天氣形勢預(yù)報的基本方法

第八章

天氣形勢和氣象要素預(yù)報§8.1天氣形勢預(yù)報的基本方法1整理ppt第八章

天氣形勢和氣象要素預(yù)報§8.1天氣形勢預(yù)報的基本方天氣預(yù)報是根據(jù)氣象觀(探)測資料，應(yīng)用天氣學(xué)、動力學(xué)、統(tǒng)計學(xué)的原理和方法，對某區(qū)域或某地點未來一定時段的天氣狀況作出定性或定量的預(yù)測。2整理ppt天氣預(yù)報是根據(jù)氣象觀(探)測資料，應(yīng)用天氣學(xué)、動力學(xué)、統(tǒng)計學(xué)常用的天氣預(yù)報技術(shù)方法天氣學(xué)預(yù)報方法統(tǒng)計學(xué)預(yù)報方法動力學(xué)預(yù)報方法天氣-統(tǒng)計預(yù)報方法動力-統(tǒng)計預(yù)報方法(MOS法和PP法)天氣-動力預(yù)報方法3整理ppt常用的天氣預(yù)報技術(shù)方法天氣學(xué)預(yù)報方法3整理ppt天氣預(yù)報的種類按預(yù)報時效:臨近預(yù)報(0-2小時)甚短期預(yù)報(2-12小時)短期預(yù)報(12-48小時)中期預(yù)報(3-10天)長期預(yù)報(10天以上)等;按服務(wù)對象:日常天氣預(yù)報專業(yè)天氣預(yù)報(如航空天氣預(yù)報);按預(yù)報范圍區(qū)域預(yù)報站點預(yù)報等。4整理ppt天氣預(yù)報的種類按預(yù)報時效:4整理ppt一個地區(qū)的天氣變化主要決定于天氣系統(tǒng)的變化。天氣預(yù)報實際上分為兩個步驟：第一步是天氣形勢預(yù)報，預(yù)報各種天氣系統(tǒng)的生消、移動和強度的變化，它是氣象要素預(yù)報的基礎(chǔ)。第二步是氣象要素和天氣現(xiàn)象預(yù)報，是對氣溫、濕度、風(fēng)、云、降水和其它天氣現(xiàn)象變化的預(yù)報。5整理ppt一個地區(qū)的天氣變化主要決定于天氣系統(tǒng)的變化。5整理ppt天氣形勢預(yù)報主要是氣壓場和流場的預(yù)報。氣壓場和流場相互適應(yīng)而接近于地轉(zhuǎn)平衡形勢預(yù)報的兩種處理方式：從氣壓場變化入手，找出氣壓變化的規(guī)律。如：減壓地區(qū)可能形成低壓或使原有低壓加強，即有氣旋發(fā)生發(fā)展。從流場變化入手，通常得用渦度方程進行分析。如：正渦度增加地區(qū)，有氣旋的發(fā)生發(fā)展；負(fù)渦度增加地區(qū)，則可能有反氣旋的發(fā)生發(fā)展。6整理ppt天氣形勢預(yù)報主要是氣壓場和流場的預(yù)報。6整理ppt形勢預(yù)報的方法可分為兩大類:數(shù)值預(yù)報方法，天氣學(xué)方法。本節(jié)主要討論利用天氣學(xué)方法制作天氣形勢預(yù)報的常用方法。7整理ppt形勢預(yù)報的方法可分為兩大類:7整理ppt§8.1.1趨勢法根據(jù)最近一段時間內(nèi)天氣系統(tǒng)演變的趨勢，預(yù)報未來短時間內(nèi)天氣系統(tǒng)強度變化及移動，這種方法叫做趨勢法。趨勢法通常分為外推法和運動學(xué)方法兩種。8整理ppt§8.1.1趨勢法根據(jù)最近一段時間內(nèi)天氣系統(tǒng)演變的趨勢，預(yù)報1.外推法根據(jù)最近一段時間內(nèi)天氣系統(tǒng)的移動速度和強度變化的規(guī)律，順時外延，預(yù)報出系統(tǒng)未來的移動速度和強度變化，這種方法叫做外推法。9整理ppt1.外推法根據(jù)最近一段時間內(nèi)天氣系統(tǒng)的移動速度和強度變化的規(guī)外推法又可分為兩種情況：一種是系統(tǒng)的移動速度或強度變化基本上不隨時間而改變，按這種規(guī)律外推，叫做直線外推;另一種是當(dāng)系統(tǒng)的移動速度或強度變化接近“等加速”狀態(tài)時，外推時要考慮它們的“加速”情況，按這種規(guī)律外推，叫做曲線外推。10整理ppt外推法又可分為兩種情況：10整理ppt應(yīng)用外推法可以對高、低壓系統(tǒng)和槽、脊的移動和強度作出預(yù)報。直線外推時只需要根據(jù)當(dāng)時和上一時次的兩張?zhí)鞖鈭D即可進行，而曲線外推需要利用三張(或以上)天氣圖進行比較。11整理ppt應(yīng)用外推法可以對高、低壓系統(tǒng)和槽、脊的移動和強度作出預(yù)報。1（1）高低壓系統(tǒng)的外推12整理ppt（1）高低壓系統(tǒng)的外推12整理ppt（2）高空槽脊的外推高空槽線外推。因為槽線各段移動速度不同，可以在槽線上取幾個代表性的點。13整理ppt（2）高空槽脊的外推高空槽線外推。因為槽線各段移動速度不同，高空槽脊強度外推。選擇能表示槽、脊的某條等高線，如540線，追蹤該線與槽、脊的交點，對兩交點進行外推。當(dāng)槽(脊)過分拉長時，應(yīng)考慮將有切斷低壓或閉合高壓出現(xiàn)。14整理ppt高空槽脊強度外推。選擇能表示槽、脊的某條等高線，如540線，注意（1）外推法主要用于天氣系統(tǒng)呈相對靜止?fàn)顟B(tài)。（2）所用資料的時間間隔不宜過長。（3）氣壓系統(tǒng)的中心位置和中心數(shù)值要盡量準(zhǔn)確。（4）要注意氣壓日變化的影響。（5）外推時，還要根據(jù)天氣系統(tǒng)變化的物理原因以及周圍天氣系統(tǒng)和地形的影響，考慮系統(tǒng)的變化。15整理ppt注意（1）外推法主要用于天氣系統(tǒng)呈相對靜止?fàn)顟B(tài)。15整理pp2.運動學(xué)方法利用氣壓系統(tǒng)過去移動和強度變化所造成的變高（或變壓）的分布特點，通過運動學(xué)公式導(dǎo)出的一系列定性預(yù)報規(guī)則，來預(yù)報系統(tǒng)未來的移動速度和強度變化的方法，叫做運動學(xué)方法。16整理ppt2.運動學(xué)方法利用氣壓系統(tǒng)過去移動和強度變化所造成的變高（或（1）氣壓系統(tǒng)移動的預(yù)報取x軸與C的方向一致，則在氣壓系統(tǒng)上取一些特性點和特性線，使得在這些點和線上有

