卫星气象学课件：第6章 中纬度天气系统的卫星云图分析3
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卫星气象学气象卫星观测系统ppt课件
1
章节内容
4.1 A-Train卫星编队 4.2 TRMM热带降水卫星 4.3 GOSE静止卫星系列 4.4 NOAA极轨卫星系列
2
4.1 A-Train卫星编队 Aqua卫星
3
AQUA卫星介绍
AQUA卫星携带的仪器有：
★云与地球辐射能量系统测量仪CERE S (Clouds and the Earth's Radiant Ene rgy System)
5个
MODIS、MISR、CERES、 MOPITT、ASTER
S波段 X波段（8212.5MHz)
3,000瓦 5年
AQUA 2002年5月4日 DELTA CLASS 太阳同步，705公里
98.8分钟 下午1：30
16天 2,934公斤 2.68m×2.49m×6.49m
6个
AIRS、AMSU－A、CERES、 MODIS、HSB、AMSR-E
Telescope(望远镜)
直径17.78cm
Size(体积)
1.0m×1.6m×1.0m
Weight(重量)
250kg
Power(功耗)
225 W
Data Rate(数据率)
11 Mbps
Quantization(量化)
12 bits
Spatial Resolution (空间分辨率)
250 m(bands 1-2)、500m (bands 3-7)、
9
MODIS的技术指标
项目
指标
705km，降轨上午10:30过境(Terra)，
Orbit(轨道) 升轨下午1:30过境(Aqua)，太阳同步，
近极地圆轨道
Scan Rate(扫描频率)
章节内容
4.1 A-Train卫星编队 4.2 TRMM热带降水卫星 4.3 GOSE静止卫星系列 4.4 NOAA极轨卫星系列
2
4.1 A-Train卫星编队 Aqua卫星
3
AQUA卫星介绍
AQUA卫星携带的仪器有：
★云与地球辐射能量系统测量仪CERE S (Clouds and the Earth's Radiant Ene rgy System)
5个
MODIS、MISR、CERES、 MOPITT、ASTER
S波段 X波段（8212.5MHz)
3,000瓦 5年
AQUA 2002年5月4日 DELTA CLASS 太阳同步，705公里
98.8分钟 下午1：30
16天 2,934公斤 2.68m×2.49m×6.49m
6个
AIRS、AMSU－A、CERES、 MODIS、HSB、AMSR-E
Telescope(望远镜)
直径17.78cm
Size(体积)
1.0m×1.6m×1.0m
Weight(重量)
250kg
Power(功耗)
225 W
Data Rate(数据率)
11 Mbps
Quantization(量化)
12 bits
Spatial Resolution (空间分辨率)
250 m(bands 1-2)、500m (bands 3-7)、
9
MODIS的技术指标
项目
指标
705km，降轨上午10:30过境(Terra)，
Orbit(轨道) 升轨下午1:30过境(Aqua)，太阳同步，
近极地圆轨道
Scan Rate(扫描频率)
卫星气象学ppt课件
15
立体角的计算
d rd r sind
d d sin d d
r2
16
辐射场物理量包括： • 辐射能； • 辐射功率； • 辐射强度； • 辐射通量密度； • 辐亮度，等。
17
• 辐射能Q：焦耳、热力学卡（1k=4.1840J）； • 辐射功率φ（或Radiant Flux 辐射通量W）：
特 征：与温度有关。 微 波：波长：1mm —30cm。大于30厘米的波称无线电波。
产生：内部分子的转动引起的。
8
Electromagnetic radiation is characterized by its frequency ,
wavelength , wave number
or photon energy
= c, E = h v = h c /
E = Energy (joules, or j), h = Planck’s constant = 6.63 x 10-34 j -s, v = frequency (1/s or s-1)
c = speed of light in a vacuum (m / s), = wavelength (m)
n
n
s
dω
s
dω’
dA
d A’
21
如果辐射率与方向无关，则称各向同性, 这样的源称朗伯源。 如果考虑整个空间，则对所有角求积分，再除以4，就得平均 的辐射率
L 1
2
L( ,)sin d d
4 0 0
若辐射是方位对称的，则上式为
L 1
L( ) sin d
20
22
Emissivity(发射率,比辐射率,ε）：指同一温度下辐射体 的出射度M与黑体的出射度M的比值，它表征了物体的辐射能 力。
立体角的计算
d rd r sind
d d sin d d
r2
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辐射场物理量包括： • 辐射能； • 辐射功率； • 辐射强度； • 辐射通量密度； • 辐亮度，等。
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• 辐射能Q：焦耳、热力学卡（1k=4.1840J）； • 辐射功率φ（或Radiant Flux 辐射通量W）：
特 征：与温度有关。 微 波：波长：1mm —30cm。大于30厘米的波称无线电波。
产生：内部分子的转动引起的。
8
Electromagnetic radiation is characterized by its frequency ,
wavelength , wave number
or photon energy
= c, E = h v = h c /
E = Energy (joules, or j), h = Planck’s constant = 6.63 x 10-34 j -s, v = frequency (1/s or s-1)
c = speed of light in a vacuum (m / s), = wavelength (m)
