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其次根据现在和过去6h内的天气现象分析主要天气(如降水、雷暴、大风、沙尘、大雾等)发生的区域;
第三步是结合3h变压和气压倾向、云状、云量以及温度、露点温度等其他要素,识别出当前地面的主要天气系统;
最后结合最近几张连续的地面图以及高空图、卫星云图、数值预报产品等其他资料综合分析,判断这些天气系统未来的发展动向,进而作出天气预报。
图1.1MICAPS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.
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。
2aMICAPS中显示的2009年8月17日08:
00500hPa天气图
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。
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。
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;
(1)锋面附近的云和降水随季节、时间、地点的不同而变化.一般冷锋造成的天气与高空槽的位置有关.冷锋位于高空槽前为第Ⅰ型冷锋,降水区主要出现在冷锋后,多为稳定性降水,有时冷锋前暖区存在不稳定,在地面冷锋附近常出现雷阵雨天气(图1.3a)。
冷锋与高空槽接近垂直或位于高空槽后时为第Ⅱ型冷锋,夏半年在冷锋前锋线附近,暖湿空气被强迫抬升,常产生雷阵雨天气,云雨区较窄(图1。
3b);
而冬半年,由于暖空气比较干燥,冷锋前降水不明显,冷锋过后,云很快消散,风速迅速增大,常出现大风、扬沙、沙尘暴天气。
由于高空强冷平流的加压作用,使冷锋后常出现大片正变压区,有明显的3h正变压中心(图1。
3a、图1.3b).
冷锋注释内容
锋面附近的云和降水随季节、时间、地点的不同而变化。
一般冷锋造成的天气与高空槽的位置有关。
冷锋位于高空槽前为第Ⅰ型冷锋,降水区主要出现在冷锋后,多为稳定性降水,有时冷锋前暖区存在不稳定,在地面冷锋附近常出现雷阵雨天气(图1.3a)。
冷锋与高空槽接近垂直或位于高空槽后时为第Ⅱ型冷锋,夏半年在冷锋前锋线附近,暖湿空气被强迫抬升,常产生雷阵雨天气,云雨区较窄(图1。
而冬半年,由于暖空气比较干燥,冷锋前降水不明显,冷锋过后,云很快消散,风速迅速增大,常出现大风、扬沙、沙尘暴天气.由于高空强冷平流的加压作用,使冷锋后常出现大片正变压区,有明显的3h正变压中心(图1.3a、图1.3b).
暖锋注释内容⑵暖锋:
锋面移动过程中,暖气团起主导作用,推动锋面向冷气团一侧移动,这种锋面称为暖锋。
一般在暖锋过境时,气温会升高.暖锋降水具有连续性特征,多发生在距暖锋较近的雨层云中。
地面锋线附近,常出现雾,即锋面雾。
夏季若暖空气不稳定,暖锋上也可出现雷阵雨。
由于高空暖平流的减压作用,使暖锋前常出现大片负变压区,有明显的3h负变压中心(图1.3a)。
⑵暖锋:
一般在暖锋过境时,气温会升高.暖锋降水具有连续性特征,多发生在距暖锋较近的雨层云中。
夏季若暖空气不稳定,暖锋上也可出现雷阵雨。
由于高空暖平流的减压作用,使暖锋前常出现大片负变压区,有明显的3h负变压中心(图1。
3a).
准静止锋注释内容⑶准静止锋:
当冷、暖气团的势力相当时,锋面的移动十分缓慢或相对静止,这种锋面称为准静止锋.实际工作中,经常将6h间隔内,锋面位置变化小于一个纬距的锋面定为准静止锋。
它常由冷锋演变而成。
在我国常出现在华南的南岭、云贵高原及天山地区。
由于准静止锋的坡度较小,其降水区常出现在距锋线后一定距离处(图1。
3c)。
准静止锋上3h变压不明显.
