第5章 长期天气过程特征与长期天气预报.ppt

第五章长期天气过程特征 与长期天气预报
长期天气过程的特征
长期天气的可预报性
影响长期天气过程的物理因子
长期天气预报的一般方法
一长期天气过程的特征

把持续7天以上的天气过程定位长期天气过程,它所需要的动能仅靠大气本身的未能转换不走以维持,长期天气过程的时间愈长,就愈需要外界提供能量来满足补偿动能的消耗。

在长期天气过程中大气的各个部分彼此间的相互影响是巨大的,在这个时期内对大气的任何部分都不能孤立地进行研究,而是要把大气看成一个统一的系统。
二长期天气的可预报性
长期数值预报不能像中短期数值预报一样在预报时效内做逐日的预报,这就是大气的可预报性问题。
可预报性问题分为理论的可预报性和实际的可预报性。
在考虑天气预报问题的时候,最终还是“实际的可预报性”重要。决定这种可预报性的主要因素有:
初值误差;
由于数值模式内部物理过程描述不完整引起的误差;
由于数值模式所处理的外在物理影响的不完整而引起的误差;
数值计算上的误差。
三影响长期天气过程的 物理因子
1964年索耶(Sawyer)提出的可以作为长期天气异常因子的三个条件:
空间尺度1000km
时间尺度一个月
强度达长波有效辐射(450cal/cm2)的十分之一。
影响长期天气过程的主要因子
太阳活动
海温
冰雪覆盖
云的作用
1 .太阳活动
太阳活动一般是指发生在太阳大气全部物理变化的总和,它通常包含太阳黑子、光斑、谱斑、日珥等。人们对太阳黑子的长期观测中发现,它的变化有明显的周期性,大致有11年、22年、80~90年周期。它是反映与太阳活动直接有关的过程,又和气象参数之间有明显的相关性,所以太阳活动对长期天气过程有明显的影响。
太阳对大气影响的机制总的而言可分为两类:
太阳能以直接的过程投入大气系统里
太阳以间接的过程投入到大气系统
2 海温
海洋的巨大面积与质量
%,:1,到达地球表面的太阳辐射70%左右北洋面吸收,且将其中的85%左右贮存在海洋表层。海洋吸收的这部分热量再以长波有效辐射(21%)、潜热(23%)、感热(7%)交换的形式输送给大气,成为大气的直接能源。另一方面,海洋提供了大约96%的大气水汽来源。海洋热状况的变化和海洋蒸发强度的变化等将直接影响大其中能量和水气的失控变化,影响长期天气过程。
海洋的巨大热惯性
海水比空气与土壤的比热大的多,,,可见,海洋比陆地,热别是空气具有更大的热惯性,可以成为巨大的热量“储存器”。对长期天气过程来说,这种热惯性能使快变的大气“镇定”,长期稳定地加热大气,是大气持续稳定地朝一个方向发展,产生时间尺度较长的天气过程。还问观测资料表明,海温异常不但空间尺度大,时间尺度也大,一般可持续几个月,有时甚至可达2~3年。
3 冰雪覆盖
冰雪覆盖是地-气系统中很重要的成员之一,它的变化对长期天气过程有很大的影响。冰雪覆盖能改变地球表面上冷热源的分布及强度的变化,特别是大范围持久的冰雪覆盖异常,会引起大气热量供给的增加或减少,从而影响长期天气过程的变化。
地球上的冰雪覆盖大致可分为三类:
海冰
大陆积雪
大陆冰盖
其中海冰和大陆积雪对长期天气过程的影响更明显
冰雪覆盖大大地减少下垫面所可能接受的太阳辐射,从而影响长期天气过程异常。
4 云的作用
云量的分布不均可引起地表接受热量的分布不均,从而一起大气环流及长期天气过程的异常变化。它的变化也会导致运的增长和消散,这说明云是具有反馈作用的调节器。
云的调节作用可简述为:
若在初始时刻海洋中有热量增加,使其上空的大气增暖,这样在暖的海面有上升运动出现,导致云量增加。云量的增加减小了海面所接受的太阳辐射能而使其降温,反过来又冷却了上空的大气,导致下层运动发展起来,云系开始消失。随着云量的减少,海洋又重新受热变暖,回复到初始时刻的情景。这种过程的反复出现,结果造成A-AL系统的振荡。
四长期天气预报的一般方法
在长期天气预报的发展过程中,已经试验
或已经提出的长期预报方大大只可划分为
以下几大类:
经验方法
物理统计方法
动力学方法
动力统计学方法