天文动力结构分析与灾害性天气过程预报的业务检验讲座.ppt

天文动力结构与灾害性天气过程预报的业务检验讲座 （4）,塔城、石河子、博乐、农七师课题技术检验方法,屈 信 军,检验的图表和资料,天文动力变量等级曲线图,天文动力欧氏距离曲线图,静力能量不稳定度曲线图,静力能量欧氏距离曲线图,逐月动力静力耦合分析,课题检验工作的思路,由于课题都是以单站灾害性天气过程为分析研究对象的，所以进行天文动力与静力能量对比检验都以单站曲线图为主。北半球动力场的应用可以作为扩展内或下一步科研工作的前期可行性研究； 课题工作都是只对灾害性天气过程进行检验分析，对单站的天文动力层结状况、动力欧式距离分析、静力能量不稳定度、静力能量欧氏距离四个方面进行单点检验分析； 塔城和石河子的课题还需要对异常气候进行必要的分析和预测，相应的技术人员要进行相应的检验分析工作； 相应的各单站的分析图表，由博州气象局制作和提供。 分析的技术要求和图表分别是：1、动力变量等级（动力不稳定层结分析）；2、动力欧氏距离（动力触发强度分析）；3、静力能量不稳定度（静力能量层结不稳定度分析）；4、静力能量欧氏距离（静力能量转换条件分析）,天文动力不稳定层结分析,变量等级的作用 从本质上讲，天文动力是 大气层中没有被平衡的外 力，它的作用效果就是不 断地改变大气层的状态， 使大气层的不稳定不断增 加。但是距平等级是一个 气候特征量，表征状态的 意义远比表征不稳定度更 准确，变量等级是最活跃 的不稳定度表征量，变量 等级的时空积累就是动力 不稳定度的判定指标。,变量等级曲线图 由逐日总力、水平力 、垂直力、南北力、东西 力的变量等级曲线图组成 。其中，垂直力、南北力 、东西力的变量等级分别 表征了三维空间上动力不 稳定度，水平力变量等级 为水平力面上的动力不稳 定度，总力变量等级表征 了三维空间的动力不稳定 度。,图表和工具,天文引潮力变量等级分析曲线图,动力层结分析原理和方法,总力变量等级为主要分析指标，垂直力、 南北力为辅助 分析指标。,正值区代表动力不稳定大值区和静力不稳定小值区，负值区代表静力不稳定大值区和动力不稳定小值区。,极大值代表动力不稳定极大，极小值代表静力不稳定极大。,极大值动力不稳定触发，极小值为对流不稳定触发，正值与负值的切变线为动力斜压触发。,正负值的时间积累值为强天气过程的判定指标。强负值弱正值为强天气过程。,负值时间积累值为静力有效不稳定能量的堆积，是强天气过程可以释放的能量值的代表。正值的积累代表动力扰动。,Diagram,Text,Text,Text,Add Your Title Text Text 1 Text 2 Text 3 Text 4 Text 5,Add Your Title Text Text 1 Text 2 Text 3 Text 4 Text 5,Text,Text,欧氏距离动力触发分析曲线图,触发动力分析原理和方法,层结与动力的拟合完成动力预报分析,极大值,极小值,交替震荡,动力扩张作用,动力压缩作用,扰动调至作用,原 理 和 方 法,静力不稳定状态分析曲线图,静力不稳定能量分析原理和方法,显温、潜温和位温距平等级构成静力不稳定度，表征大气地面层结的稳定度,相对湿度的距平等级表征地面大气饱和度情况，判定强天气的类型,不稳定度出现频繁的高低值振荡，表明静力不稳定度处于活跃时段,极小值 拟合,不稳定度强极小值表征天气能量的释放和爆发时刻，与动力触发极小值重合天气最强,静力能量的保守性是动力预报分析的订正依据，根据静力能量中前期不稳定度和水汽饱和度的持续分布特征，可以有效地判定强天气过程的类型。,静力能量欧氏距离状态分析曲线图,静力能量短期预报订正分析原理和方法,定义及含义,极值的作用和意义,短期预报分析方法,显温、潜温 位温和总能的欧 氏距离值表征静力 转换的关键时刻 为天气爆发的 日期。,欧氏距离值 极小值的连续 震荡和极大值向极 小值转换的时刻即 为强天气爆发 的关键日。,极小值为静 力能量转换的时 刻，最大值为静力 能量积累的时刻， 极小值与动力极 小值重合为强 天气。,灾害性天气过程预报分析的思路,动力分析可以有效的判断灾害性天气的时间段，与静力能量特征配合分析，可以很好地确定灾害性天气的类型及具体爆发时间。,静力欧氏距 离状态及震荡特 征分析，进行强 天气的短期 预报订正。,触发动力 配置分析,动力层 结分析,1、2步骤独立完成异常天气过程的动力背景分析,静力能量 不稳定层结及 地面大气饱和 度分析判断强天气类型,3、4步骤静力层结及欧式距离的特征分析可以帮助确定天气类型及订正天气发生的时间。,灾害性天气过程预报的延伸短期气候预测,预测方法 及思路,逐月静力不稳定层结分析,逐月动力不稳定层结分析,逐月静力欧氏距离分析,动力和静力欧氏距离状态对比分析,逐月触发动力状态分析,动力与静力不稳定层结对比分析,由动力和静力层结不稳定及欧氏距离状态的对比 分析，利用纯动力逐月不稳定层结和欧氏距离特征来 预测未来各月的温度和降水趋势预测和分析,逐月天文动力不稳定层结分析曲线图,逐月动力触发条件分析曲线图,逐月静力不稳定层结分析曲线图,逐月静力能量欧氏距离值分析曲线图,短期气候气温和降水趋势预测思路和方法,1,温度预测分析：一般地讲，动力不稳定层结月距平等级大于100时，可能出现气温偏低的稳定趋势；月距平等级小于-100时，可能出现月平均气温偏高的稳定趋势；位于其间的月份可能出现气温正常或略高略低的趋势。,3,温度和降水的一般搭配：冷冬降水偏少；暖冬降水偏多；暖夏降水偏少；冷夏降水偏多；暖春降水偏多；冷春降水偏少；暖秋气温偏少；冷秋降水偏多。例外的情况，气温特高特低的月份降水偏少，正常略高略低降水偏多。,2,降水预测分析：一般地讲，动力触发欧氏距离月距平等级值小于-50时可能出现降水偏多的稳定趋势；月距平等级值大于50时，可能出现月降水偏少的稳定趋势；位于期间的月份降水趋势可能为正常或略偏多略偏少趋势。,短期气候预测工具的研发思路,第一步,第二步,第三步,第四步,课题组灾害性天气过程对比分析技术要求,主要对正值区和负 值区分布的时间段 和强度比，时间积 累强度的分配状况 ，综合确定不同类 天气发生的层结分 布特征、动力触发 欧氏距离特征，制 作灾害天气预报。,主要对各图表中同 一属性的量进行时 间积累制分析，主 要判定不稳定能量 的积累程度，用以 对天气强度有效能 量的预报和分析， 确定灾害性天气强 度预报。,主要对各图表中 极大值、极小值 进行统计分析， 便于建立确定的 临界值，用于对 强天气过程爆发 时间的预报。,极值分析,时间积累制分析,状态分析,灾害性天气过程动力和静力状况对比分