在山的迎風面堆積,氣壓較高,造成山脈兩側水平氣壓梯度很大,等壓線異常密集。為了表明這種密集現象是由于地形引起的,將這里的等壓線用波狀線表示,稱它為地形等壓線。
(1)當等壓線很密集時,可將若干條等壓線合并成一條或幾條波狀線表示,但幾條等壓線不能相交于一點,而應進出有序,兩端條數相等。(2)地形等壓線通常應分析在山脈冷空氣堆積的一側,并與山脈平行,不能橫穿山脈或分析在背風坡一側。
我國天山、祁連山、長白山和臺灣等地??煞治龅匦蔚葔壕€。圖為天山附近地形等壓線示意圖。
繪制等壓線的步驟①對整個圖上的氣壓和風作全面觀察,找出高壓和低壓區(qū)域的大致范圍。風向記錄呈氣旋式環(huán)流的地區(qū)一定是低壓區(qū)風向記錄呈反氣旋式環(huán)流的地區(qū)一定是高壓區(qū)②起草勾畫出高壓和低壓的形勢首先,從記錄比較多和比較可靠的地區(qū)開始分析其次,勾畫等壓線時要自東向西和自北向南畫,以免在勾畫時,圖上記錄被手擋住。③將已分析好的草圖全面檢查,然后描實但要注意不要描的過粗,以醒目而清晰為度在分析熟練后可不必起草,一次繪成?!?.2等三小時變壓線繪制等三小時變壓線的技術規(guī)定
(1)等三小時變壓線用黑色鉛筆(或藍色鋼筆)畫細短劃線,其間隔一般為1hPa。(2)在閉合等變壓線的正北方和非閉合等變壓線的兩端標注等變壓線的百帕數,并標正負號。正變壓中心注明“+”,負變壓中心標注“-”,并在“+”、“-”號后用相應的藍色和紅色標出最大變壓數值,標到小數一位。-3.7+2.3§4.3天氣現象的分析按規(guī)定,在地面天氣圖上主要分析降水、霧、大風和沙暴三類天氣區(qū)。對于單個測站的降水、霧、大風和沙暴,則均在該測站旁標注相應的填圖符號,而不需要勾畫范圍線。對于兩個測站以上的成片天氣區(qū),按下列方法分析:
1、降水類用綠色鉛筆勾出降水區(qū)范圍。連續(xù)性降水在區(qū)域內輕涂綠色,間歇性降水在區(qū)域內輕劃綠色斜線;雪,毛毛雨,雷雨,陣雨或冰雹等特殊性質的降水,只需在區(qū)域內加注幾個相應的填圖符號。上述規(guī)定包括表1.1內的現在天氣(WW)電碼14-16,20-27,29,50-75,77,79-99。2、霧類用淺黃色鉛筆勾出霧區(qū)范圍,包括表1.1內電碼中的28,40-49。再在霧區(qū)內輕劃淺黃色斜線。3、沙暴大風類用棕色鉛筆勾出沙暴大風區(qū)范圍,包括現在天氣電碼中的30-35和風速≥12米/秒的區(qū)域。再在區(qū)域內加注幾個沙暴和大風的符號。大風符號的風向應與大風區(qū)內盛行風向一致。天氣區(qū)的分析
地面天氣圖分析步驟①繪制△P3線及勾畫規(guī)范所規(guī)定的天氣區(qū)。②描繪鋒和高低壓中心的過去位置,并注明時間和強度。③從最近幾張連續(xù)的地面與高空圖了解最近天氣過程中的一般形勢及發(fā)展趨向,和本張圖上云和降水的符號及區(qū)域相對照,再對當時所關心的區(qū)域范圍內氣象要素與天氣現象的分布作一般的觀察,從而掌握大致的演變情況。④初步確定鋒的位置,了解本張圖上不同性質氣團占據的大致區(qū)域,以及它們最近的移動和變性概況。