天气预报基础之一-天气分析的内容和方法

1.1 天气图分析

1.1.1 地面天气图

地面天气图反映了某区域某时刻的地面天气系统和天气状况。一张地面图上用数值或符号填写各个气象观测站在同一时刻的气象要素观测记录。它填有观测时刻地面各种气象要素和天气现象，如气温、露点温度、风向、风速、海平面气压、能见度和雨、雪、雾等；还填有能反映空中大气现象的一些记录，如总云量、低云量、低云高以及高云、中云和低云的云状等；既有当时的记录，又有一些能反映短期内天气演变实况的记录，如3h变压、过去6h内的天气，过去6h降水量等。地面天气图是填写气象观测项目最多的一种天气图，是天气分析和预报中很重要的工具。

图1.1 MICAPS中地面填图格式

地面图主要分析海平面气压场（即海平面气压等值线），分为低压、高压、低压槽、高压脊、鞍形气压场五种基本形式，任一张海平面气压图都是由这五种基本形式构成的。

图1.2a MICAPS中显示的2009年8月17日08:00 500hPa天气图

1.1.1.1 锋面

锋面是冷暖气团的过渡带，是水平温度梯度大的区域，斜压性强，有利于垂直环流的发展和能量转换，锋面附近常有剧烈的天气发生。锋面是天气预报中重点关注的天气系统之一。因此，锋面的识别和分析是地面天气图分析中的重点。根据锋面在移动过程中冷、暖气团所占的主、次地位，可将锋面分为：冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。

⑴冷锋: 锋面移动过程中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动，这种锋面称为冷锋。冷锋过境后，冷气团占据了原来暖气团所在的位置，导致气温下降。需要注意的是，气团在移动过程中，由于变性程度不同，或有小股冷空气补充南下，在主锋后常有副冷锋形成，一般主锋两侧的温度差值较大，副冷锋两侧温差较小。图1.2a中有两条冷锋，一条是从低压中心向南向西伸的气旋中的冷锋，称为主锋；另一条是其后部补充南下冷空气而形成的副冷锋。

图1.2a MICAPS中显示的2009年8月17日08:00 500hPa天气图

冷锋注释内容

暖锋注释内容

准静止锋注释内容

图1.3 锋附近3h变压和雨区示意图

锢囚锋注释内容

锋面动画演示

业务上常用的判断锋面位置的方法主要有：

⑴温度分析：锋面两侧有明显的温差，冷锋后有负变温，而暖锋后有正变温。

⑵露点分析：暖空气露点温度较高，冷空气露点温度较低。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，对确定锋面的位置很有用

⑶气压与变压分析：锋面位于等压线气旋性曲率最大的地方，但有气旋性曲率处不一定有锋面。

锋面亦可和等压线平行，但锋面两侧等压线的疏密对比显著。如寒潮冷锋附近经常有密集的等压线。冷锋后常有较强的正3h变压，暖锋前常有较强的负3h变压。

⑷风场分析：锋面附近有明显的气旋式风向切变。

⑸云和天气现象分析：一般锋面附近有较明显的云和降水。

⑹结合云图等其他资料分析判断。

1.1.1.2 锋面气旋

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。这里仅对锋面气旋的分析以及影响做简要说明。在我国，典型的锋面气旋主要有江淮气旋、蒙古气旋、黄河气旋。

锋面气旋形成周期动画演示

江淮气旋江淮气旋注释内容

蒙古气旋云图蒙古气旋注释内容

黄河气旋黄河气旋的注释内容

1.1.1.3 倒槽

倒槽

倒槽的注释内容

1.1.1.4 冷高压

冷高压

冷高压的注释内容

1.1.1.5 干线

干线干线的注释内容

1.1.1.6 辐合线

辐合线

辐合线的注释内容

1.1.2 高空天气图

高空天气图也称高空等压面图，常用于分析高空天气系统。日常分析的高空图有925、850、700、500、300、200和100hPa等压面图，其高度分别约为1500、3000、5500、9000、12000和16000m。高空图上填有各探空站或测风站在该等压面上的位势高度（单位为位势什米（dgpm））以及温度、温度露点差、风向风速等。

图1.4 MICAPS中高空填图

与地面填图显示一样，也可根据不同需要，自行设置所显示的要素和所显示的区域范围。图1.2b设置的高空图中只显示了风向、风速。

图1.2（b）MICAPS中显示的是2009年8月17日08:00 500hPa天气图分析等压面形势图可以了解空间气压场的情况，等高线的高（低）值区对应空间高、低压区，故等压面图上的等高线可反映高空低压槽、高压脊、切断低压和阻塞高压、高空低涡、副热带高压等天气系统的位置和影响范围；等温线表示该等压面上冷暖空气分布，可分析出冷、暖中心和冷槽、暖脊，它们同等高线配合，表征天气系统的动力和热力性质；从温度露点差可以判断该等压面上相对湿度的情况，可分析出干、湿中心和湿舌、干舌，一般认为T -Td≤4℃的区域为湿区，而T- Td≤2℃的区域为水汽饱和区，它们通常和云、雨区相配合。利用风向风速可以判断风的切变以及风的辐合、辐散情况。综合分析等高线、等温线以及风场，可分析判断冷、暖平流及强度。等高线与等温线相交，气流由冷区吹向暖区，这时有冷平流，反之有暖平流。平流的强度可从以下三方面判断：①等高线的疏密程度，一般等高线越密，风速越大，平流强度也越大；②等温线的疏密程度，等温线越密，说明温度梯度越大，平流强度也越大；③等高线和等温线交角的大小，一般交角越接近90°，平流强度越强；若等高线和等温线平行，则没有明显的温度平流。

地面天气图分析一样，分析高空天气图时，识别、判断出高空影响系统，并正确预测其未来的发展和变化，对准确预报天气意义重大。图1.2b为MICAPS平台显示的2009年8月17日08:00 500hPa图，从图中可以清晰的看到槽线、切变线、副热带高压、阻塞高压、切断低压、高空低涡等天气系统。

横竖槽

⑵切变线：是指风场的不连续线，一般其两侧的风向有明显的气旋式切变。切变线附近气压或高度变化不明显。偏北风与西南风之间的切变为冷式切变，常呈东北—西南向；偏东风与偏南风或西南风的切变为暖式切变，它常呈东—西向或西北—东南走向。此外在两高压之间的切变称为两高切变，图1.2b中在大陆高压与副热带高压之间就有一两高切变。切变线附近有很强的辐合，常有降水天气产生，一般降水出现在700hPa切变线以南、850h Pa切变线以北的区域。

切变雨区