n
n
s
dω
s
dω’
dA
d A’
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如果辐射率与方向无关，则称各向同性, 这样的源称朗伯源。 如果考虑整个空间，则对所有角求积分，再除以4，就得平均 的辐射率
L 1
2
L( ,)sin d d
4 0 0
若辐射是方位对称的，则上式为
L 1
L( ) sin d
20
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Emissivity(发射率,比辐射率,ε）：指同一温度下辐射体 的出射度M与黑体的出射度M的比值，它表征了物体的辐射能 力。
卫星云图
谢谢观看
可见光卫星云图利用云顶反射太阳光的原理制成，故仅能于白昼进行摄影。可见光卫星云图可显示云层覆盖 的面和厚度，比较厚的云层反射能力强，在可见光卫星云图上，会显示出亮白色，云层较薄则显示暗灰色，还可 与红外线卫星云图结合起来，做出更准确的分析。
可见光云图，是气象卫星上的扫描辐射计（早期用的是电视摄象机）用可见光通道感测并向地面站发送的卫 星云图，图上亮度明暗反映了云的反照率的强弱。可见光云图在研究云团、云系等的移动和发展方面，在监测台 风和其他天气系统的发生、发展及移动方面，均获得广泛应用，并取得较好成效。但由于云图是利用可见光波段 所拍，其亮度和色调取决于云的性质和太阳高度角，同肘夜间又拍不到，故受到一定的限制。
卫星云图是地面接受到的来自气象卫星的云况图片。按气象卫星飞行的轨道，可分为极地轨道气象卫星云图 和对地静止轨道气象卫星云图两种。前者连续的图片是不同地点上的云况；后者连续的图片代表卫星下方同一范 围云的连续情况。按气象卫星取得云况的仪器不同，可分为可见光卫星云图和红外卫星云图。
分类
红外线
可见光
红外线卫星云图利用卫星上之红外线仪器，来测量云层之温度。其中，温度低的云层会以亮白色来显示，也 就是此处的云层较高，而暗灰色的部分则代表云层高度较低，因为越接近地面的云层温度越高。简单而言，即以 云顶的不同温度来判断云层的高度。
分辨率
图像资料的分辨率高低是衡量卫星云图质量高低的一个重要指标。按照卫星上电视照相机的精度和扫描辐射 仪观测的瞬时视场大小，分成低分辨率和高分辨率云图两种。分辨率高，云中细小结构能表示出来。第三代业务 卫星的可见光和红外扫描辐射仪的分辨率都是 1.1公里。在1972年以前极轨气象卫星分辨率低，可见光和红外通 道的分辨率分别是4公里和8公里。
卫星气象学第六章 卫星云图在天气分析中的应用
• 在我国，细胞状云系主要出现在以下两种 情况：
1）夏季我国北方高空冷涡中的细胞状云系
每当北方进入夏季，华北冷涡、东北冷涡 和西北冷涡活动频繁，在冷涡的后部（西 侧）经常有冷空气侵入，使该地区产生细 胞状云系，冷涡附近的细胞状云系有明显 的日变化，一般在中午前后由于太阳对下 垫面的加热开始形成细胞状云系，由积云 浓积云组成，到傍晚前后，这些云系中的 一些常发展成积雨云，并伴有强对流天气。
南支槽带状云系
• 2）卷云覆盖区 （图示）：当南 支槽的南北幅度 为中等或较小时， 从印度西部到青 藏高原南部地区 出现成片的卷云 区，云区中卷云 纹线或反气旋弯 曲的纤维状结构 十分清楚。
南支槽片状卷云系
• 3）对流积状云区
（图示）：有时南 支槽表现为在青藏 高原南侧出现范围 不大的积状云区， 这些云系没有一定 的型式，但时常伴 有强雷暴天气，当 这片云区移至我国 南方地区时，同样 会带来强雷暴天气
D：急流轴(粗箭头) 在叶状云的南部风 速减小， X：500hPa涡度中心 P：反转点 F：切变涡度轴线 (又称切变涡度瓣) E：平流涡度轴线 (平流涡度瓣)
最高云顶常位于斜压叶东半部上方，东半部末端将变成逗点头； 云顶向西逐渐降低，并在“V”型缺口处北边界西端有中层云顶 出现，而南边界(H处)由低云组成。地面冷锋沿着斜压叶的南 边缘，冷锋的东端位于斜压叶状云系的深厚部分的下方，有时 也可能为静止锋。
• 当强寒潮南下到洋 面时，在锋面云带 的后面会出现由积 云组成的环状、半 环状和白球状的大 片云系，这种云型 分别叫做开口细胞 状云系和闭口细胞 状云系。
• 细胞状云系不仅出现在冬季洋面上，而且 可以出现在大陆上。从冬到夏，陆地表面 曙度升高，如果一次降水以后或湖泊、河 流较多的地方有冷空气侵入，就会有细胞 状云系生成。但是在陆地上由于热容量较 小，热惯性小，所以温度变化大，细胞状 云系的变化也大，表现为明显的日变化； 同时由于陆地地形较海面复杂，细胞状云 系远不如海面上典型。
卫星气象学课件：第6章 中纬度天气系统的卫星云图分析-2
1、 头边界
Ａ、头边界与“头阻塞”的概念及头边界的特征
水汽图象中观察到一种最常见的边界型式与垂直上升 运动区高空水汽扩散有关。在高层水汽扩散方向与周围高 空风场方向相反一侧，往往会形成“阻塞”。一般来说， 清晰的边界形成于垂直上升运动产生的湿区上游一侧，称 这种特定类型的阻塞过程为“头阻塞”，由于这种过程形 成的边界称为头边界。
头边界一般出现在两种情 形中，一种是逗点云的头 部西界，另一种是雷暴云 的西南边界
图6.20给出了头边界的模式，图中灰色区域是水汽区，其西侧不带尖头的 粗实线是头边界，白色区为干区，带尖头的实线是流线，粗尖头是急流。
Ｂ、天气尺度系统的“头边界”
头边界可能出现在各种天气尺度的天气系统中，上页 图是一个天气尺度头边界的例子。头边界ＡＢ很清楚，从 中蒙边界开始沿着冷云和水汽区向南和东南延伸到山东半 岛的南边界。但沿同一边界向东北伸展对比度并不一样。 它们的差异与边界较干一侧的各种条件有关。在边界较冷 一侧条件则比较一致，这种湿侧的一致性和干侧的各异性 是头边界的重要特征。头边界的ＡＢ段非常清晰这是因为 在邻近的干侧色调很暗，湿侧色调很浅对比度很大突现了 这一边界。Ｒ．Ｂ．威尔顿等人的研究指出，垂直下沉运 动常沿头边界形成，这种向下的垂直运动区（有时是沿边 界的狭窄暗带）可沿边界扩展很长距离。但它们与边界正 交的方向和垂直深度上影响范围都很小，有种种迹象表明， 沿边界与湿区有关的垂直上升和与干区有关的垂直下沉一 般都在500hpa以上。
因此，头边界基本上是由一个相当清晰的界面组成， 它的一侧是高云和冷的高空湿区，另一清晰的头边界形成于正在扩散的高层湿区上游.