地面天氣圖分析步驟⑤輕描等壓線⑥將初步繪制出的氣壓場及天氣分布情況用來與初步確定的鋒區(qū)相校正,將等壓線和鋒的位置適當地加以修改,最后確定鋒的位置和類型。在這一步驟中可以考察一下有無鋒的新生和原有鋒的消失。⑦完成繪圖工作,包括等壓線描實及其它屬于規(guī)范的符號。五、高空天氣圖的概念為了全面認識和掌握天氣的變化規(guī)律,除了分析地面天氣圖之外,還要分析高空天氣圖。高空天氣圖:填有某一等壓面上氣象記錄的等壓面圖。等壓面圖的概念等壓面:空間氣壓相等的點組成的面在空間的每一點都有一個氣壓值,將氣壓相等的點連接起來,就形成了等壓面。等壓面不是一個平面。同一高度,各地的氣壓不完全相同,因此等壓面是像山丘一樣起伏不平的面。繪制等高線可以表示等壓面的起伏形勢。等高線的數值是高度單位,但不是幾何高度,而是位勢高度。先確定一個等壓面,然后將該等壓面上各站的位勢高度值填在圖上,然后連接高度相等的各點繪出等高線,從等高線的分析即可看出等壓面的起伏形勢。在實際工作中,標準等壓面圖通常有850、700、500、400、300、200、100hPa等7層。等高線分析的原則與等壓線相同。TT:等壓面上的溫度。填寫十位、個位數。氣溫小于零度時,數值前加“—”號。DD:等壓面上氣溫與露點差(Micaps3自動顯示的是露點)。5℃以下填個位、小數一位;5℃以上填十位、個位(Micaps3顯示的是整數)溫度露點差(T-Td):DewpointDepressionHHH:等壓面的位勢高度。用gpm(位勢米)為單位編報。填圖時須將個位數四舍五入,填位勢高度的千位、百位和十位數(位勢什米)850hPa,千位數是1700hPa,千位數是2或3500hPa,千位數是4或5高空天氣圖的分析必須分析的項目等高線,等溫線,槽線,切變線選擇分析的項目濕度場,溫度平流,濕度平流繪制等高線的技術規(guī)定①用黑色鉛筆,以平滑實線繪制。間隔40gpm(4位勢什米),每條線的兩端均需標明位勢什米850hPa:分析…,144,148,152,…;700hPa:分析…,296,300,304,…;500hPa:夏半年,分析…,496,500,504,…,冬半年,分析…,496,504,512,…(間隔8位勢什米)②高、低值中心根據等高線并結合風場確定高中心:藍色鉛筆標注“G”(或“高”“H”)低中心:紅色鉛筆標注“D”(或“低”“L”)
注意:不用標注中心值!等溫線主要依據等壓面上的溫度記錄分析還可參考等高線的形勢在高壓脊附近溫度場往往是有暖脊存在,而在低壓槽附近往往有冷槽存在。繪制等溫線的技術規(guī)定①等溫線用紅色鉛筆,細實線繪制。間隔4℃,如-4℃,0℃,4℃,8℃等。所有等溫線兩端須標明溫度數值②溫度場的暖、冷中心根據等溫線確定紅色鉛筆標注“N”(或“暖”“W”)藍色鉛筆標注“L”(或“冷”“C”)槽線和切變線槽線:低壓槽區(qū)內等高線曲率最大點的連線→根據氣壓場定義通常呈南北向(中緯度多見)或東北~西南向,槽線的兩側風向有明顯轉折槽線一般分析成弓形,因為槽線中部風速較大有閉合低壓的主槽線從低中心分析起
