地面气温预报

低层大气稳定度的影响
• 湍流热量交换不仅与风速大小有关，与层结稳定 度也有关。
1、如果低层大气层结稳定时，地面热量不易向上传 递到较高层次，日出后地面接受太阳辐射，大气 热量聚积在近地面层内，气温剧烈上升，因此气 温日变化大。
2、如果层结稳定度小，湍流容易将地面热量传递到 较高层次，日出后地面气温缓慢上升，因此气温 日变化小。
2、温度平流对于气温日变化也有很大的影响，常常会掩盖 气温的正常日变化。
例：强冷空气入侵，局地气温明显下降，白天有可能出现最 低温度,也会出现一天中最高气温与最低气温相反的情形。
具体反映在地面气压场
冷平流使气柱温度降低，按静力学原理，等压面之间的厚度必减小，如 果地面气压场不变化，则高层等压面必下降，高空槽加深。这时气压场与流 场不适应，在变化的气压梯度力的作用下，高层产生辐合气流。这个辐合气 流：一方面按涡度方程规律产生正涡度流场，以与高层下降的等压面产生地 转适应；另一方面使气柱质量增加，地面加压，这样也使地面气压场与流场 也不适应了，在加压场的作用下，近地面层产生辐散气流。这个辐散气流： 一方面按涡度方程规律产生负涡度流场，以与地面的加压场产生地转适应； 另一方面使气柱质量因辐散流出，使地面加压程度得以减弱。在高层辐合， 低层辐散区，按质量守恒原理，必有下沉运动。而下沉运动又会绝热增温， 部分抵消了冷平流的作用。使高层减压不致太快，使上述的整个变化过程在 缓慢中进行，在近似地转平衡状态下进行。由此可得结论：冷平流使高层降 压，低槽加深；使地面加压，同时必伴有下沉运动。同理可得结论：暖平流 使高层加压，高压脊加强；使地面降压，同时必伴有上升运动。再注意一下： 在地面的低压中心或高压中心上空温度平流接近于零，所以温度平流对地面 的气压中心的发展不起直接作用。温度平流只对高空的槽脊发展起直接作用。 然而，高空的槽脊发展会使高空的涡度平流因子加强，从而也影响了地面的 气压中心的发展。所以，温度平流因子对地面的系统发展是通过间接方式表 现出来。我们说：大气的斜压结构对天气系统的发生、发展有很重要作用， 就是这个道理。
• 所以，层结稳定时，气温日变化大；层结稳定度 小时气温日变化小。
地表湿度的影响
• 如果地面潮湿，地面把白天接受的大量太阳辐射， 向土壤深处传递，使地面最高温度不致太高。在 夜间湿润土壤中的热量又上传至地表，补偿一部 分地面辐射冷却，使地面最低气温不致太低。
• 同时，由于地面潮湿，白天蒸发量较大，而夜间 容易产生凝结（霜露等），放出潜热，同样也使 气温日较差减小。
• 所以，对湿润的沼泽，草原，植被覆盖下的下垫 面，气温日变化小；石滩，沙漠，无植被覆盖的 下垫面，气温日变化大。
• 另外还有其它一些影响温度变化的因素，如季节 因素：夏冬季日较差小，春秋季日较差比较大；
地表辐射强度的日变化
风的影响
• 湍流交换强度在很大程度上决定于风速的大小。 1、白天接受太阳辐射而增温，气温随高度而降低，
湍流交换将地面热量向上传递，使地面气温增温 减弱，风速大时，湍流向上的热通量较强，有利 于空气热量上下交换，使白天气温增温减缓。风 速小时，不利于空气热量上下交换，气温增温加 速。 2、夜间，地面辐射冷却，常出现辐射逆温，湍流将 空气热量向下传递，风速大时，向下的热通量也 大，使最低气温降温趋缓；风速小时，向下的热 通量减少，最低气温下降加速。所以，在风强的 日子里，气温的日变化小，风弱时气温日变化大。
云与低层水汽
温度平流
• 温度平流项是由于气温沿水平气流方向分布不均匀时，空 气水平运动所引起的局地气温变化，暖平流使气温上升， 冷平流使气温下降。
1、气温变化的程度取决于温度平流的强度，温度平流因子 对高空和地面的气温变化都有很大影响，特别是空中，由 于辐射引起的温度变化比较小，而水汽凝结只出现在有限 地区，所以温度平流显得很重要。对于地面气温，它是一 个决定日平均气温的主要因子。
（3）当大气层结是中性平衡状态时，垂直运动对气 温的变化没有太大的作用。
垂直运动
• 对高空温度，垂直运动因子十分重要，其作用大 小与温度平流相当。
• 对地面温度（考虑地形的影响），平原地区，垂 直运动近于零，可以忽略此因子，对山区来说， 该因子很重要 ： 例如，北京西北方向的燕山山脉，高度约1km， 当冷空气自西北直下时，沿燕山下沉，温度会增 高几度，“焚风效应”。所以北京可以观测到， 当夜间有寒潮侵袭时，气温下降不严重，有时还 会升高。
非绝热加热因子
• 非绝热过程是空气与外界发生热量交换的过程， 包括辐射、湍流交换、对流、水相变化（凝结） 等，主要表现在大气低层。当气团移过或静止于 某一地方时，会影响气团的温湿特征，同时也会 影响局地气温的日变化。例如当冷空气移到暖的 下垫面时，气温会不断地升高。
云的影响
• 决定地面气温日变化的最根本的因子是太阳辐射， 而云影响辐射，因而云对地面热量收支有很大影 响。
垂直运动
• 垂直运动对气温变化的影响，主要与垂直运动的 方向、强度以及大气稳定度有关。
（1）当大气层结稳定（γd-γ）> 0时 上升运动（ω< 0）引起气温下降 下沉运动（ω> 0）引起气温升高
（2）当大气层结不稳定（γd-γ）< 0时 上升运动（ω< 0）引起气温上升 下沉运动（ω> 0）引起气温下降
地面气温预报
地面气温预报
• 温度预报主要是指地面的最高、最低气温的预报 • 地面气温是指距地面1.5m高度的百叶箱中或防辐
射罩中观测的气温
影响地面气温变化的因子
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温度平流 垂直运动 非绝热过程
温度平流：地面气压场形势 垂直运动：高空形势场 非绝热过程：太阳短波辐射与地表长波辐射
• 当白天有云时，可以减少地面得到的太阳辐射， 使增温减少；当夜晚有云时，可以减少地面向外 的有效辐射，使降温减少，这就是云层的“花房 效应”。
• 白天晴天，夜间多云，则最高气温高；白天阴天， 夜间晴天，则最低气温低。云量越多，持续时间 越长，云底越低且云层越厚，这种差别越明显。 所以，晴天气温日变化大，阴天气温日变化小。