⑶准静止锋:
当冷、暖气团的势力相当时,锋面的移动十分缓慢或相对静止,这种锋面称为准静止锋。
实际工作中,经常将6h间隔内,锋面位置变化小于一个纬距的锋面定为准静止锋。
准静止锋上3h变压不明显。
图1.3锋附近3h变压和雨区示意图
锢囚锋注释内容⑷锢囚锋:
暖气团、较冷气团和更冷气团三种性质不同的气团,构成两个锋面,由冷锋赶上暖锋或者两条冷锋迎面相遇形成锢囚,冷锋后部冷气团与暖锋前面冷气团的交界面称为锢囚锋。
若冷锋后的冷空气团比暖锋前的冷空气团冷,称为冷式锢囚锋,反之称为暖式锢囚锋;
若两气团的温差较小,则称之为中性锢囚锋。
两条锋面在空间的交接点,为锢囚点。
由于在锢囚锋上的云层形成最厚,上升运动也最强,锢囚锋的天气区主要出现在这里。
除此之外,暖式锢囚锋在暖锋前还有一片连续雨雪区,冷式锢囚锋在冷锋前也有一片较窄的雨雪区(图1.3d)。
锢囚锋负变压区和负变压中心在锋前,正变压区和正变压中心在锋后。
零变压线在锋后为冷式锢囚锋(图1.3d),反之,为暖式锢囚锋。
⑷锢囚锋:
暖气团、较冷气团和更冷气团三种性质不同的气团,构成两个锋面,由冷锋赶上暖锋或者两条冷锋迎面相遇形成锢囚,冷锋后部冷气团与暖锋前面冷气团的交界面称为锢囚锋。
两条锋面在空间的交接点,为锢囚点。
由于在锢囚锋上的云层形成最厚,上升运动也最强,锢囚锋的天气区主要出现在这里。
除此之外,暖式锢囚锋在暖锋前还有一片连续雨雪区,冷式锢囚锋在冷锋前也有一片较窄的雨雪区(图1。
3d)。
锢囚锋负变压区和负变压中心在锋前,正变压区和正变压中心在锋后.零变压线在锋后为冷式锢囚锋(图1.3d),反之,为暖式锢囚锋.
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。
业务上常用的判断锋面位置的方法主要有:
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。
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。
⑹结合云图等其他资料分析判断。
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。
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。
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.
c:
\iknow\docshare\data\cur_work\http:
\stream1.cma。
\cmatcvod\12\tqx\qixuan_wz1.html
锋面气旋形成周期动画演示
江淮气旋
江淮气旋注释内容⑴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。
以春夏两季出现较多,特别是在6月份活动最旺盛,常伴有暴雨和大风天气。
江淮气旋东移入海,常造成海上大风。
⑴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.以春夏两季出现较多,特别是在6月份活动最旺盛,常伴有暴雨和大风天气。
蒙古气旋云图
蒙古气旋注释内容⑵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。
蒙古气旋造成的天气以大风为主,在发展较强的气旋中心偏北部位常有降水出现,但降水量不大,且带有局地性。
在图1.2a上的气旋为蒙古气旋。
⑵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
一年四季均有出现,以春秋两季最常见,尤以春季最多.蒙古气旋造成的天气以大风为主,在发展较强的气旋中心偏北部位常有降水出现,但降水量不大,且带有局地性.在图1。
2a上的气旋为蒙古气旋。
黄河气旋
黄河气旋的注释内容⑶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、山东半岛等地,是这些地区暴雨的主要影响系统之一。
暴雨中心一般出现在气旋中心前方、暖锋前部,冷锋附近可出现局部暴雨。
黄河气旋东移入海,常造成海上大风。
3倒槽
⑶黄河气旋:
暴雨中心一般出现在气旋中心前方、暖锋前部,冷锋附近可出现局部暴雨.黄河气旋东移入海,常造成海上大风。
1.3倒槽
倒槽
倒槽的注释内容倒槽主要指在地面图上等压线开口向南的低槽,它是由于来自南方的暖湿空气密度较小而造成的气压低值区。
因为一般低槽等压线开口向北,倒槽正好相反,等压线开口向南,因此得名。
倒槽和低槽不仅是开口方向上的不同,其性质、发生机理、天气分布等也不同.在倒槽顶部曲率大的区域辐合最强,冷暖空气交绥时常会出现较大降水.