偏南風在槽前,偏北風在槽后,西風大體在槽線上在水平方向,槽前盛行西南暖濕氣流,槽后為干燥的西北氣流。在垂直方向,槽前有上升運動,如水汽充沛,常產生降水;槽后為下沉氣流,天氣轉晴。切變線:風的不連續(xù)線,在這條線的兩側風向或風速有較強的切變→根據流場定義切變線與鋒不同,在切變線兩側溫度差異不明顯。一般是指低空850百帕或700百帕等壓面上的天氣系統(tǒng)。當切變線形成后,由于兩側風向、風速的不一致,使切變線區(qū)域內形成輻合帶,大量氣流上升,因此在切變線影響下,常出現云雨天氣。切變線一年四季均可出現,但以春末夏初最為頻繁。春季活動在華南,稱為華南切變線;春夏之交多位于江淮流域,稱為江淮切變線;7月中旬至8月主要出現在華北地區(qū),稱為華北切變線。切變線上的降水量分布很不均勻,常在輻合較強,水汽供應充沛的地區(qū)形成暴雨。槽線和切變線的比較區(qū)別:槽線和切變線是分別從氣壓場和流場來定義的不同天氣系統(tǒng)聯系:風場和氣壓場相互適應,槽線兩側風向也有明顯的轉變;同樣,風有氣旋性改變的地方,一般也是槽線所在處。繪制槽線、切變線的技術規(guī)定棕色鉛筆分析當時的槽線和切變線黃色鉛筆描上前12(或24)小時的槽線和切變線天氣圖分析的目的天氣圖分析的目的,在于使用空間和時間上都是局部的、間斷的大氣探測記錄,通過綜合歸納和連貫起來的思索,認識天氣和天氣系統(tǒng)的空間結構和時間演變的規(guī)律,并依此來推斷未來的發(fā)展。氣壓系統(tǒng)的結構分析1.氣壓系統(tǒng)的靜力結構靜力結構:是指氣壓系統(tǒng)的溫壓場的配置關系和氣壓系統(tǒng)
的空間變化。
根據壓高公式:氣壓隨高度的減小與氣層間平均溫度的高
低有關,溫度越高,氣壓隨高度減小越慢,
這就是說:暖空氣中氣壓隨高度的減小比
冷空氣中慢。
由于溫度分布不均,造成了氣壓形勢隨高度的變化,將氣壓系統(tǒng)的空間結構歸納為溫壓場對稱系統(tǒng)和溫壓場不對稱系統(tǒng)。溫壓場對稱系統(tǒng):深厚對稱系統(tǒng)淺薄對稱系統(tǒng)中緯度大多數天氣系統(tǒng)都是溫壓場不對稱的由于兩個等壓面間的厚度在暖區(qū)較厚,在冷區(qū)較薄,所以隨著高度的增加,低壓中心的軸線向冷區(qū)傾斜,高壓中心軸線向暖區(qū)傾斜。利用地轉風隨高度的變化的特點,可以判斷溫壓場的空間結構:1.風向不變,風速隨高度增大,可以判斷氣壓場和溫度場基本重合。2.風向不變,風速隨高度減小,到某一高度為零,然后風向轉變180°,再向上風速又隨高度增加,可以判斷為溫壓場對稱的淺薄系統(tǒng)。3.當風向隨高度顯著改變的時候,說明等溫線和等壓線有較大的交角,溫度平流也很大,為溫壓場不對稱系統(tǒng)。輔助圖表常用的輔助圖表:剖面圖高空風分析圖溫度-對數壓力圖等熵面圖能量圖變溫圖變壓圖降水量圖等等。1、空間垂直剖面圖以水平距離為橫坐標用高度或氣壓的對數為縱坐標用以分析某一天氣系統(tǒng)或某一地帶的天氣情況剖面基線的選擇剖面圖所選取的橫坐標的沿線為基線,沒有統(tǒng)一的規(guī)定,一般可以考慮以下幾個方面:沿子午線—經圈剖面圖取可以明確表示某一天氣系統(tǒng)或某一天氣區(qū)的方向,如垂直于鋒面的方向所選的測站(距離)不可太少(遠);緯線(或接近緯線)方向應把西方定在左方,東方定在右方經線(接近經線)方向應把北方定在左方,南方定在右方剖面圖的填寫與分析的規(guī)定θse或θ:假相當位溫或位溫,單位為KTT:氣溫