6卫星气象学_第六章云图

三种诊断结合预报暴雨模式
热带羽与热带羽与θe场的关系及高低层强迫耦合概念模型
700hPa高空形势图
卫星云图
6月29日
7月1日
7月3日
7月3-4日中β尺度云团活动与演变
7月3-4日FY－2B红外云图动画
7月3日中β尺度云团发展的大尺度环流背景
7月3日中β尺度云团的物理特性（1）
热带对流云模式
• 3、热带大气中云系的尺度在云图上热带云系 表现为四种尺度： 对流尺度云系 (D) 中尺度对 流系统云系 (C)云团 (B) 长波尺度系统 (A)
二、热带天气系统的云图特征
• • • • • • • • （一）热带云团（一）热带云团 1．空间结构 热带云团由许多积雨云单体组成，顶部的 卷云连成一片，表现为密实而白亮的云区，直 径大小不等。云团在垂直方向上分成三层： ①流入层：从地面到1500m的边界层。 ②垂直运动层：从边界层顶或凝结对流高度到 卷云底部，厚度为10km左右。
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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。
（五）对流层低层的赤道反气旋
• 由静止卫星上云的移动导得的风和常规气象资 料发现：当南半球气流越过赤道向北推进时， 北半球的热带辐合带会北移加强，在热带 • 辐合带的以南地区形成赤道反气旋，又称赤道 高压或赤道缓冲带，在卫星云图上表现为少云 或无云区。南半球气流越过赤道往往是南半球 的寒潮爆发引起的。
• ③玉米花云团：这种云团宽度小于1个纬距， • 面积小于104km2，它由若干个积雨云单体组 成的中尺度对流系统，常出现于南美、非洲和 西藏高原上，是由局地加热造成的。 • 4．生命史和天气 • 夏季热带洋面上，云团生命史相差较大。
（二）热带辐合带(ITCZ) 云系
• 热带辐合带是指低纬度地区的槽或低压系 • 统，它又称为赤道辐合带、赤道槽、热带锋。 • 卫星观测表明，热带大部分云系集中在热带辐 合带内，又对应于洋面温度的暖轴上，所 • 以热带辐合带是低纬度热量、水汽输送最集中 • 的地区，是大气能量的源地，也是台风发生发 • 展的主要源地。它对大气环流起极其重要的作 • 用。
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1．热带辐合带内的涡旋云系． 在热带辐合带内，涡旋云系的活动十分频 繁，表现为云线和云团围绕一个中心旋转。 2．大洋中部对流层上部的冷性涡旋． 大洋中部对流层上部的冷性涡旋是在一定大尺 度环流形势下形成的，由于大洋中部气象 • 资料稀少，但卫星资料能帮助确定这类系统。
F1-F2为大陆上处于副高北侧的锋面云带，T1-T2为从西 太平洋到南海的热带辐合带云系，在锋面云带和热带辐合 带云系之间为控制中国大陆和沿海地区的无云的副热带高 压，在副高内部C1-C2处为两个具有明显的涡旋结构高空 冷涡云系，稠密的对流云区位于涡旋中心的东南象限，处 于太平洋高空槽云系的西南端，接近并影响我国沿海地区。
台风云系模式
水平分布
垂直分布
从空中俯览热带气旋
热 带 气 旋 的 垂 直 环 流 图
图中可看到低层的空气辐合及高层的空气辐散。地面的风速廓线显示愈接近 风暴中心，风力愈大。角动量守恒定律解释：当旋转半径缩短时，旋转速率 就相应加快，以保持角动量不变。发展成熟的台风，最大风区是贴着风眼附 近的环状地带（眼壁）。典型的「风眼」直径大约有数十公里，实质上是下 降气流构成的核心，该区云层稀薄，风力微弱。
上图是计算机仿真的热带气旋内的空气轨迹，实际的气流活动自 然是更复杂的了。若要维持垂直结构不变，四周环境的气流亦要 保持匀称，免使轴心受到过大的切变力所扰乱。
热带气旋的寿命有些只有几天，有些则长达数星期。不是所有风暴 都会发展成为台风的，实际上，在西北太平洋及中国南海，只有约 半数的风暴会发展至台风强度。上图为热带气旋源地分布图，统计 期为20年。值得留意 的是南太平洋东部及南大西洋都没有热带气旋出现。
（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
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一般而言，热带辐合带表现为一条由一系列活 跃对流云团组成的近于纬向的连续云带，宽度 可达5个纬距以上，东西长达数千千米。但有 时当辐合带不活跃时，云带很窄，表现为断裂 的一团团尺度较小的云团。也有时热带辐合带 内叠加有一个或多个涡旋云系，每一个涡旋与 一个低压相伴。有时，热带辐合带与东风波相 重叠，此时热带辐合带呈现出大尺度的波状云 带。在波峰处，云系稠密，显现出涡旋结构.