头边界在水汽图上表现为 边界整齐光滑，向上游一 侧凸起，它的一侧为冷的 湿区和高云区，另一侧为 一狭窄的干黑带。
Ａ、头边界与“头阻塞”的概念及头边界的特征
水汽图象中观察到一种最常见的边界型式与垂直上升 运动区高空水汽扩散有关。在高层水汽扩散方向与周围高 空风场方向相反一侧，往往会形成“阻塞”。一般来说， 清晰的边界形成于垂直上升运动产生的湿区上游一侧，称 这种特定类型的阻塞过程为“头阻塞”，由于这种过程形 成的边界称为头边界。
头边界一般出现在两种情 形中，一种是逗点云的头 部西界，另一种是雷暴云 的西南边界
图6.20给出了头边界的模式，图中灰色区域是水汽区，其西侧不带尖头的 粗实线是头边界，白色区为干区，带尖头的实线是流线，粗尖头是急流。
Ｂ、天气尺度系统的“头边界”
头边界可能出现在各种天气尺度的天气系统中，上页 图是一个天气尺度头边界的例子。头边界ＡＢ很清楚，从 中蒙边界开始沿着冷云和水汽区向南和东南延伸到山东半 岛的南边界。但沿同一边界向东北伸展对比度并不一样。 它们的差异与边界较干一侧的各种条件有关。在边界较冷 一侧条件则比较一致，这种湿侧的一致性和干侧的各异性 是头边界的重要特征。头边界的ＡＢ段非常清晰这是因为 在邻近的干侧色调很暗，湿侧色调很浅对比度很大突现了 这一边界。Ｒ．Ｂ．威尔顿等人的研究指出，垂直下沉运 动常沿头边界形成，这种向下的垂直运动区（有时是沿边 界的狭窄暗带）可沿边界扩展很长距离。但它们与边界正 交的方向和垂直深度上影响范围都很小，有种种迹象表明， 沿边界与湿区有关的垂直上升和与干区有关的垂直下沉一 般都在500hpa以上。
因此，头边界基本上是由一个相当清晰的界面组成， 它的一侧是高云和冷的高空湿区，另一清晰的头边界形成于正在扩散的高层湿区上游.
头边界在水汽图上表现为 边界整齐光滑，向上游一 侧凸起，它的一侧为冷的 湿区和高云区，另一侧为 一狭窄的干黑带。
卫星云图云和云型识别PPT课件
第12页/共53页
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
半边亮半边暗
第13页/共53页
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
第14页/共53页
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
第15页/共53页
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
第16页/共53页
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
第17页/共53页
气象卫星测量6.7μm的红外辐射能主要受大气中水汽含量、水汽在垂直方向中 的位置和水汽层的温度等三个因素影响。
在水汽图上，色调越白表示大气中水汽含量越多，反之就越少。比较水汽图和 红外云图，发现水汽图有以下特点： ①在水汽图上，积雨云和卷云的表现十分清楚，其特征与红外云图类同； ②难以在水汽图上见到地表和低云（低于850hPa），其发射的辐射被大气全部吸收 而不能到达卫星； ③在水汽图上的水汽表现远比红外图上的云区要宽广，因为在没有云的地方仍然有 水汽存在；因此在水汽图上水汽区比云区要连续完整； ④在水汽图上色调浅白的地区是对流层上部的湿区，一般与上升运动相联系；色调 为黑区是大气中的干区，相应于大气中的下沉运动。
因子,要精确推算表面温度,必须消除大气中水汽的 影响.为此将红外观测通道10.5-12.5μm分裂为两个 通道,称为红外分裂窗通道.在这两个窗区通道中, 主要是水汽对红外辐射的吸收,且是不同的,利用这 种差异可以估算大气中的水汽含量,从而用于估算 海面温度.
第23页/共53页
红外图像在红外波段选用的通道 短波红外云图3.55-3.93μm 它位于反射太阳辐射及
可见光云图与红外云图的比较 可见光云图上物像的色调决定于其反照率和太阳高度角，
红外云图上物像的色调决定于它的温度，所以比较这两种 云图，有一些外貌上相差很大，但也有些是十分相似的。
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
半边亮半边暗
第13页/共53页
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
第14页/共53页
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
第15页/共53页
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
第16页/共53页
太阳高度角对可见光云图上色调的影响
第17页/共53页
气象卫星测量6.7μm的红外辐射能主要受大气中水汽含量、水汽在垂直方向中 的位置和水汽层的温度等三个因素影响。
在水汽图上，色调越白表示大气中水汽含量越多，反之就越少。比较水汽图和 红外云图，发现水汽图有以下特点： ①在水汽图上，积雨云和卷云的表现十分清楚，其特征与红外云图类同； ②难以在水汽图上见到地表和低云（低于850hPa），其发射的辐射被大气全部吸收 而不能到达卫星； ③在水汽图上的水汽表现远比红外图上的云区要宽广，因为在没有云的地方仍然有 水汽存在；因此在水汽图上水汽区比云区要连续完整； ④在水汽图上色调浅白的地区是对流层上部的湿区，一般与上升运动相联系；色调 为黑区是大气中的干区，相应于大气中的下沉运动。
因子,要精确推算表面温度,必须消除大气中水汽的 影响.为此将红外观测通道10.5-12.5μm分裂为两个 通道,称为红外分裂窗通道.在这两个窗区通道中, 主要是水汽对红外辐射的吸收,且是不同的,利用这 种差异可以估算大气中的水汽含量,从而用于估算 海面温度.