,單位為℃Td:露點,單位為℃qqq:比濕,單位為g/kg風向風速的填寫與高空圖相同分析項目和技術規(guī)定(1)等溫線:紅色,每隔4度一條線(2)等相當位溫(位溫)線:黑色鉛筆,每隔4K一條線(3)等比濕線:紫色,0.5,1,2,4,6…(4)鋒區(qū):標出剖面上的上下界(5)對流層頂:藍色鉛筆標注(6)其它:可以分析渦度、散度、水平風速、地轉風速、垂直速度等,標出云區(qū)、降水區(qū)、積冰層、霧層等時間垂直剖面圖橫坐標表示時間縱坐標表示高度或氣壓的對數可表示某測站上空大氣狀態(tài)隨時間變化的情況時間坐標的方向,通常根據天氣系統(tǒng)的移動方向來選擇自西向東移動:剖面圖的起始時間應列在右端,時間從右向左推進自東向西移動的,剖面圖的起始時間應列在左端,時間從左向右推進單站高空風圖的制作和分析常用的一種輔助圖,是把某站測得的高空風風向、風速填寫在極坐標上的圖,也叫風速矢端圖(Hodograph)在缺乏等壓面圖時,分析單站高空風圖有利于了解測站周圍天氣系統(tǒng)的分布和空間結構用途:冷暖平流分析,穩(wěn)定度分析,鋒面分析,強對流天氣分析(確定風切變,分辨風暴類型等)單站高空風圖的填繪單站高空風圖的分析1.冷暖平流的分析風向隨高度順轉:
暖平流風向隨高度逆轉:
冷平流2.鋒面的分析鋒面分析
鋒區(qū)的斜壓性大,有利于垂直環(huán)流的發(fā)展和能量轉換,鋒區(qū)附近常有比較劇烈的天氣變化和氣壓系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展,因此,鋒區(qū)和鋒線的分析在天氣分析和預報中占有非常重要的地位。高空等壓面圖上,只要正確掌握溫度記錄的分析判斷,分析高空鋒區(qū)存在與否并不困難。然而,由于地面氣象要素受到下墊面局地特征影響,鋒附近要素場特征并不像理論上說的那樣明顯,有時難以辨別鋒面存在,具體位置確定就很困難。地面天氣圖分析中定鋒是很重要的一項,鋒面定的是否正確關系到能否正確認識和反映大氣中冷暖空氣活動的狀況,因此,也是能否正確建立預報思路的關鍵之一。在分析地面定鋒時,要注意判斷資料和綜合利用資料,善于把那些不能代表大氣實際情況的資料舍去,保留那些代表性好的資料。需要靈活運用知識,確定鋒面的位置和性質。鋒面分析的基本流程(1)按照歷史連續(xù)性的原則,將過去3小時、6小時或12小時鋒面的位置描在天氣圖上,運用歷史演變外推法,大致劃定鋒面位置;(2)結合高空圖和衛(wèi)星圖像判斷地面圖上鋒的位置和類型。(3)根據地面圖上的氣象要素分布及探空和測風資料等資料具體確定鋒的類型和位置。確定鋒面的主要依據(1)根據高空鋒區(qū),判斷地面鋒的大致位置和類型(2)分析地面圖上各氣象要素場,確定鋒面具體位置(3)應用衛(wèi)星圖像分析鋒面(4)應用其它資料分析鋒面根據高空鋒區(qū)(1)根據高空鋒區(qū)判斷地面鋒的大致走向高空鋒區(qū)的確定:等溫線相對密集帶,鋒區(qū)與等溫線基本平行。在平原地區(qū)參考850、700hPa等壓面的溫度場,而在高原地區(qū)參考500hPa等壓面的溫度場地面鋒線位于高空等壓面圖上等溫線相對密集區(qū)的偏暖空氣一側,且與等溫線大致平行。