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第五章 天气系统及天气形势的天气学预报方法.doc


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文档列表 文档介绍
天气系统与天气形势的天气学预报方法
天气系统的外推预报法
外推法——将天气系统过去的演变趋势外延以推导未来的状况
一、闭合系统的外推法。
等速外推:图形
变速外推:图形
二、槽脊线的外推
移动外推——分段外推图形
强度外推——等高线振幅图形
三、说明: 1、在天气形势稳定的时候可用外推
2、但在天气出现转折时不可用
3、外推的时间是短期的,长期不能用。
第二节天气系统的运动学预报方法
运动学法——利用变压、变高的分布特点,通过运动学公式,预测系统未来的移动的变化
一、系统移动的运动学公式
取固定坐标系——固定于地表,以速度运动的质点———①
取运动坐标系——随天气系统移动,设天气系统移动速度为,空气质点移速为
空气质点相对于运动坐标系的移速为(-)
———②
①—②得到: = ——③
如果取x轴与系统移动方向一致,=0运动系统中的特性点,线上某物理量为零
则③式0 =
——④
③式、④式即为系统移动的运动学公式
二、槽脊线的移动预报
1、移动公式:取运动坐标系随槽脊线移动,x轴与运动槽脊方向一致
则槽脊线上
带入③式——⑤槽脊线移速公式

变压升度低压槽
变压梯度高压脊
2、预报规则
槽脊线移动方向
a) 槽线> 0 :
当,槽前的变压>0,槽后<0,C <0,槽西退
当,槽前的变压<0,槽后>0,C >0,槽东进
b) 脊线< 0 :
当,C>0,脊东进, 图形
当,C<0,脊西退, 图形
所以槽线沿变压梯度方向移动,脊线沿变压升度方向移动
槽(脊)线的移动速度与变压梯(升)度成正比
与槽(脊)强度成反比。
二、闭合中心气旋和反气旋中心移动预报
1 、移动公式图形
设高低压为椭圆,x轴为长轴,y轴为短轴
取运动坐标系原点随高、低压中心移动,移速为
则高、低压中心,
,
分别带入③式
同理有:
系统中心移速公式:
系统移动方向与x轴夹角
其中,为变压升度I沿x轴,y轴的分量,为变压升度与x轴的夹角
2 、预报规则
①正圆形系统:
图形
正圆形的高(低)压沿变压的升度(梯度)方向移动,其移动速度与变压升度(梯度)成正比,与系统强度成反比
②椭圆形系统:
图形
椭圆形高压(低压)的移动方向介于变压升度(梯度)与长轴之间,长轴越长,越接近于长轴,其移动速度与变压升度(梯度)成正比,与系统强度成反比。
四、气压系统强度预报
由③式=
图形
低压中心或槽线上出现负变压,系统加强;反之减弱
高压中心或脊线上出现正变压,系统加强;反之减弱
第3节高空天气形式预报方程
一、基本方程
取简化的涡度方程: ——⑥
——⑦
设各层等温线平行——各层之间热成风方向相同
——⑧
其中为平均层风速,为平均层热成风
A为系数平均层上 A = 0
平均层以下 A<0
平均层以上 A>0
取涡度——⑨
将⑧,⑨式代入⑦式,并积分得:

取平均
∴——⑩
换成地转风形式: ——⑩高空形势预报方程
说明: a)平均层在600hpa左右,以500hpa代替
b) (经验值)
c)热成风涡度平流小于相对涡度平流,更小于地转涡度平流,但斜压性很重要
二、讨论⑩式——预报规则
1,左端项:



2,地转涡度平流
∵ f > 0, > 0

天气图应用——长波
图形对南北向槽脊,地转涡度平流使槽脊西退
图形对东西向槽脊,槽脊西部加强,东部减弱
3,相对涡度平流(自然坐标系)
涡度表达式—— 11
地转风表达式—— 12
相对涡度平流—— 13
将11,12式代入13式:
—— 14
①散合项
Ks<0 气旋性曲率
Ks<0 反气旋性曲率
等高线梯度:
等高线梯度沿气流方向增大——等高线沿气流方向散开
等高线梯度沿气流方向减小——等高线沿气流方向汇合
当等高线呈气旋性曲率,沿气流方向散开
等高线呈反气旋性曲率,沿气流方向汇合
气旋性涡度增加等压面位势高度降低
当等高线呈气旋性曲率沿气流方向汇合
等高线呈反气旋性曲率,沿气流方向散开
反气旋性涡度增加等压面位势高度升高

天气图上的应用
不对称疏散槽脊——发展加强槽脊图形
不对称汇合槽脊——减弱槽脊
对称槽脊——无发展(强度不变)
槽脊前散开,槽脊后汇合,槽脊移动迅速
慢或槽脊前汇合,槽脊后散开,槽脊移动缓慢或西退
②曲率项
等高线梯度: ,曲率涡度沿气流方向增加
,曲率涡度沿气流方向减小
当,,,
曲率涡度沿气流方向减小,有正曲率涡度平流;高度降低——槽前
当,,,

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  • 时间2011-12-05