卫星气象学课件6-09
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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。
图6.11(c) :
①它表现为两个几乎平行的双叶结构的型式,它们问有一条干
②在水汽图上有一条干缝,但此干缝在可见光图上有低云。
4.斜压叶状云系演变为逗点云系
并侵入斜压叶状云区,由于高空干冷的下沉气流作用,使得云区西 北一侧的云顶降低变暖,这时其“S”形后边界变得更明显。由于高 空西北气流以气旋性方式侵入云区,最后斜压叶状云系演变成涡度 逗点云(图6.12上)。当出现高空槽前云区中急流断裂加强,地 面低压从叶状的暖侧移向云后边界附近和水汽图中干舌已伸至逗点 云的尖处,表示斜压叶状云向逗点云演变(图6.12下)。图6.12 的右下半部表示的是在斜压叶状云的盾状云的北侧出现较宽的暖的 中云区,然后形成具有尖角的逗点状云。
云区;另一种如图6.7 (c)所示,B类逗点云加强发展,其云后部
的急流侵入到云区,云区后界处出现暗的中低系常与中、高空的湍流有关,据分析,湍流与逗点云系 的关系如图6.8所示。由图可见: ①在图6.8(a)中,尖点A处出现弱到中等程度的湍流; ②干舌B处随干冷下沉气流的加强出现湍流; ③当逗点云尾部c处有正在变干的西北气流侵入或出现横向卷 云带时,弱而细的卷云带表示弱到中度的湍流,宽厚的卷云带表示 有强的湍流出现; ④对于B类逗点云区中盾状云系D处,边界变得更清楚,出现横 向云带,云边界D以大于40km· h-1向晴空区移动将会发生湍流; ⑤在A类逗点云系中,如图6.8(b)所示,湍流发生于逗点云头 部c的前方斜压叶状云F靠极一侧,逗点头部c紧挨斜压叶状云F,急 流平行于斜压叶状云F北边界。当在x点附近出现横向波状云时,水 汽图上正在变暗的区域,显著反气旋弯曲的地方,有强湍流出现。
第六章 中纬度天气系统的卫星云图分析 第一节 第三节 中纬度地区大尺度云系分析 卫星云图分析高空天气系统
第二节 水汽图形的大尺度分布 第四节
第五节
锋面云系
温带气旋云系
第六节
高空急流云系的分析
第一节 中纬度地区大尺度云系分析 卫星的大范围和高时、空分辨率观测,获得云的大范围分布状 况。云的大范围分布表现为一定的结构型式,这些特定的结构型式 与一定的天气系统和大气物理过程相联系。识别云系有助于对天气 系统分析预报和大气物理过程的理解。 一、带状云系 大体连续、有明显长轴、长宽之比至少为4:1的云系,称为云 带;若带状云系的宽度小于1个纬距,称为云线。云带主要由多层 云系组成,有卷状云、积状云和层状云。急流、锋面、赤道辐合带 都表现为带状云系。 二、涡旋云系 指一条或几条云带或云线以螺旋形式旋向一个共同中心的云系, 与气旋性(正)涡度相联系,根据云系可定出扰动中心的位置和强度。 有时涡旋云系表现为一片密蔽的圆形云区,涡旋中心就是云区的几 何中心。 如温带气旋云系。
图6.13
逗点云系与斜压叶状云系间三种配置关系
五、变形场云系 卫星云图上某些云系与变形场相联系,并称之为变形场云系。 如在图6.14(a)中,表示静止系统中的简单变形场、云带,G为高 压中心,D为低压中心,变形场内的空气在一个方向上压缩,垂直 方向上拉长。图6.14(b)是移动的系统中,实线是涡度等值线,N 是负涡度中心,x是正涡度中心,云系与涡度变形场带一致。云系 常沿气流伸长轴作相反运动,使云系伸长,垂直方向上压缩,为狭 长的云带。实际大气几种气流的叠加,空气相对运动与变形场难区 分,云图上变形场云系易分析。
六、细胞状云系 卫星云图上常见类似细胞一样的云系,称为“细胞状云系”。 是由于冷空气受到下垫面的加热,并在较好的条件下形成的。冬季 洋面冷锋后面的冷空气从大陆进入海面,受到暖的海面加热,在海 面与气温相差大的地区,形成开口(末闭合)细胞状云系,在海面温 度相差较小的地区形成闭合细胞状云系。其直径为40一80km,不易 在地面上观测到。出现地区,风速垂直切变较小。 1.未闭合细胞状云系主要特征: ①未闭合细胞状云系呈指环或“u”字型,中间无云,四周有云; ②未闭合细胞状云系以积云、浓积云组成,有时见积雨云出现; ③未闭合细胞状云系常出现于低压南侧低空气旋性环流区; ④未闭合细胞状云系常出现于深厚不稳定的冷气团中。 有时在副热带高压里可见细胞状云系,在稳定大气中形成,没 有强的冷平流,下垫面强烈加热。多为层积云、积云和浓积云组成 的混合云区。
在低空,低压中心位于斜压叶状云系由凸到凹的靠下一点P的地