(2)根據溫度平流判斷鋒的類型和強度①根據冷暖平流確定鋒的類型高空鋒區(qū)有冷平流時,對應冷鋒高空鋒區(qū)有暖平流時,對應暖鋒②根據冷暖平流確定鋒的強度鋒區(qū),溫度平流越強,等溫線越密集,鋒區(qū)范圍越大,對應鋒的強度越強反之,溫度平流弱,等溫線稀疏,鋒的強度弱(3)根據高空鋒區(qū)和地面鋒線距離判斷鋒面坡度鋒在空間是向冷空氣一側傾斜,高空鋒區(qū)在冷空氣一側,等壓面越高,鋒區(qū)離地面鋒線越遠。若各層鋒區(qū)(等溫線密集帶)的相對距離小,鋒隨高度向冷空氣一側的偏移小,鋒面坡度大。反之,鋒面坡度小。分析地面圖上各氣象要素場(1)溫度(2)露點(3)氣壓和風(4)3小時變壓(5)24小時變壓和變溫(6)云和降水(1)溫度鋒面的主要特征為鋒面兩側有明顯的溫差。通常,鋒面兩側有明顯的溫差,冷鋒后負變溫(溫度降低),暖鋒后正變溫(溫度升高)。但有時變溫不明顯,甚至冷鋒過后增溫變溫不明顯的原因鋒面兩側輻射條件不同:如冬半年早上和后半夜冷鋒前(暖空氣一側)無云時,夏半年白天冷鋒前有云遮擋;鋒面兩側蒸發(fā)凝結條件不同:如夏季白天冷鋒前有降水而鋒后無降水時;鋒面兩側垂直運動不同:如冷空氣由高原下平原冷鋒后冷空氣下沉增溫強;冬季,在我國北方或盆地里,鋒前晴而風小,近地面輻射冷卻形成的密度大、溫度低的冷膜,使近地面氣溫不受鋒面影響,地面鋒線兩側沒有明顯的溫差;夏季,冷鋒由大陸移到海上,海陸溫差使得冷鋒后的氣溫反而比鋒前高;(2)露點一般而言,暖氣團來自南方較潮濕的洋面,溫度高,水汽含量多,露點高;進入我國的冷氣團主要來自歐亞大陸,溫度低,水汽含量少,露點低。因此,鋒兩側的露點差別大在沒有降水的情況下,鋒面前后的露點高低差異顯著;華南地區(qū)利用露點定鋒常比溫度好露點差異不明顯的原因在冷區(qū)有降水,暖區(qū)無降水地形復雜的地區(qū),海拔相差大或海陸交界處當暖氣團來自干燥的內陸,冷氣團來自較潮濕的地帶(3)氣壓和風分析地面圖時,畫出等壓線對定鋒有一定的指示意義,鋒線總是處于顯槽或隱槽(相對于氣壓場)中顯槽:等壓線呈氣旋式彎曲隱槽:等壓線相互平行,但梯度不同,鋒后氣壓梯度大,鋒前氣壓梯度小,鋒面兩側風向沒有差異,但風速不同(風場具有氣旋性切變的氣壓場型式)鋒面兩側風的特征冷鋒:鋒后多吹偏北風,鋒前多吹偏南風或較弱的偏北風;暖鋒:鋒前多為東南風或偏北風,鋒后西南風或偏南風注意鋒面位于氣旋性切變最大的地區(qū),但有氣旋切變處,不一定有鋒;風受地形影響,夏季沿海還受海陸風的影響,日變化也較明顯因此,在定鋒面時一定要注意風的代表性及一些特殊地方鋒面過境風的演變特點。如西安、南疆盆地等。(4)3小時變壓(△P3)冷鋒:冷鋒后為較強的+△P3,冷鋒前為較弱的+△P3或較強的-△P3暖鋒:暖鋒前為較強的-△P3,暖鋒后為較弱的-△P3或+△P3錮囚鋒:錮囚鋒后往往為+△P3,錮囚鋒前為-△P3,但兩條冷鋒相向而行形成的錮囚鋒(如華北錮囚鋒),則其兩側均會出現+△P3注意△P3存在日變化08時:+△P3偏多,冷鋒兩側都為+△P314時:-△P3偏多,弱冷鋒兩側都為-△P3,只是冷鋒后的負值?。?)24小時變壓和變溫△P24和△T24可以消除日變化的影響,在地形復雜的山地和高原地區(qū)能較好的反映冷暖空氣活動情況。