第23页/共53页
红外图像在红外波段选用的通道 短波红外云图3.55-3.93μm 它位于反射太阳辐射及
可见光云图与红外云图的比较 可见光云图上物像的色调决定于其反照率和太阳高度角，
红外云图上物像的色调决定于它的温度，所以比较这两种 云图，有一些外貌上相差很大，但也有些是十分相似的。
6卫星气象学_第六章云图
西北太平洋和南海热带气旋新命名表
热带气旋的强度等级
热带气旋眼区特征 (a)大而不规则眼 (b)低云中心眼
红外通道增强确定中心
螺旋云带确定云系中心
台风云型的中心确定方法实例
三个切变型台风云型的例子。这种云型中通常包含 一些弯曲低云线，它们常常形成一个曲率中心，靠 近或位于密蔽云区之内，如图中箭头所指处即为各 自的台风中心。
（三）东风波云系
• 东风波是热带偏东信风气流中的一个槽或是气 旋性曲率最大的波动，波的振幅在对流层低 • 层或中层最大。近年来，有人把东风波称为热 • 带波。产生东风波的原因是： • ①对流层上部的冷低压或伸向赤道附近的中纬 度槽在中低空的反映； • ②低纬度低层气旋在靠极一侧东风气流中反映 • 出来的倒槽； • ③热带东风气流中的波动
热带西太平洋和南亚地区热带辐合带云系分布
C1、C2、C3、C4是从西太平洋经南海到孟加拉湾的赤道辐合 带上的热带云团，其中C3处于波峰处带有涡旋的云团，云团 顶部为向西南方伸出的卷云羽，表示高空盛行东风气流。低空 则为西南季风气流。
• 热带辐合云带的地面辐合线的确定 • ①如果热带辐合云带内没有涡旋，云带 连续完整，北界整齐，则地面辐合线定 在云带的北界附近； ②如果辐合云带内 出现涡旋结构，则地面辐合线必须穿过 涡旋中心。
• • • • • • • • •
③流出层：从卷云砧底到对流层顶，厚度约 1km，在卫星云图上表现为向外辐散的卷云覆 盖区。云团内外构成一闭合性环流圈。 2．季节变化和移动 冬季位置最南，范围最小；夏季位置北 移，范围大，出现的频数高。 热带云团一般随副高南侧的偏东信风气流 自东向西移动，其移速小于风速。在暖的洋面 上，热带云团一般静止少动。
东风波云型
卫星云图分析课件PPT
3. 改进了低分辨率数据的广播方式
将模拟低分辨率数据广播(WEFAX)改为符合世界 气象组织建议标准的低速率数据广播(LRIT)。
2021/3/10
11
1、风云二号卫星简介
风云二号气象卫星定位于东经115°赤道上空，它提供了以我国中部经 度为中心的三分之一个地球范围内每小时一次的云图资料。
这些云图资料将填补我国西部、西亚、印度洋上的大范围资料空白，对天气 预报有十分重要的意义。
2021/3/10
9
中国已将８颗气象卫星送入太空
此前中国已将７颗气象卫星成功送入太空，这七颗气象卫星包括４颗风 云一号极轨气象卫星和３颗风云二号静止轨道气象卫星，它们的发射历 程如下：
1. １９８８年９月７日，“风云一号”Ａ星在太原卫星发射中心成功发射。 2. １９９０年９月３日，“风云一号”Ｂ星在太原卫星发射中心发射成功。 3. １９９７年６月11日，“风云二号”Ａ星在西昌卫星发射中心成功发射。 4. １９９９年５月11日，“风云一号”Ｃ星在太原卫星发射中心发射成功。 5. ２０００年６月２５日，“风云二号”Ｂ星在西昌卫星发射中心成功发射。 6. ２００２年５月１５日，“风云一号”Ｄ星在太原卫星发射中心成功发射。 7. ２００４年11月１９日，中国首颗业务型静止轨道气象卫星——“风云二号”
2021/3/10
12
1、风云二号卫星简介（续）
风云二号气象卫星每小时提供一次云图。在需 要的时候，还要以进行加密观测。
这种高频次的云图资料，可以有效地监视暴雨、台 风等灾害性中小尺度天气系统。
风云二号气象卫星的射出长波辐射资料，提供 了大气中云的信息以及热带地区大尺度环流系 统分布的信息。
有了风云二号气象卫星以后，从我国西面过来的天气系统将处于它的监 视范围之内。
将模拟低分辨率数据广播(WEFAX)改为符合世界 气象组织建议标准的低速率数据广播(LRIT)。
2021/3/10
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1、风云二号卫星简介
风云二号气象卫星定位于东经115°赤道上空，它提供了以我国中部经 度为中心的三分之一个地球范围内每小时一次的云图资料。
这些云图资料将填补我国西部、西亚、印度洋上的大范围资料空白，对天气 预报有十分重要的意义。
2021/3/10
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中国已将８颗气象卫星送入太空
此前中国已将７颗气象卫星成功送入太空，这七颗气象卫星包括４颗风 云一号极轨气象卫星和３颗风云二号静止轨道气象卫星，它们的发射历 程如下：
1. １９８８年９月７日，“风云一号”Ａ星在太原卫星发射中心成功发射。 2. １９９０年９月３日，“风云一号”Ｂ星在太原卫星发射中心发射成功。 3. １９９７年６月11日，“风云二号”Ａ星在西昌卫星发射中心成功发射。 4. １９９９年５月11日，“风云一号”Ｃ星在太原卫星发射中心发射成功。 5. ２０００年６月２５日，“风云二号”Ｂ星在西昌卫星发射中心成功发射。 6. ２００２年５月１５日，“风云一号”Ｄ星在太原卫星发射中心成功发射。 7. ２００４年11月１９日，中国首颗业务型静止轨道气象卫星——“风云二号”
2021/3/10
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1、风云二号卫星简介（续）
风云二号气象卫星每小时提供一次云图。在需 要的时候，还要以进行加密观测。
这种高频次的云图资料，可以有效地监视暴雨、台 风等灾害性中小尺度天气系统。
风云二号气象卫星的射出长波辐射资料，提供 了大气中云的信息以及热带地区大尺度环流系 统分布的信息。
有了风云二号气象卫星以后，从我国西面过来的天气系统将处于它的监 视范围之内。
卫星气象学课件6-09
