第十二章气象要素预报(云)-低云课件

第十二章气象要素预报第四节云的预报第十二章气象要素预报第四节云的预报1第三节大气运动和天气系统

第三节大气运动和天气系统2一、云层对军事活动的影响云是在飞行中经常遇到和常会给飞行活动带来影响的一种气象条件。对飞行的影响主要有：云底高度很低的云影响飞机的起降；云中能见度很坏，影响目视飞行；云中的过冷却水滴使飞机积冰；云中的湍流造成飞机颠簸；云中明暗不均容易使飞行员产生错觉；云中的雷电损坏飞机等等。

●1981年4月21日，民航北京管理局BO-105飞机在南海北部湾四号钻井平台起飞，因天气不好飞行员产生错觉，飞机飞入海中。

●

1985年有3架安-24飞机因机场低云、低能见度，在着陆时发生飞行事故。●

1993年10月26日，东方航空公司一架飞机在福州机场着陆过程中，因下雨，云低，飞机冲出跑道。

一、云层对军事活动的影响云是在飞行中经常遇到和常会给飞行活动3二、形成云的基本条件—是空气中要有足够的水汽

二是要有使空气中水汽发生凝结的冷却过程二、形成云的基本条件—是空气中要有足够的水汽二是要有使空气4（一）大气中水汽条件的分析水汽平流垂直输送蒸发凝结乱流扩散式中C为单位质量空气中的凝结量（或凝结率），凝结时为正，蒸发时为负，Kq是水汽的乱流扩散系数。

·A·B低湿干湿度平流示意图比湿分布随高度是减小的，当有上升运动时，水汽将往上输送，上层空气的比湿将随时间增大，有下沉运动时，湿度将随时间减小。

故潮湿地面的蒸发和降水过程中雨滴的蒸发都可以使低层大气水汽增加，有利于低云的生成。

乱流交换总是使水汽由高值区向低值区输送，使水汽分布趋于均匀

（一）大气中水汽条件的分析水汽平流垂直输送蒸发凝结乱流扩散5●我国南方水汽含量高于北方●一半以上水汽在2—3km以下，90%水汽在5000m以下●夏季水汽含量高于冬季●我国水汽来源主要是印度洋赤道海洋气团和西太平洋热带海洋气团●我国南方水汽含量高于北方6水汽状况表示方法：1、用Td线，高值区为湿中心。2、T-Td线T-Td饱和区湿区干区3、T-lnp图上分析（Td,lnp）和（T,lnp）线的靠近程度一般T-Td<4℃对应的高度为云所在高度4、应用卫星云图水汽状况表示方法：1、用Td线，高值区为湿中心。2、T-Td7计算水汽平流：1、水汽通量意义：每秒钟对于垂直于风向的、一厘米宽、一百帕高的截面所流过的水汽克数，它是一个向量，方向与风向相同。单位：克/厘米·百帕·秒（g/cm·hPa·s）。通常用来判断水汽来源，水汽的输送方向和强度以及与环流系统的关系等在单位时间内流经与风的来向相垂直的单位面积上的水汽质量。计算水汽平流：1、水汽通量意义：每秒钟对于垂直于风向的、一厘82、水汽通量散度水汽含量减小水汽含量增加定义：单位时间、单位体积内辐合或辐散的水汽质量。单位：克/（厘米2·百帕·秒）。天气尺度量级为：10-7-10-6。应用：通常用来定量地判断水汽在某些地区的汇聚与辐散，是诊断降水的条件之一。

2、水汽通量散度水汽含量减小水汽含量增加定义：单位时间、单位9水汽通量水汽通量10水汽通量散度水汽通量散度11（二）大气中冷却过程的分析1、绝热冷却2、辐射冷却

●辐射冷却主要发生在近地面层，除了对较低的低云有较大的影响外，一般作用不大。●绝热冷却是自由大气中主要的冷却过程，它是由上升运动引起的，所以大气中冷却过程的分析主要是分析垂直运动的分布及其变化。（二）大气中冷却过程的分析1、绝热冷却●辐射冷却主要发生在近12（三）地形和海陆的影响1、山地的影响（荚状云）山地对空气垂直运动影响很大。当水平气流遇到较大的山脉时，在迎风坡空气向山坡滑升而产生上升运动，有利于云的形成和发展。而在背风坡，空气沿坡作下沉运动，不利于云的形成地形影响还可以产生一些特殊的地形云，例如在背风坡上空，常常可以观测到荚状云和波状云等

（三）地形和海陆的影响1、山地的影响（荚状云）山地132、海陆的影响

白天：由于海面比较平坦而且热力性质比较均匀，因此通常海上白天的对流和乱流比陆地上弱，故积状云比陆地上要少。但是，海上水汽充沛，低层空气的湿度通常比较大，只要有一定强度的乱流，就可以形成层云和层积云，所以海上的层云和层积云比陆上要多一些。

夜间：海上空气由于湿度大，大气的辐射冷却较强烈，上层空气的温度有比较显著的降低，而靠近海面的低层空气因受海面水温的调节，气温下降很少，这就使气层的稳定度变小，有利于产生对流，因而海上的积状云夜间反而比白天多。2、海陆的影响白天：由于海面比较平坦而且热力性质比较14三、低云的预报云底高度低于2500米的云一般称为低云●低云直接受到地形、地表性质的影响，具有特别明显的地方性特点。