1。
4冷高压
倒槽主要指在地面图上等压线开口向南的低槽,它是由于来自南方的暖湿空气密度较小而造成的气压低值区。
因为一般低槽等压线开口向北,倒槽正好相反,等压线开口向南,因此得名。
倒槽和低槽不仅是开口方向上的不同,其性质、发生机理、天气分布等也不同.在倒槽顶部曲率大的区域辐合最强,冷暖空气交绥时常会出现较大降水。
1.4冷高压
冷高压
冷高压的注释内容冷高压位于冷锋后部,在其前部伴有强大的冷空气,常带来大风、沙尘、降温等天气。
由于冷空气的路径不同,其强度和所带来的天气也有所不同。
所以预报中要注意分析冷高压中心强度及其移动方向。
5干线
冷高压位于冷锋后部,在其前部伴有强大的冷空气,常带来大风、沙尘、降温等天气。
1.1.1。
5干线
干线
干线的注释内容干线,又称为露点锋,是水平方向上的湿度不连续线,其垂直伸展仅达地面1~3km.穿过干线,地面强水平露点梯度可达5℃/km以上。
干线附近是强对流天气最容易发生的地区。
有研究表明,几乎所有的弱降水超级单体都出现在干线附近,而与弱降水超级单体风暴相伴随的主要天气现象包括雷雨大风、大冰雹,有时也会产生龙卷(俞小鼎等,2006)。
故在制作强对流天气的潜势预报时除要注意分析温度和风的不连续外,还要注意分析边界层露点的不连续线。
1.1.1.6辐合线
干线,又称为露点锋,是水平方向上的湿度不连续线,其垂直伸展仅达地面1~3km。
穿过干线,地面强水平露点梯度可达5℃/km以上。
有研究表明,几乎所有的弱降水超级单体都出现在干线附近,而与弱降水超级单体风暴相伴随的主要天气现象包括雷雨大风、大冰雹,有时也会产生龙卷(俞小鼎等,2006)。
故在制作强对流天气的潜势预报时除要注意分析温度和风的不连续外,还要注意分析边界层露点的不连续线。
6辐合线
辐合线
辐合线的注释内容是指地面附近风场的辐合线,有风向或风速的辐合,是触发强对流天气的重要机制。
边界层辐合线包括锋面、雷暴出流边界(阵锋风)、海陆锋辐合线等,地面辐合线的分析是强对流天气潜势预报中重点分析的项目,在后面中尺度分析一节中有例子详细分析。
是指地面附近风场的辐合线,有风向或风速的辐合,是触发强对流天气的重要机制。
边界层辐合线包括锋面、雷暴出流边界(阵锋风)、海陆锋辐合线等,地面辐合线的分析是强对流天气潜势预报中重点分析的项目,在后面中尺度分析一节中有例子详细分析.