冷鋒后一般有大的+△P24和-△T24,冷鋒前有小的-△P24和+△T24氣溫受天氣狀況的影響較大,但△P24較好用注意:△P24反映鋒面的活動不如△P3靈敏,比如24小時內有兩條鋒面過境,那△P24就不能分辨(6)云和降水一般有云和降水的地區(qū)常有鋒面,但各地的鋒面活動造成的云和降水差異很大,應根據地方性特點具體分析。云雨天氣的產生與否,應該著重考慮兩個方面:水汽條件和上升運動條件。任何地方滿足了上述條件,都有可能出現云雨天氣,只不過鋒面存在時更容易滿足這些條件罷了應用衛(wèi)星圖像分析鋒面在衛(wèi)星云圖上,鋒面云系常為數千公里長、數百公里寬的云帶,由多層云系組成鋒面云帶的特征取決于:鋒區(qū)是否活躍;水汽充沛的程度;它的周圍環(huán)境條件等應用其它資料分析鋒面探空資料的應用(鋒面逆溫)高空測風資料的應用(熱成風原理)天氣實況演變的應用天氣分析原則1、注意正確判斷錯誤記錄2、注意正確應用記錄3、注意天氣演變的歷史連貫性4、注意各種圖的配置和各種氣象要素之間的合理關系5、從實際出發(fā)抓住分析重點1、判斷錯誤記錄系統(tǒng)誤差:由于儀器本身不標準或測站海拔高度不準確等原因造成的特點:比較穩(wěn)定,可比較附近測站,找出誤差訂正值,訂正后仍可使用偶然誤差:由于觀測、通訊、填圖等原因造成的特點:偶然性,不固定,可以通過比較鑒別。鑒別誤差的方法比較同一時間不同臺站的記錄;與周圍站比較,某站的記錄高于或低于周圍站很多,就有可能是錯誤記錄比較同一臺站不同要素的記錄:如某站天氣現象為大霧,而能見度為3公里,顯然不是天氣現象錯,就是能見度錯比較同一測站不同時間的記錄:如沒有冷鋒過境的情況下,同一臺站14時的氣溫比08時低得多,那么14時的值就值得懷疑比較同一臺站不同高度的記錄:如果個別高度數值偏高或偏低,而在其它層次沒有偏高或偏低現象,那么可以把可疑記錄用靜力關系訂正后才使用2、注意正確地應用記錄兩類記錄:代表性記錄:能夠反映大范圍大氣運動的記錄(氣壓、云);如大片海洋、平原上的記錄和大于等于4米/秒的風地方性記錄:反映某一局部地區(qū)大氣運動的特點的記錄(溫度、風);如高山站或大高原上的記錄及小于等于2米/秒的風3、注意天氣演變的歷史連貫性當分析出一個天氣系統(tǒng)時,應查看前一時次該天氣系統(tǒng)的情形,看它從哪里移來,過去的移速、中心強度若是新生的,要看前期有什么樣的新生條件不能任意分析出前后矛盾的東西4、各種圖的配合和各種氣象要素之間的
合理關系天氣圖上的每個系統(tǒng),如高壓、低壓、鋒、槽、脊等,都要嚴格按照系統(tǒng)的上下配置,檢查分析中有無遺漏各個要素場之間也存在相互聯系,互相制約。如地面圖,鋒面與氣壓場的配置,高空圖系統(tǒng)與溫壓場的配置5、從實際出發(fā)抓住分析重點鋒槽急流低緯熱帶地區(qū)的天氣分析1熱帶天氣及其分析方法的特點2熱帶天氣分析的資料資料的來源(1)原始記錄常規(guī)臺站網(高空、地面、船舶站)以及借助飛機、天氣偵察機、定高氣球、雷達、衛(wèi)星等工具所獲得的探測報告。