2．闭合细胞状云系与天气系统： 冬季，闭合细胞状云系也出现于洋面冷锋后，发生的条件和地 方与未闭合细胞状云系不同。 ①闭合细胞状云系呈球状，中央有云，四周无云或少云，从中 央到四周，云变薄，色调变暗，边界为多边形； ②闭合细胞状云系主要由层积云组成； ③闭合细胞状云系出现在高压东南象限，地面反气旋气流处； ④闭合细胞状云系出现在稳定的冷气团内。 出现细胞状云系的地方，低空都有受下垫面的加热或云顶辐射 冷却所致低空对流。未闭合细胞云系中的对流要弱，有逆温抑制对 流发展，图6．17为西北太平洋寒潮爆发形成的开口细胞状云(OP) 和闭合细胞状云系(CL)。 3．未闭合细胞状云系与闭合细胞状云系共存时的特征 冬季洋面冷锋后未闭合和闭合细胞状云系常同时出现的特点： ①未闭合细胞状云系处于气流气旋性弯曲区，闭合细胞状云系 处于气流反气旋弯曲处，过渡区是低空气流辐散区； ②高空急流穿过细胞状云系，则末闭合云系处在急流轴的冷区 一侧，闭合细胞状云系处于急流轴暖区一侧。
当相应斜压叶状云系的高空槽振幅加大时，槽后偏北气流加大，
图6．12
斜压叶状云系与逗点云系的发展
5．斜压叶状云系与逗点云间的配置 逗点云系与斜压叶状云系之间的组合常表现有以下三种情况： ①图6．13(a)逗点云系的尾部全部被斜压叶状云系所覆盖； ②图6．13(b)逗点云系的尾部部分被斜压叶状云系覆盖； ③图6．13(c)逗点云系与斜压叶状云系全部分离，逗点云位于斜压 云带的北侧，且其尾部云与斜压云系紧邻接。
与变形场相联的云系种类： 第一种：图6.15(a)一般的变形场云带，细实线为流线、细虚 线为相对气流流线。图中分为四种情况： ①两侧气流强度相当，云带平直； ②西北气流强于东南气流，云带向弱侧弯曲； ③西南气流强云带向东北弯曲。 第二种：图6.15(b)与逗点云系相联的变形场云系，两种况： ①逗点云系尾部的变形场云系，气流辐散，云系南凸； ②逗点云系头部，变形场云系向东西伸展，为宽云带。 第三种：图6．15(c)高低空同时存在变形场气流云系，带箭头 的虚线是高空气流，细实线是低空气流，粗虚线为逗点云系及锋面。 图中A是与高空变形场相联的卷云带，B是与低空变形场相联的层积 云区，中空西北气流，水汽少，低层层积云，对应锋面云系。 第四种：6．15(d)与中空变形场云系，其外形类似破碎的“喷 泉”，云系左侧成气旋性弯曲，右侧成反气旋弯曲。有时云系边界 明显，有时沿变形带形成一狭窄云带。
卫星气象学-概论 课件
CH9
CH5 CH10
FY-1携带仪器
• （1）可见光和红外扫描辐射计 • （2）空间环境探测器
•
FY-1A,1B 5 通道
•
FY-1C,1D 10 通道
FY-3 携带仪器
• (1） 可见光和红外扫描辐射计 • （2） 红外分光计 • （3） 微波温度计 • （4） 微波湿度计 • （5） 微波成像仪 • （6） 中分辨率光谱成像仪 • （7） 紫外臭氧垂直探测仪 • （8） 紫外臭氧总量探测仪 • （9） 地球辐射探测仪 • （10）太阳辐射监测仪 • （11）空间环境探测器
②俄罗斯的“流星”号气象卫星系列； 俄罗斯“流星-I”气象卫星
③日本GMS地球同步轨道业务气象卫星系列；
日本GMS气象卫星
日本MASAT气象卫星
④欧洲空间局的Meteosat地球同步轨道业务 气象卫星系列；
欧洲METOP气象卫星
欧洲MSG气象卫星
⑤印度INSAT地球同步轨道业务气象卫星系列； 印度INSAT 3C 卫星
⑥中国的“风云” 气象卫星系列 1988年9月7日、l990年9月3日和l999年5月10 日，先后发射了第l颗、第2颗和第3颗“风云”l 号太阳同步轨道气象卫星；
风云1号气象卫星
风云一号卫星
风云一号卫星图像仪的观测通道
CH1 CH6
CH2
CH3
CH4
风云一号卫星图像仪的观测通道
CH7
CH8
六、遥感探测的特点
• ①在固定轨道上对地球大气进行观测
• ②实现全球和大范围观测
• •
③如一在幅空L间an自dsa上t图向像下，观覆测盖面积185 km×185 km， ④在所5取采~得6用m的遥in数内感据可探可完测进成行方扫大式描面，积实资现源对和地环的境大调面查积，同步观测。
卫星气象学课件：第6章 中纬度天气系统0-4
3、 确定急流轴的几条规则
规则1：卷云盾往往形成或持续出现在急流轴的反气旋一侧，并 且沿着此轴有一条轮廓分明的云带。该卷云盾称作斜压带卷 云(图6.84a)。
规则2：没有规则1中的斜压带卷云出现，但有其它高云或中云组成的云 带存在，急流跨越云带下游处的最前方(图6.84b中A处)。云带的上 游边界(图6.84b中B处)通常轮廓清晰，在孔口里或孔口上形成“U” 或“V”字形，并伴有最大风速轴。这种云型对发展中的短波系统可 靠，尤其是短波移经一个长波带状云型或者一个长波脊的锋面一侧 时更为典型。
① 锋面云带变宽； ②云区向冷气团一侧凸起(这表明西南暖湿气流在加强，出现暖锋锋生)； ③云区的色调变白、中高云增多(上升运动加大)和顶部卷云表现反气旋弯
曲(出现高空辐散)； ④云带向冷气团凸起的地方就是地面旋发展的地方。在波动阶段，云区
没有涡旋结构，地面天气图上也没有环流出现，但是在卫星云图上已 可确定其发生。
②在气旋云区的西北方向上有东北西南走向的云带移近该 云区，则气旋将发展；
③如果气旋云区十分密实(垂直运动强)，且明显向冷区凸 起(偏南气流加大)，云区北界出现向东北方向伸出的纤 维状卷云羽或反气旋弯曲的卷云区，表示高空有强烈的 辐散，则气旋进一步发展。
第六节 高空急流云系
由卫星云图可以定出高空急流云系的位置及高空急 流的变化，对于航空保障有重要的作用；研究表明， 高空急流与暴雨、强对流天气的发生发展有着密切的 关系。
5、衰亡阶段
①螺旋云带断裂，云系不完整； ②云区内中高云甚少，以中低云为主，云区中出现无云区，在夏
季云区内有时出现孤立的对流云小单体； ③冷锋云带与螺旋云区分开，这时的螺旋云区在500hPa上一般有
冷中心，地面是一个完整消散的低压。
卫星气象学第6章 天气尺度系统和云系