F/t=0，于是，這些點和線的移動速度為17整理ppt（1）氣壓系統(tǒng)移動的預(yù)報取x軸與C的方向一致，則17整理pp(i)等壓線移動的預(yù)報使運動坐標(biāo)系隨等壓線p一起移動，若等壓線的移動方向為法線方向，則取x軸與等壓線的法線方向一致。這樣，等壓線p的移動速度為若某處有正變壓，等壓線向低壓方向移動；若某處有負(fù)變壓，等壓線向高壓方向移動。移動速度與變壓成正比，與氣壓梯度成反比。18整理ppt(i)等壓線移動的預(yù)報使運動坐標(biāo)系隨等壓線p一起移動，若等壓(ii)槽、脊線移動的預(yù)報使運動坐標(biāo)系隨槽、脊線一起移動，取x軸垂直于槽、脊線，并指向氣流的下游方向，和槽、脊線的移動方向基本一致。由于在槽、脊線上槽、脊線的移動速度為對槽來說，說明槽沿變壓梯度方向移動；對脊來說，說明脊沿變壓升度方向移動；槽脊移動速度與變壓梯度成正比，與（槽脊強度）成反比。19整理ppt(ii)槽、脊線移動的預(yù)報使運動坐標(biāo)系隨槽、脊線一起移動，取(iii)高、低壓中心移動的預(yù)報在低壓中，可設(shè)有2條相互垂直的線，分別與x軸和y軸重合，低壓中心的移動速度C可看成兩線移動的矢量和。20整理ppt(iii)高、低壓中心移動的預(yù)報在低壓中，可設(shè)有2條相互垂直對近于圓形的低壓，由于將沿變壓梯度方向移動；同理，對近于圓形的高壓，將沿變壓升度方向移動。橢圓形高壓(低壓)的移動方向介于變壓升度(梯度)與長軸之間，長軸越長，移動方向越接近于長軸。移動速度的大小與變壓升度(梯度)成正比，與系統(tǒng)中心強度成反比。21整理ppt對近于圓形的低壓，由于21整理ppt(iv)氣壓系統(tǒng)強度變化的預(yù)報在高、低壓中心，