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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1.4a是MICAPS业务平台上默认的、世界上通用的高空填图格式,图中UV:
风;
T:
气温;
H:
高度;
T—TD:
温度露点差;
ID:
站号,图1。
4b是2010年11月8日北京站500hPa高空观测填图,当时北京站上空500hPa为西北风24m/s,气温为-25℃,高度为555dgpm,温度露点差为13℃。
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:
00500hPa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。
(1)按槽线的走向可分为竖槽和横槽.竖槽为南北向的槽,槽前为暖湿的西南气流,槽后为干冷的西北气流,故槽前常有阴雨天气,而槽后为晴好天气。
横槽为近似东西向的槽,横槽后部有大量冷空气堆积,一旦横槽转竖,将迅速引导一次强冷空气南下,带来大风、降温、降水天气.按槽的垂直结构可分为后倾槽和前倾槽。
后倾槽指槽线随高度向西偏,即高层槽落后于低层槽。
当后倾槽倾斜程度较大时,槽前上升运动分布较广,但强度较弱,故多出现范围广的稳定性降水;
当槽后倾程度较小、甚至接近垂直时,各层槽前的上升气流近于重合,上升运动范围小,但强度较大,故常产生小范围剧烈的不稳定降水.前倾槽是指槽线随高度向东倾斜,即高层槽超前于低层槽。
这时上层槽后冷平流与下层槽前暖平流重叠,造成上冷下暖,形成不稳定的大气层结,有利于强对流天气的发生发展,且天气来得快、结束也快。
另外从波动的幅度,可分为长波槽和短波槽。
长波槽指波长较长、振幅较大、移动较慢、维持时间较长的槽,其造成的天气也较强;
短波槽则是波长短、振幅小、移动快、维持时间短的槽,若无其他影响系统配合,造成的天气也不明显。
2b中最西部的槽为长波槽,而河套东部的槽为短波槽。
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、850hPa切变线以北的区域.
⑶副热带高压
中短期预报业务中常把500hPa图上588dgpm线作为分析副高的特征线,副高脊线(东西风的分界线)、西伸脊点(588dgpm最西端所在经度)的位置,以及副高的形状(带状或块状)与降水的区域、强度关系密切,是预报员关注的重点.副高活动有着明显的季节变化,一般来说,从冬到夏位置北移,强度增大;
从夏到冬,位置南撤,强度减弱。
一年中北进与南撤并不是匀速行进的,而是稳定少变、缓慢移动与跳跃三种形式。
平均而言,冬季副高脊线在15º
N附近,3、4月份开始缓慢北移,5—6月间(一般在6月中旬)出现第一次北跳,脊线北跳到20º
N以北,并稳定在20~25º
N之间一个月左右。
7月中旬,脊线再次北跳,越过25º
N,在7月底或8月初,副高达到一年中最北位置,9月以后,副高向南撤退。
副高季节性活动与我国东部各地雨季的起止时间有着密切关系.平均来说,当副高脊线位于20º
N以南时,雨带位于华南,称为华南雨季或华南前汛期雨季;
当副高脊线位于20~25º
N时,雨带位于江淮流域,这时为江淮梅雨季节;
当脊线位于25~30º
N时,雨带推进至黄淮流域,黄淮雨季开始;
当副高脊线越过30º
N,则华北雨季开始。
副高不同部位,因结构不同,天气也不相同。
在脊线附近,为下沉气流,多晴朗少云天气,所以当副高稳定少动,副热带高压脊长时间控制某一地区时,往往会造成该地区高温、干旱天气。
副高的北侧与西风带副热带风区相邻,多气旋和风面活动,上升运动强,多阴雨天气,甚至暴雨天气,故在业务中要密切注意副高的西(西北)进或东(东南)撤。
副高的南侧为东风气流,当无气旋型环流时,一般天气晴好,若有东风波、台风等热带天气系统活动时,则常出现云、雨、雷暴,有时有大风、暴雨等天气。
⑷阻塞高压:
在西风带长波槽脊的发展演变过程中,当脊不断北伸时,其南部与南方暖空气的联系会被冷空气所切断,在脊的北端出现闭合环流,形成孤立的暖高压中心,叫做阻塞高压(以下简称阻高)。
此时西风带长波槽脊的经向度增加.
在亚洲,阻高主要出现在乌拉尔山、鄂霍茨克海以及贝加尔湖地区,分别称它们为乌拉尔山阻高、鄂霍茨克海阻高以及贝加尔湖阻高。
⑸切断低压:
是指对流层中上层出现的
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