88.9.10.8:26 江南南部—华南北部地区的宽冷锋云带
2、静止锋云系
天山静止锋：横亘天山北里，东西带状，连阴雨，锋面在南界。 昆明静止锋：西南山地以东，片状，低云为主，云顶均匀，色 暗，锋面沿西南山地，连阴雨。 华南静止锋：南岭 以北，东西带状、片状， 低云为主，云顶均匀， 色暗，锋面沿南岭山地， 连阴雨。弱时云带不连 续。 梅雨锋：长江流域， 带状，准直线形，长数 千公里，以层状云为背 景，其上分布着各种大 小不同强度各异的对流 云团，色调差异很大， 连续性降水中有暴雨， 锋面在云带南界以内的 云带中。
三.逗点云系 形状如逗号“，”的云系。
Comma cloud patterns
"Naked" comma patterns: Type 1a - Boundaries are mid and low levels. Type 1b - New high level boundary formed at "head"
Comma in developing & mature stage
Feb. 6, 11:00 IR
Feb. 6, 20:00 IR
two types of extratropical cyclones in mature stage
May 14, 14:00 IR
April 8, 11:00 IR
88.9.8.16：18
细胞状云区与风速：
园形＜5m/s，椭园形 5—10m/s， 马蹄形10—15m/s，长条形15m/s
Lower-level jet stream passing through cellular cloud system
Dec. 1, AM IR
中高纬度天气系统PPT课件
强 度：以中心气压值表示。
反气旋的发展（加强） 反气旋的减弱
第32页/共42页
天气：多晴朗天气 2、反气旋的分类
地理区域
极地反气旋（极地高压） 极地
温带反气旋（冷高压）
中高纬地区
副热带高压（副高）
对流层中下层海洋上
副热带反气旋
副热带
大陆高压（高原高压）
对流层上层大陆高原上
热力结构
冷性反气旋（冷性高压） 温带反气旋 暖性反气旋（暖性高压） 副热带反气旋
第16页/共42页
1、结 构
锋 面 气 旋 天 气 模 式
第17页/共42页
2、温带气旋的生成
• （1）初生阶段 ：
• 气旋发生前高纬，偏东风， • 温度低；低纬是偏西风， 温度高； • 中间有一条准静止锋（a）。
第18页/共42页
2、温带气旋的生成
开始出现波动时，冷空气向南侵， 暖空气向北扩展，
第27页/共42页
第28页/共42页
东亚气旋
北方气旋 45～55 °N
蒙古气旋 东北气旋 黄河气旋 黄海气旋
江淮气旋 东海气旋
南方气旋 25～35 °N 东亚气旋沿着对流层500hPa或700hPa气流的方向移动，并最 终移向阿留申群岛及其以东的北太平洋海域。
第29页/共42页
• 东亚的锋面气旋源地主要集中于两个地带： • 一个在45°~55°N之间，即内蒙到东北一线，
第6页/共42页
• 阻塞高压对中高纬地区天气的影响非常明显。 • 在亚洲主要出现在乌拉尔山和鄂霍次克海地区的上空； • 它（们）的形成和崩溃，常伴随着大型环流的转变，对我国高空的环流形势和大型
天气过程影响较大。 • 如夏季：亚洲东北部鄂霍次克阻塞高压出现后，构成东亚夏季环流的稳定形势，使
反气旋的发展（加强） 反气旋的减弱
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天气：多晴朗天气 2、反气旋的分类
地理区域
极地反气旋（极地高压） 极地
温带反气旋（冷高压）
中高纬地区
副热带高压（副高）
对流层中下层海洋上
副热带反气旋
副热带
大陆高压（高原高压）
对流层上层大陆高原上
热力结构
冷性反气旋（冷性高压） 温带反气旋 暖性反气旋（暖性高压） 副热带反气旋
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1、结 构
锋 面 气 旋 天 气 模 式
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2、温带气旋的生成
• （1）初生阶段 ：
• 气旋发生前高纬，偏东风， • 温度低；低纬是偏西风， 温度高； • 中间有一条准静止锋（a）。
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2、温带气旋的生成
开始出现波动时，冷空气向南侵， 暖空气向北扩展，
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东亚气旋
北方气旋 45～55 °N
蒙古气旋 东北气旋 黄河气旋 黄海气旋
江淮气旋 东海气旋
南方气旋 25～35 °N 东亚气旋沿着对流层500hPa或700hPa气流的方向移动，并最 终移向阿留申群岛及其以东的北太平洋海域。
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• 东亚的锋面气旋源地主要集中于两个地带： • 一个在45°~55°N之间，即内蒙到东北一线，
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• 阻塞高压对中高纬地区天气的影响非常明显。 • 在亚洲主要出现在乌拉尔山和鄂霍次克海地区的上空； • 它（们）的形成和崩溃，常伴随着大型环流的转变，对我国高空的环流形势和大型
天气过程影响较大。 • 如夏季：亚洲东北部鄂霍次克阻塞高压出现后，构成东亚夏季环流的稳定形势，使
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第六章 中纬度天气系统的 卫星云图分析-3
第三节 卫星云图分析高空天气系统
一、利用卫星云图分析500hPa槽线