p＝0同樣，在槽(脊)線上，取x軸垂直于槽(脊)線，并指向氣流的下游方向，22整理ppt(iv)氣壓系統(tǒng)強度變化的預(yù)報在高、低壓中心，p＝022整當(dāng)?shù)蛪褐行幕虿劬€上出現(xiàn)負(fù)變壓(正變壓)時，低壓或槽將加深(填塞);當(dāng)高壓中心或脊線上出現(xiàn)正變壓(負(fù)變壓)時，高壓或脊線將加強(減弱)。23整理ppt當(dāng)?shù)蛪褐行幕虿劬€上出現(xiàn)負(fù)變壓(正變壓)時，低壓或槽將加深(填預(yù)報經(jīng)驗(i)如果氣旋中心出現(xiàn)了負(fù)變壓，這個氣旋將要加深；反之，如果出現(xiàn)了正變壓，氣旋就會填塞。如果反氣旋中心出現(xiàn)了正變壓，反氣旋將要加強；反之，如果出現(xiàn)了負(fù)變壓，反氣旋就會減弱。(ii)如果零值變壓線接近于氣旋或反氣旋中心，則表示這個氣旋或反氣旋未來的強度變化不大。如果零值變壓線處在氣旋或反氣旋后部較遠的地方，則氣旋或反氣旋要加強；如果零值變壓線處在氣旋或反氣旋前部較遠的地方，則氣旋或反氣旋將很快減弱。(iii)如果在低壓槽或均壓區(qū)中，出現(xiàn)了明顯的3小時負(fù)變壓中心(<-2.0hPa)，則該處可能有低壓生成；如果在高壓脊或均壓區(qū)中，出現(xiàn)了明顯的3小時正變壓中心(>2.0hPa)，則該處可能有高壓生成。(iv)由于鋒面氣旋常沿暖區(qū)等壓線方向移動，故暖區(qū)中變壓不大。如果暖區(qū)中出現(xiàn)了較大的負(fù)變壓，表示氣旋將發(fā)展；反之，氣旋將填塞。24整理ppt預(yù)報經(jīng)驗(i)如果氣旋中心出現(xiàn)了負(fù)變壓，這個氣旋將要加深；反高空系統(tǒng)預(yù)報的經(jīng)驗(24小時變高)(1)高壓常向正變高中心移動，低壓常向負(fù)變高中心移動。(2)槽線前后分別有一負(fù)、正變高中心時，這種槽一般移動較快。變高梯度越大，槽移動越快。(3)當(dāng)槽(脊)線上出現(xiàn)負(fù)(正)變高中心時，則槽(脊)將加強，且移動較慢；反之，槽(脊)將減弱，且移動加快。(4)當(dāng)移動緩慢的高壓脊西北方出現(xiàn)負(fù)變高中心，并不斷加強，則此脊將減弱。25整理ppt高空系統(tǒng)預(yù)報的經(jīng)驗(24小時變高)(1)高壓常向正變高中心移注意當(dāng)天氣系統(tǒng)的移動和強度無突然變化或無天氣系統(tǒng)的新生、消亡時，應(yīng)用上述趨勢法的較果較好；反之，預(yù)報往往與實際不相符合。26整理ppt注意當(dāng)天氣系統(tǒng)的移動和強度無突然變化或無天氣系統(tǒng)的新生、消亡§8.1.2渦度觀點的應(yīng)用1.地面氣旋（反氣旋）發(fā)展方程2.平均層渦度方程3.引導(dǎo)氣流原理的應(yīng)用27整理ppt§8.1.2渦度觀點的應(yīng)用1.地面氣旋（反氣旋）發(fā)展方程1.地面氣旋（反氣旋）發(fā)展方程Petterssen發(fā)展方程無輻散層絕對渦度平流項非絕熱加熱項溫度平流項垂直運動項28整理ppt1.地面氣旋（反氣旋）發(fā)展方程Petterssen發(fā)展方程渦度平流，地面氣旋發(fā)展溫度平流，地面氣旋移動＋＋－－29整理ppt渦度平流，地面氣旋發(fā)展＋＋－－29整理ppt2.平均層渦度方程平均層上的相對渦度平流熱成風(fēng)渦度平流地轉(zhuǎn)渦度平流地形作用。

30整理ppt2.平均層渦度方程30整理ppt渦度平流對稱槽（脊），渦度平流影響槽（脊）移動。不對稱的槽（脊），渦度平流影響槽（脊）強度。31整理ppt渦度平流對稱槽（脊），渦度平流影響槽（脊）移動。31整理pp熱成風(fēng)渦度平流

在溫度槽附近，熱成風(fēng)渦度最大，

在溫度脊附近，熱成風(fēng)渦度最小。溫度槽落后于高度槽，高度槽將加強。高度槽落后于溫度槽，高度槽將減弱。32整理ppt熱成風(fēng)渦度平流

在溫度槽附近，熱成風(fēng)渦度最大，

在溫度脊附近3.引導(dǎo)氣流原理的應(yīng)用可以證明，地面高、低壓中心的移動速度與系統(tǒng)中心上空平均層上的地轉(zhuǎn)風(fēng)一致。實際工作中可利用700hPa或500hPa等壓面上的地轉(zhuǎn)風(fēng)加以適當(dāng)訂正以預(yù)報地面系統(tǒng)中心的移動，這就是所謂的“引導(dǎo)氣流原理”。33整理ppt3.引導(dǎo)氣流原理的應(yīng)用可以證明，地面高、低壓中心的移動速度34整理ppt34整理ppt地面氣壓系統(tǒng)中心的移動速度為其上空500hPa風(fēng)速的0.5-0.7倍，700hPa風(fēng)速的0.8-1倍。夏季常用500hPa