天气预报的一般方法

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通过天气分析,可了解天气系统分布、空间结构及其演变
的过程,理解天气系统和天气变化之间的关系,进而判断 未来天气变化趋势.
一、天气图分析
天气图与气象要素
北京站号为54511,北京总云 量为9-10成、西北风6m/s, 气温13℃,气压1016.7hPa, 3h变压为+0.2hPa,能见度为 30km,露点为-6 ℃,低云为 淡积云,中云为透光高积云, 高云为密卷云,低云高为 1000m,低云量为1成
零等速度线为“S”型,风随高度 顺转,有暖平流;观测范围的 150km等距离圈内正速度面积大 于负速度面积,有风向辐散
暖平流+风向辐合
暖平流+风向辐散
2018/6/7
边界层急流(BLJ)
低空急流(LLJ)
为什么左侧是BLJ,右侧是LLJ?
图3.21 2004年6月15日济南SA多普勒雷达径向速度图(仰角1.5°)
2018/6/7
中分 析与 中尺 度分 析的 关系 及其 与业 务预 报时 效之 间的 关系
2018/6/7
中分析的来自百度文库本要件
2009年8月27日08:00 500hPa形势图(a); 中尺度综合分析图 (b)箭头为200hPa急流,细实线为200hPa等风速线, 粗实线为500hPa槽线,双实线为850hPa槽线,方点细线为700hPa槽线, 中空的长条和点线为700hPa切变线,三角细线为地面冷锋 (c)双实线为500hPa槽线,有圆点的细线为500hPa温度槽线,红色圆点 线为850hPa温度脊线,阴影为T850-T500大于27℃区域 可见:黑色圆内,位于高空急流入口区右侧,低空槽线和锋面附近( 构成深厚垂直抬升机制);强烈层结不稳定区;
钩状回波和三体散射回波 c 后侧入流V型缺口 d
前侧入流V型缺口 弓型回波 大陆性强对流 2018/6/7
有界弱回波区 BWER(穹窿)
Z=300R1.4;热带性降水 Z=230R1.25;层状云降水 Z=200R1.4
环境 垂直风切变
有界弱回波区
倾斜对流单体的流场结构
2018/6/7
多普勒雷达速度图分析 多普勒雷达测的是粒子相对雷达的运动速度,即径向速度Vr。 规定远离雷达方向为正,Vr>0;朝向雷达方向为负,Vr<0
径向风特征
强度特征
雷达观测特征识别与预警
2018/6/7
四、其他观测资料分析
闪电定位资料分析
多普勒雷达反射率PPI和地闪分布,a、b对应02:05和02:25。 图中“+”、 “-”分别表示5分钟间隔的正、负地闪,距离圈为60km,仰角均0.5
2018/6/7
微波辐射计产品
地基微波辐射计通过天线接收大气中气体、云粒子所发 射和散射的微波信号,结合云底温度、高度信息以及天 线附近的温度、湿度和气压等信息,使用不同反演算法 可以获得大气中温度、湿度、水汽和液态水的垂直廓线, 使用双通道算法可以得到与仪器垂直的方向上的水汽总 量PW(或液态水总量LWP)
2018/6/7
结合北京探空:近地面层趋于饱和(低空水汽条件),700hPa以下存在较 强垂直切变----上述条件表明,该区域存在强对流发生的基本要素条件; (不具备发生对流暴雨条件,符合雷暴大风和冰雹发生条件---0,-20℃高 度,强垂直切变有利于雷暴倾斜结构)
2018/6/7
中尺度分析要件
山东半岛等地,是华北地区暴雨的主要影响系统之一
高空天气系统: 以天气图来说明
高低空急流
200hPa风场,阴影为风 速≥30m/s的风速区
850hPa风场,虚线为风速≥12m/s
探空分析(T-LnP)
各 物 理 参 量 的 意 义 是 什 么 ?