在高空槽线的前后，大气的垂直运动和气流方 向有明显的改变，反映在云系上也明显不同， 我们根据高空槽前后云系分布的差异就能定出 高空槽线的位置。
1、由逗点云系或积云变稠密区确定槽线
逗点云系发展阶段不同，槽线确定的方法也不完全相同。 一般有以下几种情况： ①逗点云系初生时槽线的确定：逗点云系初生时，只表 现为“S”形的后边界，这时的槽线定在云系的后边界处； ②逗点云成熟时槽线位置：如图6．28(a)，逗点云系成 熟时常表现成尺度较大的涡旋结构和尾部云带， 这时槽线定在涡旋中心到尾部 云带的断裂处；
2、云贵－华南地区的南支槽云系
三、青藏高原上的切变云系
1、春季青藏高原上的切变线云系 南槽北脊反相形势 两高压形势下的切变线云系 锋面切变线云系
2、夏季青藏高原上的切变线云系 暖高压南侧的切变线云系 两高压间的切变线云系
四、卫星云图识别高空高压脊线
1、狭脊(南北幅度很大的脊)
当大气环流盛行经向环流时，就出现深槽狭脊，高空 脊的南北幅度很大，东西方向的宽度很窄，所以称它为 狭脊。在狭脊的脊线附近，垂直运动符号有急剧变化， 脊前为下沉运动，脊后为上升运动，所以云一过脊线就 立即消失，因此脊线的东面是少云或无云区，与狭脊相 联的云区比较窄，南北幅度较大，脊线的位置就定在云 带的前边界或靠前一点的地方。有时候，脊前的下沉运 动特别明显，尤其是当出现阻塞高压的情形中，高空高 压脊线定在云带前面几个经度的地方。(分析图册5-8中 的图5-19)
①大振幅盾状卷云区(深槽)： 云系的南北幅度也大，云带的北 端表现为反气旋弯曲的卷云带， 槽线定在云带后界或靠后的地方；
②宽盾状卷云区(浅槽)：当大气环流以纬向环流为主 时，云系的南北幅度较小，而东西方向上，云区十分 宽广，表明从
低层到高层，槽线 的坡度很小，即随 高度向西北倾斜十 分明显，这时 500hPa槽线定 在云区后界或 向前的云区里；
A
B
图6.30是出现于青藏高原中北部地区的逗点云系，500hPa高空槽线可定在从 处于贝加尔湖西南侧的涡旋云系中心(D)出发，沿云带(F)的后界附近，一直 延伸到云带断裂处(C)。
D
C
2．由大片中高云云区定槽线位置
从高空槽线到下游脊线之间是大 范围上升运动区，在这区域中出 现大片中高云区，而槽后为下沉 运动区，为一片晴空区或少云区。 图6.31给出了三种高空槽前盾状 卷云的概念模式。根据中高云区 的表现，还可分成以下几种情况：
U T
E F
3．不规则中高云区定槽线
当高空风较小，即没有强风区出现时，中高云 系分布不很规则，这时槽线定在这一片中高云 区的后界附近。 4．由带状云确定槽线
有时高空槽云系表现为一条长的云带，这时槽 线定在云带的后界处。 5．由云分布定出风向后定槽线
二、南支槽云系
1、青藏高原南侧的南支槽云系 带状云系 卷云覆盖区 对流积状云区
2．中等幅度脊线
当经向环流与纬向环流相当时，就出现中 等幅度脊线。在中等幅度脊线附近，垂直运动 的符号是逐渐改变的，所以与中等幅度脊线相 连的云区比狭脊的云区要宽，而且云区也不像 狭脊那样，云系可以越过脊线伸展到脊前(大 多是卷云)。在可见光云图上，透过卷云可以 看到中云，脊线的位置定在云区前边界以西几 个经度处，大致在中云的前边界处。如果没有 卷云伸到脊线上，脊线的位置定在中云前边界 稍稍后面处。(5-7中的图5-17)
如图6．28(c)，槽线有两条：一条从涡旋云系中心到尾 部云带处；另一条定在头部出现大片卷云覆盖区的 后边界处；
⑤逗点云系尾部云带呈纬向分布时：
当到夏季，副高加强，逗点云系尾部云带横贯于副高北 侧。这时在尾部的槽线与云带的北界相一致。
图6.29是我国东部地区逗点云系的实例，其头部(H)位于东北地区，尾部云带 (F1～F2)经沿海地区伸向广西地区，槽线一端在涡旋中心(A)，另一端定在尾 部云带尾端(B)出现对流云团的地方。可以看到，在槽前为稠密的云区，伴随 着对流层中部西南暖湿气流；槽后则为大片无云区，是高空干而冷的西北下沉 气流所致。
③逗点云系涡旋云区西侧西北气流中出现云系时的槽线：
如图6．28(b)，这一般出现于逗点云系成熟时，在主槽 的西北一侧、低压的西侧的西北气流里出现风的切变， 云图上出现与一系列横向浅槽(常称阶梯槽)相伴的断裂 的中高云，随西
北气流环绕涡旋运动，
在夏季当它移到主槽
处强烈发展，并有雷 暴出现；
④逗点云系头部处出现大片卷云区时：
平直气流中的浅槽云系
③中等振幅盾状卷云(中等幅度槽)， 这类云介于上面两类云之间。
横贯于我国大陆上的高空槽云系，分成两部分：一部从日本海延伸到我国南方地 区的云带(E～F)，在日本海那一段云带呈现盾状，左界光滑，槽线定在云系后界 附近，在我国南方部分的云带呈东西走向，此时槽线成为切变线，定在云的北界。 在青藏高原上有一片盾状卷云区(U—T)，从青藏高原南侧向北横穿高原。可以看 到在高空槽后西北气流的大片无云区内出现积状云。
五、卫星云图定地面高压脊线
利用卫星云图上云系分布可以定出地面高压 脊线，其中定出副高脊线这对于确定夏季雨带 的南北进退是很有帮助。但是并非每一个高压 都能定出地面高压脊线。利用云图确定脊线可 以采用预先得出的概念模式进行。
1．第一类地面高压脊线
如图6.36所示，当洋面 副热带高压脊线北面有锋面 云带存在时，有时在云带的 前界处出现一条条细的枝状 云线(带)伸到地面高压内， 而这些枝状云系到达高压脊 线位置处时就消失，所以地 面高压脊线就可以定在这些 云线(带)的最南端。(5-14
3．浅脊
当盛行纬向环流时，出现宽的浅脊，云区东西 范围甚广，南北幅度小，这是由于从槽线到脊线 间的范围甚广，上升运动范围也很广，云区前部 边界处的云进入逐渐增强的下沉运动区后是缓慢 消失的。
在浅脊上，由于垂直运动符号的改变是逐渐过 渡的，云可以伸过脊线到下游相当长的距离处， 因此浅脊的位置可以定在云区前部边界以西的云 区内。在这片宽广的云区内，常见到一条条反气 旋弯曲的卷云纹线，脊线就可以定在这些纹线反 气旋弯曲曲率最大的地方。(5-7图5-16)
第三节 卫星云图分析高空天气系统
一、利用卫星云图分析500hPa槽线