(2)加工或分析過的資料成果網格點上的高空風、溫度、高度的分析和預報值;地面分析和預報電碼;由衛(wèi)星資料分析中心發(fā)送的云分析電碼;由衛(wèi)星資料定出的熱帶氣旋的位置和強度;由衛(wèi)星云圖推算的熱帶風資料;海面溫度、海浪高度和移動方向等海洋分析資料資料的鑒定(1)本站的觀測報告與周圍站的報告相比;(2)將該站上、下層的觀測報告進行比較;(3)把本站現在和過去的觀測報告進行比較;(4)把觀測報告和氣候資料相比較;(5)預報員還必須熟悉地形,這樣才能把局地作用與天氣尺度的影響區(qū)別開來基本資料的代表性問題(1)地面氣壓海平面氣壓分析作用有限局地作用(地形,熱對流),儀器誤差,海平面高度訂正產生的誤差(2)地面氣溫及露點地面氣溫:受對流活動、海陸間環(huán)流等地方性影響大。在熱帶大陸,溫度日變化大,一般比天氣系統(tǒng)造成的溫度變化大很多。地面露點:熱帶大陸,露點日變化大,一般比天氣系統(tǒng)造成的露點變化大很多。海洋上露點日變化比陸地小,天氣系統(tǒng)的影響較易發(fā)現,副熱帶可用露點梯度來確定鋒區(qū)。(3)地面風(海陸風)熱帶大陸和有山的島嶼上地面風場不能表示天氣系統(tǒng)遠離大陸的海洋和平坦的島嶼,地面風可表示天氣系統(tǒng)影響。船舶地面風最有代表性,但有觀測誤差,應平滑(4)云和降水熱帶陸地和島嶼上測站的云和降水受局地地形影響大,不能代表周圍地區(qū)。船舶及較低的島嶼,觀測記錄代表性高些。但測站太稀,應充分利用衛(wèi)星云圖資料。(5)高空溫度、氣壓(高度)及濕度在探空觀測時存在輻射訂正等方面的誤差,緯度20度以內的等高線、等溫線作用不大濕度資料的準確度較差。當溫度0℃以下時,10-20%相對濕度誤差(3-6℃露點)(6)高空風隨高度增加和風速增大,無線電探空測風記錄的準確度降低,不能滿足10度以內偏差3熱帶天氣分析的業(yè)務分析的次數天氣系統(tǒng)運動較慢,12小時分析一次分析的層次(1)摩擦作用很小的接近地面的高度(梯度風高度),地面以上1000米左右。(2)對流層上部的高度,位于200或250hPa層分析用圖的比例尺麥卡托投影地面比例尺高空比例尺500萬分之一1000萬分之一二、熱帶天氣分析的方法風場分析——流場圖氣象衛(wèi)星資料及其它輔助分析如,臺風定位、監(jiān)測合成分析方法1風場分析——流場圖流線和等風速線的概念風是矢量,有方向和大小,分別用流線和等風速線來反映流線:處處和風矢量相切的線等風速線:風速相同各點的連線關于流線分析的一些問題Q:為什么熱帶用流線分析A:熱帶地區(qū)高度場和氣壓場比較均勻,沒法分析,只有分析風場??紤]風場,以風向為主。Q:按照30S-30N定義為熱帶低緯,那差不多長江以南地區(qū)都應該用流線分析了,實際業(yè)務上好像流場圖不如風向桿圖用的多A:我們國家以西風帶為主,特別是冬半年,主要是西風帶,在夏天南方有些地方有流線分析Q:如果熱帶直接看風向桿資料為什么不行呢A:熱帶風速不如西風帶大(臺風除外),熱帶的濕度一般比較好,主要是看輻合輻散Q:可是流線看不出風速的大小A:流線越密,風速越大。(1)流線在流線圖上,流線是帶箭頭(表示氣流方向)的曲線。流線上各點的切線方向都與該點的實際風向一致流線圖表示某一時刻氣流運動
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