用来判断测站大气层结稳定度、天气系统垂直结构、预报强对流天气、雾/霾天 气、冻雨天气等的重要工具
正3h变压,暖锋前常有较强的负3h变压
风场:锋面附近有明显的气旋式风向切变
云和天气现象:锋面附近一般有较明显的云和降水
气旋:气旋是指占有三度空间的、在同一高度上中心气压低于四周的大
尺度涡旋,按气旋的结构可分为锋面气旋和无锋面气旋
我国的典型大尺度气旋: 江淮气旋:是指发生在长江下游、淮河流域及湘赣地区的锋面气旋,是
二、雷达观测分析
目前多普勒雷达可生成大量产品,主要可分为基本产品和导 出产品。基本产品是指由基数据直接形成的不同分辨率和数 据显示级别的反射率因子(R)、平均径向速度(V)和谱宽(SW)。 业务中最常使用的是反射率因子和径向速度产品,降水天气 系统的识别和预警技术也主要建立在反射率因子和径向速度 结构的基础上。导出产品是指经过气象算法处理后得到的产 品。 雷达观测是通过接收被气象目标物散射回来的电磁波列即回 波信号来表现的;常见的非气象回波有地物回波、海浪回波、 晴空回波,还有旁瓣回波、二次回波、超折射回波等虚假回 波(杂波);降水回波是业务中主要分析的回波,可分为对 流性降水回波、层状云降水回波和混合性降水回波。
天气分析的一般方法
天气资料分析的内容
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天气图分析 物理量诊断分析(略) 卫星云图 雷达分析 中分析 其他观测资料分析 数值预报产品
短时 预报、 临近 预警 的主 要手 段
前言:天气资料分析的目的
• 任何天气现象的发生都是由不同天气尺度系统以及它们之
间相互作用过程驱动的,天气演变过程中的物理过程反过 来对天气系统演变产生反馈 • 天气分析是根据不同尺度天气学和动力气象学的原理,对 天气图(包括数值预报天气图)和各种探测资料进行分析。
2009年8月27日15:00-17:00红外云图 卫星云图:注意切变线云系的发展
2018/6/7
地面 中尺 度特 征分 析 == 自动 站网 观测 资料
(a)15:00; (b)16:00; (c)17:00; (d)18:00 双实线为 中尺度辐 合线,实 线为气压 等值线(间 隔1hPa)
2018/6/7
2018/6/7
三、中分析与中尺度分析
• 中尺度分析是指对中尺度天气系统的描述和分析
• 中分析主要是指在常规天气图分析基础上,针对
产生中尺度对流性天气的主要条件(水汽、不稳
定、抬升和垂直风切变条件),分析各等压面上 相关大气的各种特征系统和特征线,最后形成中 尺度对流性天气发生、发展大气环境场“潜势条 件”的高空和地面综合分析图
强辐散
强辐合区
SA雷达0.5°(左)和6.0°(右)仰角径向速度图 低层:强风暴后侧的辐散气流,前侧的辐合气流
2018/6/7
高空:强风暴顶的辐散气流
零等速度线为“S”型,风随高度顺转,有暖 平流;且零等速度线有一段明显弯向正速度, 观测范围的150km等距离圈内负速度面积大 于正速度面积,有风向辐合
重要概念:仰角,体扫,锥面观测
2018/6/7
雷达回波强度分析 a 零度层亮带 b 三体散射(长钉散 射):是由大冰雹 产生的雷达微波散 射假象 V型入流缺口:后侧 缺口对应于强下沉 气流;前侧缺口对 应于入流形成的强 烈上升运动气流 BWER是被中层悬 垂回波所包围的弱 回波区,是一个强 上升气流区(具有 穹窿结构的悬垂回 波剖面)
2018/6/7
• 雷达观测重要产品 垂直累积液态含水量(VIL):利用反射率因子强度资料和含水
量之间的关系反演出云层含水量
回波顶高(ET):是≥18dBZ(可调)反射率因子被探测到时,显
示以最高仰角为基础的回波顶高度
垂直风廓线(VWP):在一定的假设条件下,通过反演可获取某
高度平面上的平均风向风速(VAD)。在VAD产品基础上,应用体积 扫描资料可得到半径为30km的水平区域中平均风向风速随高度变化的 垂直廓线 组合反射率因子(CR):是将一个体积扫描获取的回波强度数据, 分成若干个以1km×1km或4km×4km为底面积的垂直柱体,对每个柱 体寻找最大回波强度的dBZ值后显示的图像
梅雨系统的重要组成部分
蒙古气旋:蒙古气旋发生或发展在贝加尔湖东南方的蒙古中部和东部高
原一带,约在(100~115º E,40~50º N)范围内。一年四季均有出现, 以春秋两季最常见,尤以春季最多,多数春季大风、沙尘天气均与它的发 展移动有关
黄河气旋:是指在黄河流域产生的气旋,常常影响黄河下游、辽东半岛、
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五、数值预报产品分析
随着数值预报水平的不断提高,目前数值预报已成为现代气 象业务的基础。在日常业务中,数值预报产品已成为中短期 业务预报主要参考资料之一 模式对天气系统预报能力 >>气象要素预报能力(风、水汽 等)>>天气现象(落区、强度、时间)预报能力 天气形成、演变的物理过程远比大气运动本身更为复杂---但 是基于天气系统演变预报地面天气要素变化一直是天气预报 的重要基础 基于分析场扰动的集合预报技术可能在很大程度上揭示大气 运动本身的不确定性---初值不确定性问题 基于物理过程(例如云物理过程、辐射过程、拖曳过程、潜 热反馈过程等)、边界层强迫(地-气能量交换过程、冠层、 陆-气水循环过程等等)等的集合预报技术未来可能成为揭 示天气过程的不确定性---物理机制的不确定性问题
地面主要天气系统
多由冷锋赶 上暖锋形成 多由冷锋演化(变性)造成
• 锋面前后的要素特征(怎么定锋面位置?) 冷、暖气团的交界面:温度梯度大值区,负变温与正变温 干、湿交界面:暖空气露点温度较高,冷空气露点温度较低,因此
在没有降水发生的条件下,露点温度能较好的表达气团的属性
气压与变压:锋面两侧等压线的疏密对比显著,冷锋后常有较强的
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