在高空槽线的前后，大气的垂直运动和气流方 向有明显的改变，反映在云系上也明显不同， 我们根据高空槽前后云系分布的差异就能定出 高空槽线的位置。
1、由逗点云系或积云变稠密区确定槽线
逗点云系发展阶段不同，槽线确定的方法也不完全相同。 一般有以下几种情况： ①逗点云系初生时槽线的确定：逗点云系初生时，只表 现为“S”形的后边界，这时的槽线定在云系的后边界处； ②逗点云成熟时槽线位置：如图6．28(a)，逗点云系成 熟时常表现成尺度较大的涡旋结构和尾部云带， 这时槽线定在涡旋中心到尾部 云带的断裂处；
2、云贵－华南地区的南支槽云系
三、青藏高原上的切变云系
1、春季青藏高原上的切变线云系 南槽北脊反相形势 两高压形势下的切变线云系 锋面切变线云系
2、夏季青藏高原上的切变线云系 暖高压南侧的切变线云系 两高压间的切变线云系
四、卫星云图识别高空高压脊线
1、狭脊(南北幅度很大的脊)
当大气环流盛行经向环流时，就出现深槽狭脊，高空 脊的南北幅度很大，东西方向的宽度很窄，所以称它为 狭脊。在狭脊的脊线附近，垂直运动符号有急剧变化， 脊前为下沉运动，脊后为上升运动，所以云一过脊线就 立即消失，因此脊线的东面是少云或无云区，与狭脊相 联的云区比较窄，南北幅度较大，脊线的位置就定在云 带的前边界或靠前一点的地方。有时候，脊前的下沉运 动特别明显，尤其是当出现阻塞高压的情形中，高空高 压脊线定在云带前面几个经度的地方。(分析图册5-8中 的图5-19)
①大振幅盾状卷云区(深槽)： 云系的南北幅度也大，云带的北 端表现为反气旋弯曲的卷云带， 槽线定在云带后界或靠后的地方；
②宽盾状卷云区(浅槽)：当大气环流以纬向环流为主 时，云系的南北幅度较小，而东西方向上，云区十分 宽广，表明从
低层到高层，槽线 的坡度很小，即随 高度向西北倾斜十 分明显，这时 500hPa槽线定 在云区后界或 向前的云区里；
A
B
图6.30是出现于青藏高原中北部地区的逗点云系，500hPa高空槽线可定在从 处于贝加尔湖西南侧的涡旋云系中心(D)出发，沿云带(F)的后界附近，一直 延伸到云带断裂处(C)。
D
C
2．由大片中高云云区定槽线位置
从高空槽线到下游脊线之间是大 范围上升运动区，在这区域中出 现大片中高云区，而槽后为下沉 运动区，为一片晴空区或少云区。 图6.31给出了三种高空槽前盾状 卷云的概念模式。根据中高云区 的表现，还可分成以下几种情况：
U T
E F
3．不规则中高云区定槽线
当高空风较小，即没有强风区出现时，中高云 系分布不很规则，这时槽线定在这一片中高云 区的后界附近。 4．由带状云确定槽线
有时高空槽云系表现为一条长的云带，这时槽 线定在云带的后界处。 5．由云分布定出风向后定槽线
二、南支槽云系
1、青藏高原南侧的南支槽云系 带状云系 卷云覆盖区 对流积状云区
2．中等幅度脊线
当经向环流与纬向环流相当时，就出现中 等幅度脊线。在中等幅度脊线附近，垂直运动 的符号是逐渐改变的，所以与中等幅度脊线相 连的云区比狭脊的云区要宽，而且云区也不像 狭脊那样，云系可以越过脊线伸展到脊前(大 多是卷云)。在可见光云图上，透过卷云可以 看到中云，脊线的位置定在云区前边界以西几 个经度处，大致在中云的前边界处。如果没有 卷云伸到脊线上，脊线的位置定在中云前边界 稍稍后面处。(5-7中的图5-17)
如图6．28(c)，槽线有两条：一条从涡旋云系中心到尾 部云带处；另一条定在头部出现大片卷云覆盖区的 后边界处；
⑤逗点云系尾部云带呈纬向分布时：
当到夏季，副高加强，逗点云系尾部云带横贯于副高北 侧。这时在尾部的槽线与云带的北界相一致。
图6.29是我国东部地区逗点云系的实例，其头部(H)位于东北地区，尾部云带 (F1～F2)经沿海地区伸向广西地区，槽线一端在涡旋中心(A)，另一端定在尾 部云带尾端(B)出现对流云团的地方。可以看到，在槽前为稠密的云区，伴随 着对流层中部西南暖湿气流；槽后则为大片无云区，是高空干而冷的西北下沉 气流所致。
③逗点云系涡旋云区西侧西北气流中出现云系时的槽线：
如图6．28(b)，这一般出现于逗点云系成熟时，在主槽 的西北一侧、低压的西侧的西北气流里出现风的切变， 云图上出现与一系列横向浅槽(常称阶梯槽)相伴的断裂 的中高云，随西
北气流环绕涡旋运动，
在夏季当它移到主槽
处强烈发展，并有雷 暴出现；
④逗点云系头部处出现大片卷云区时：
平直气流中的浅槽云系
③中等振幅盾状卷云(中等幅度槽)， 这类云介于上面两类云之间。
横贯于我国大陆上的高空槽云系，分成两部分：一部从日本海延伸到我国南方地 区的云带(E～F)，在日本海那一段云带呈现盾状，左界光滑，槽线定在云系后界 附近，在我国南方部分的云带呈东西走向，此时槽线成为切变线，定在云的北界。 在青藏高原上有一片盾状卷云区(U—T)，从青藏高原南侧向北横穿高原。可以看 到在高空槽后西北气流的大片无云区内出现积状云。
五、卫星云图定地面高压脊线
利用卫星云图上云系分布可以定出地面高压 脊线，其中定出副高脊线这对于确定夏季雨带 的南北进退是很有帮助。但是并非每一个高压 都能定出地面高压脊线。利用云图确定脊线可 以采用预先得出的概念模式进行。
1．第一类地面高压脊线
如图6.36所示，当洋面 副热带高压脊线北面有锋面 云带存在时，有时在云带的 前界处出现一条条细的枝状 云线(带)伸到地面高压内， 而这些枝状云系到达高压脊 线位置处时就消失，所以地 面高压脊线就可以定在这些 云线(带)的最南端。(5-14
3．浅脊
当盛行纬向环流时，出现宽的浅脊，云区东西 范围甚广，南北幅度小，这是由于从槽线到脊线 间的范围甚广，上升运动范围也很广，云区前部 边界处的云进入逐渐增强的下沉运动区后是缓慢 消失的。
在浅脊上，由于垂直运动符号的改变是逐渐过 渡的，云可以伸过脊线到下游相当长的距离处， 因此浅脊的位置可以定在云区前部边界以西的云 区内。在这片宽广的云区内，常见到一条条反气 旋弯曲的卷云纹线，脊线就可以定在这些纹线反 气旋弯曲曲率最大的地方。(5-7图5-16)