天气学 第五章

(3)用运动学方法预报气压系统的发展
p
p
C
P
t t
p t
p t
Cx
p x
Cy
p y
a.对于低压（高压）中心：
p 0, p 0
x
y
p p t t
所以:
当
P t
0
，气旋将
加深，反气旋将减弱
当
P t
0
，气旋将
填塞，反气旋将加强
b.对于槽线（脊线）
H 0 x
当 H 0 t
当 H 0 t
，槽加深，脊减弱 ，槽减弱，脊加强
（4）三小时变压和24小时变压（变高）在 运动学方法中的应用
+
—
—
+
当系统24小时（或3小时）移动的距离 s<<L（系统的波长时），使用运动学方法 较好。
（5）用运动学方法预报时应注意的问题
在运动系统上，选取一些特定点或特定线，
使得在这些点或线上某一物理量在运动坐标
系中的局地变化为零，即
t
0，并取X
轴与系统运动方向一致，则 C Cx
系统移动 的运动学
公式
Cx
t
x
天气系统
基本特征
槽线 脊线 低压中心 高压中心 锋面
H 0 x
H 0 x
p 0, p 0
x
y
p 0, p 0
固定坐标系：
（
d dt
）固
t
V
(1)
移动坐标系：
（
d dt
）移
t
（V
C)
ห้องสมุดไป่ตู้
(2)
运动坐标系：水平面上，随着运动的天气
系 标统 系相。对质于点地 运表 动以 速速 度度 为CV做 水 平C运动的坐
d
(V C ) （5.2）
dt t
质点个别 变化
运动坐标 系中局地
变化
运动坐标 系平流变
x
y
PL PN
2H x 2
0
2H x 2
0
2 p
2 p
x 2 0, y 2 0
2 p 0, 2 p 0
x 2
y 2
pL pN
x
x
某一物理量为零的系统
（１） 槽（脊）线的移动
槽（脊）线上 ( H ) 0 t x
变高梯度
2H
2P
Cx
xt 2H
; 或C x
xt 2P
x 2
x 2
槽脊强度
第五章 天气形势及 天气要素的预报
§5.1 天气系统及天气形势的天气学预报方法 §5.2气象要素和天气现象的天气学预报方法 §5.3数值预报产品的释用
天气预报：根据气象观测资料，应用 天气学、动力学、统计学的原理和方 法，对某区域或某地点未来一定时段 的天气状况做出定性或定量的预测。 分天气形势预报和气象要素预报两方 面。
１运动坐标系与固定坐标系中局地变化的关系
固定坐标系：水平面上固定于地表的坐标系。
设质点运动速度为 固定坐标系中空气V 运动质点的个别变化为：
d
V
dt t
质点个别变化
固定坐标系中 局地变化
固定坐标系中 平流变化
d u v （5.1）） dt t x y
空气运动质点的个别变化等于局地变 化与平流变化之和
加速外推
槽线移速和强度的外推
3.应用外推法应注意的问题
a.大气运动处于相对稳定状态时外推法 比较有效。而天气系统处于变化比较剧 烈时，不可简单使用外推法。
b.使用时尽量将系统的位置和强度定准 确，外推时间不能过长，即图次时间间 隔不能过长
二、天气系统的运动学预报方法（变 压法）
运动学方法：利用气压系统过去移动 和变化所造成的变高（或变压）的分 布特点，通过运动学公式，来预报系 统未来的移动和变化的方法。
常用的天气预报技术方法有： 天气学预报方法 统计学预报方法 动力学预报方法 天气-动力预报方法 天气-统计预报方法 动力-统计预报方法
天气预报分类：
根据时效：
0-2小时
临近预报
2-12小时 甚短期预报
12-48小时 短期预报
3-10天
中期预报
10天以上 长期预报
§5.1 天气系统及天气形势 的天气学预报方法
一、天气系统的外推预报法
外推法：根据最近一段时间内天气系 统的移动速度和强度变化规律，顺时 外延，预报出系统未来的移动速度和 强度变化。
1.等速外推：假定系统的移动速度和强 度变化基本上不随时间而改变，系统的 移动距离或它的强度与时间成线性关系， 外推依据这种线性关系进行。
2.加速外推：假定系统的移动速度和强度的变化 接近等加速状态，这时系统的移动距离或它的强 度与时间成曲线关系，外推时要考虑加速情况。
槽脊移动的两条定性规则：
➢槽线 沿变压（变高）梯度方向移动，脊 线沿变压（变高）升度方向移动 ➢槽线（脊线）的移速与变压（变高）梯 度（升度）成正比，与槽（脊）强度成反 比。 ➢变压（变高）梯度相同时，槽（脊）越 强，移动越慢。
（2）气旋和反气旋中心的移动
在高低压中心： ( P ) 0, ( P ) 0
y 2 x2
系统移动的两条定性规则
a.圆形高(低压)中心的移动方向与变压升度 （梯度）方向一致，高压中心向变压升度方 向移动，低压中心向变压梯度方向移动
b.椭圆形的高压中心移向界于长轴与 变压升度之间方向 椭圆形的低压中心移向界于长轴与变 压梯度之间方向
高低压系统移动的两条定性规则
•正圆形低压(高压）中心沿变压梯度（升度） 方向移动 •椭圆形的高压（低压）中心移向界于长轴 与变压升度（梯度）之间方向，长轴越长， 越接近于长轴 •高低压系统移动速度与变压升度（梯度） 成正比，与系统中心强度成反比
天气形势是指大范围流场、气压场、温度场 三度空间的分布形势。它包含了大范围的环 流及环流形势的各个天气系统。
天气形势预报：预报各种天气系统的生消、 移动和强度变化。是气象要素预报的基础。
形势预报方法包括： 天气学方法 数值预报方法
趋势法：根据最近一段时间内天气系 统演变的趋势，预报未来短时间内天 气系统强度变化及移动。分为外推法 和运动学方法。
化
因：（ d dt
）固
（ d dt
）移
所以：（1）右端=（2）右端
得运动坐标系与固定坐标系中局地变化
的关系
C
t t
C
t t
运动坐标系局 地变化也可以 看成是固定坐 标系中以速度C 运动的某点的
个别变化
固定坐标 系的局地
变化
运动坐标系负的 平流变化
２ 用运动学方法预报气压系统的移动
t x
t y
2P
2P
Cx
xt 2P
,Cy
yt 2P
x 2
y 2
C
Cx2
C
2 y
2P
yt 2P
tg
Cy Cx
2P
y 2
xt 2P
x 2
2P
2P
tg
Cy Cx
x 2 2P
Iy Ix
x 2 2P
tg
y 2
y 2
对于圆形高低压中心
2P x 2
2P y 2
,
对于椭圆形高压中心 2 P 2 P 0,