赤道反气旋生命史
三、热带风暴的云图特征 • 在卫星云图上，热带风暴发展初期，它的云型 是各种各样的。因为云型一方面决定于扰动的 种类，另一方面还决定于扰动四周的风速 • 垂直切变，因为大范围云系的走向与风的垂直 • 切变方向往往相一致。但当热带风暴发展到成 • 熟阶段，风暴的热力结构和流场分布就大致相 同了，这使得成熟热带风暴具有大体相同的云 • 型。
与AMSU-B150GHz微波亮温叠加图
与6小时雨量叠加图
7月3日中β尺度云团环境大气的垂直结构
（a）
（b）
（c）
2003年7月3日00UTC通过116°E的经向垂直剖面图 （a）相对湿度， （b）涡度
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。
一、热带云系的基本概念
• 1、控制热带云系分布的物理因素 • 在热带地区，云系分布受一些物理因子所制约， 这些物理因子有海陆分布、海面温度、制约， 中低纬度的相互作用和其他小尺度因子等。
• 2、热带地区的云类别 • 在热带海洋或陆地上空，出现最多的是积状云 （碎积云、淡积云、浓积云、积雨云）。 • 按云体倾斜情况或外形切变情况，还可将积状 • 云分成无风积云、信风积云和塔状积雨云等。
第六章云图在热带 对流性天气中的分析运用
第一节热带天气系统云图特征和台风分析
• 热带地区大部分是海洋，有了卫星云图， 特别是静止 气象卫星云图，通过监视热带云系特别是静止气象卫 星云图，的连续演变，揭示和发现了不少新的天气事 实，从而修正和发展了热带天气学理论，总结出一套 分析热带天气系统的方法，丰富了热带气象学的内容， 卫星云图已成为分析和预报热带天气系统的重要工具 之一。
由2003年7月3 日 0100UTC的 TRMM卫 星TIM资料处 理得到的 通过33.1°N 的纬向水 凝物垂直剖面 图
7月3日中β尺度云团的物理特性（2）
由2003年7月3 日 0237UTC的 TRMM卫 星TIM资料处 理得到的 通过33.1°N 的纬向水 凝物垂直剖面 图
红外云图与其它资料叠加
东风波云型
(1)倒“V”状云型
(2)涡旋状东风波云系
西太平洋洋面上的东风波云系
（四）热带涡旋
• 在热带地区，由云线和云团组织起来的涡旋云 系十分活跃，这些云系与热带气旋性低压环流 相一致，识别这类云系可以确定热带低压 • 中心位置和强度。涡旋云系可以出现在热带主 • 要天气系统之中，其尺度相差很大，对一些强 • 度弱的环流在天气图上无法分析出来，但在云 • 图上根据涡旋云系很容易确定.
利用云线或云带的曲率中心确定台风云型中心
可见光云图可以更好的观测低层环流结构
逗点状弯曲云带台风云型整体中 心确定方法实例（下半部分为相 应的分析图）
中心密闭云区/眼
中心密闭云区/眼
雷暴云团移经上午层云或雾区减弱示意
外流边界相交和与环境场其他云系相互作用的新雷暴形成模型
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Biblioteka Baidu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。
热带气旋的命名
• • • • • • 亚洲各国于1998年12月1日-7日在联合 国世界气象组织召开第三十一届热带气旋委 员会年会上，通过将热带气旋命名权移交给 环太平洋地区的14个国家和地区。并决定从 2000年1月1日起将命名权交由日本气象厅负 责。
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每个国家及地区提出的名字都具有 浓厚东方民族色彩，如中国大陆提出玉兔、 悟空、龙王、海神、电母和风神等，出自 中国古老的神话故事，用来做为热带气旋 名称，十分传神。中国香港提出的名字有 以机场命名的如启德，以及以动物园明星 猫熊命名如玲玲；中国澳门以花卉和鸟禽 为主要命名，如梅花、莲花、画眉和蝴蝶 等。
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3．种类 按其出现的天气系统和范围划分有： ①季风云团：出现在西南季风与偏东风构成的 季风槽中，南北可达10个纬距，东西长5～20 个纬距。季风云团主要发生在夏季，对流十分 强烈；在印度洋和东南亚地区常见； ②信风云团：它出现在副热带高压南侧的偏东 信风气流中。一般沿副高南侧的偏东风气流由 东向西有规律地移动，平均移速5～7个经度/ 天。信风云团常与东风波、高空冷涡相联系。