方,斜压叶状带凸起的下方为暖锋,云系下凹段的前界为冷锋。 3.斜压叶状云系的类型 斜压叶状云系可表现成多种类型,主要有A、B 、C三类: (1)A类斜压叶状云 图6.11(a): ①云系位于高空槽前,是一类最常见的叶状云; ②与急流平行移动且位于急流右侧; ③初期有“S”形后边界,在水汽图上表现最清楚; ④在“s’’形边界凸起的地方,出现盾状卷云区,急流轴与整个 凸起边界相平行,水汽图上,凸起边界虽清楚,但反差不大;红外 图上,边界清楚反差大; ⑤在“S”形边界凹的地方,与干区相邻近,水汽图上边界很清 楚,而红外图上无高云,急流轴的走向与凹部主要边界一致。 (2)B类斜压叶状云图6.11(b) ①云系位于急流轴前的左侧形成;
FY2C IR1 2006042305
2003年3月2~5日 急流云系 3日新疆12级大风 4日西部大雪天气
5日高空急流 80 m/s(日本附近)
三、逗点云系 1.逗点云系的形成和结构 在卫星云图上有一种形如标点符号中“逗点”的云,称为“逗 点云系”,它是涡旋云系的—种。其形成可认为闭合环流叠加于一 云区,闭合环流、偏西气流侵入、环流中心形成、云区向西平流等 作用,最后形成逗点状云系,低压中心与最大正涡度中心重合。逗 点云系移动,则云系变形,涡度中心偏于低中心前方。 逗点系云发展的不同阶段,型式也不同,有三情况: ①初生的逗号点云系,由“S”形的后边界、头部(H)、尾部(B) 和干舌区(F)组成; ②发展中的逗点云系,则有一个宽的凸起的头部,尖的尾部云 带,和涡旋中心处表现一个尖点; ③成熟的逗点云系,表现成一个大尺度的逗点云系,由涡度逗 点云系、斜压叶状云系和变形云带三部分组成,斜压叶状云系以层 状云为主,顶部为卷层云;涡度逗点云系以对流性中低云为主,降 水为阵性,与冷锋、锢囚锋相联系;变形场云系处在逗点云系的头 部,以卷状云为主。通常涡度逗点云隐藏在斜压叶状云系的下面。
四、斜压叶状云系
与高空斜压区相联系的云系,表现为“叶子状”的云型,称为 “斜压叶状云系”,与西风带中锋生区或气旋生成有关。一般特点: 1.为一条较宽的云带,后边界光滑整齐,呈现“S”形,其T处 向北凸起,呈反气旋弯曲,“S”处向南凹,呈气旋性弯曲;斜压叶 状云系西界W处有“V”字型缺口,这种缺口是由西北急流侵入西边 界形成的。云系的东半部主要以卷云为主,西部云顶高度降低,色 调变暗。 “V”字缺口北侧以中低云为主,南侧以低云为主。 2、斜压叶状云系与高低空流场有关,(图6.10),实线是高 层300hPa流线,粗虚线是涡度最大轴线。在高空: ①斜压叶状云系处在槽前西南气流中; ②“×’’是高空500hPa涡度中心,虚线(E)是平流涡度轴线,(F) 是切变涡度轴线,u—D是涡度最大值轴线; ③槽线位于斜压叶状云系后界附近; ④红外图上,后界处云系色调变暗,高空有西北冷平流侵入。
②云系向急流左侧移动; ③有“s”形后边界,在红外图上最明显; ④在“S”形后边界凸起的地方,水汽图上反差较小,急流轴与 后边界不重合,凸部与凹处的长度大致相等; ⑤在“s”形后边界凹的地方,在水汽图上的反差比凸起处要大, 急流轴方向与凹边界上游一致。
图6.11
水汽图上三类斜压叶状云
(3)C类斜压叶状云 带将它们分开;
2003年4月9日16时GMS5 2003年4月5日~4月10日 气旋和气旋族(2次过程连 续发展)大风、降温(7、8 日) 新疆、青海、甘肃 沙尘暴、降水(9日) 高原斜压扰动系统
2003年4月10日06时GMS5
2003年4月10日14时GMS5
2003年4月11日06时GMS5 广东,广西,湖南,浙江龙卷、冰雹灾害
5.逗点云系与急流 逗点云区中的急流分布关系(见图6.7)有两种情况:
①A类逗点云系(也称A型气旋),如图6.7(a)所示,急流以
反气旋方式穿过逗点云区,急流轴的南侧为冷的盾状卷云区;急 流轴北侧为暖的中低云区,急流核穿过舌区曲率最大处。 ②B类逗点云系(也称B型气旋):急流不穿过急流云区,急流 轴分成两段:其中为段处在在云区后部的干区中,J2处于逗点云 头部边界处,从逗点状云的头部到尾部为连续的卷云覆盖区,云 区中没有强风轴出现。进一步B类逗点云系还分两种情况,一种如 图6.7(b)所示:逗点云处发展的初期,云的后界不出现暗的中低
2.逗点云系与高空气流(如图6.5所示) ①在图中,云系涡旋中心与环流中心重合,“×”是正涡度中 心位置,处于云系涡旋中心东南侧; ②在逗点云系头部(D2)是变形场区,表现为一支环绕云系涡旋 中心气旋式旋转和向东经过脊区反气 旋大的两支气流; ③逗点云系尾部云带(D1)与高空槽前西南气流相一致;
3.逗点云系与地面气流 逗点云与低层气流的关系(图6.5) : ①低空的环流中心与云系的涡旋中心重合; ②逗点云云带尾部与低空变形场气流相配合;变形场区中心靠 冷区一侧(D1)气流辐散,云系逐步减少,两端云系加强。 4.逗点云系与涡度场 又称最大正涡度平流云系(图6.6), 在涡度逗点云处.为强平流涡度 区,伴随强上升运动和云系稠密 区。图中粗实线是涡度平流零线, 涡度等值线与等高线平行,切变 涡度区,是逗点云带,上升运动 变弱,云带变窄。逗点云系后无 云区,等高线与等涡度线 有明显 交角,是负涡度平流区,下沉运动区。