●低云有明显的季节性。

积云Cu，积雨云Cb，层积云Sc,层云St,碎雨云Fn,雨层云Ns三、低云的预报云底高度低于2500米的云一般称为低云●低云15云

种云

类主

要

云

状中文学名国际简写中文学名国际简写拉丁文学名低云积云Cu淡积云CuhumCumulushumilis碎积云FcFractocumulus浓积云CucongCumuluscongestus积雨云Cb秃积雨云CbcalvCumulonimbuscalvus鬃积雨云CbcapCumulonimbuscapillatus层积云Sc透光层积云SctraStratocumulus

stranslucidus蔽光层积云ScopStratocumulusopacus积云性层积云SccugStratocumuluscumulogenitus堡状层积云SccastStratocumuluscastellanus夹状层积云SclentStratocumuluslenticularis层云St层云StStratus碎层云FsFractostratus

雨层云Ns雨层云NsNimbostratus碎雨云Fn碎雨云FnFractonimbus云

种云

类主

要

云

状中文学名国际16淡积云浓积云淡积云浓积云17鬃积雨云秃积雨云鬃积雨云秃积雨云18透光层积云蔽光层积云透光层积云蔽光层积云19层云层云20雨层云碎雨云雨层云碎雨云21

根据我国各地出现低云时的天气系统和形成低云的主要物理过程，可大致归纳为：锋面低云平（回）流低云扰动低云对流性低云根据我国各地出现低云时的天气系统和形成低云的主221.锋上低云是暖湿空气受锋面抬升而形成的，云状常为Ns、Sc或Cb。

2.锋下扰动低云是在比较潮湿的冷气团中，由于扰动作用而形成的，云状多为层积云Sc或碎积云Fc（一）锋面低云锋面是产生低云的主要系统之一

锋面低云可分为锋上系统性低云

锋下扰动低云

碎雨云

3.锋上若有降水，在乱流作用下，可形成碎雨云Fn。

积云Cu，积雨云Cb，层积云Sc,层云St,碎雨云Fn,雨层云Ns1.锋上低云是暖湿空气受锋面抬升而形成的，云状常为Ns、Sc23暖锋天气模式云系：层状云卷云Ci卷层云Cs高层云As雨层云Ns降水：连续性降水降水区位于锋前，发生在雨层云Ns内降水宽度300－400公里暖空气比较稳定水汽又比较充沛暖锋天气模式云系：层状云降水：暖空气比较稳定水汽又比较充沛241、锋面低云的形成预报首先分析锋面低云的历史演变情况及其特点

外推法作出未来演变的初步判断

分析锋面水汽条件和垂直运动，判断低云可能的变化

参考预报指标或点聚图(1)指标站的应用(2)形势指标

(3)点聚图

（4）雷达和卫星资料的应用

制作点聚图时，选择的参数要能反映大气低层水汽和垂直运动情况的因子。如地面或850hPa的水汽压、比湿、露点、温度露点差等以及它们的变化量，常作为反映大气低层情况的因子。本站与地面锋线（或850hPa槽线）的距离、锋速、锋前后的变压等常作为反映大气垂直运动的因子。1、锋面低云的形成预报首先分析锋面低云的历史演变情况及其特点25①分析锋面和锋面低云的历史演变锋面的移动、强度变化情况，分析锋附近低云的分布特点、演变情况及其原因。

外推法

预报条件变化不大（1）锋上系统性低云①分析锋面和锋面低云的历史演变锋面的移动、强度变化情况，分析26②分析锋面附近的水汽和垂直运动条件首先分析暖气团中的水汽条件

预报湿度例如：冬季冷锋位于黄河以北时，由于锋前的暖空气通常是变性不久的冷气团，空气比较干燥，所以，锋上往往没有低云。但当冷锋移至长江流域一带时，常常由于锋上暖空气中水汽大量增加而产生大范围的低云。其次要分析锋上的垂直运动情况

分析锋面附近的气压形势和锋的结构

②分析锋面附近的水汽和垂直运动条件首先分析暖气团中的水汽条件27（2）锋下扰动低云和碎雨云

①分析冷气团中的水汽和垂直运动

②分析锋下冷气团中的乱流扰动

冷气团中的水汽含量一方面与其所经之地的地表性质有关，同时也和锋上的降水有关。低层的扰动除有利于水汽的垂直输送外，在低层层结稳定的情况下，还有利于使扰动混合层上部的空气冷却，因此有利于碎雨云或扰动低云的生成。乱流强度决定于风随高度的变化和空气的层结稳定度。

（2）锋下扰动低云和碎雨云①分析冷气团中的水汽和垂直运动282、锋面低云生消时间的预报锋上低云的消散时间，通常可根据850hPa图上低槽过境的时间来预报。锋下扰动低云在大陆上具有明显的日变化，一般入夜乱流减弱后，云即消散。2、锋面低云生消时间的预报锋上低云的消散时间，通常可根据8529（二）平（回）流低云的预报我国沿海地区，经常在入海冷高压（脊）或海上暖高压的西部（或西南部）出现一种低云，由于这种低云都是在空气从海上到大陆的平流过程中生成的，因此，常统称为平流低云。

在实际工作中通常将暖高压西部暖湿气流所产生的低云叫做平流低云。而将入海冷高压（脊）西（或西南部）增暖变湿后的气流所产生的低云叫做回流低云。（二）平（回）流低云的预报我国沿海地区，经常在入海冷高压（脊301、平（回）流低云的一般情况出现最多的月份由南向北推迟

广东1—4月福建2—5月浙江3—6月山东5—8月辽东半岛6—9月

平（回）流低云的云状多为Sc层积云

St层云Fs碎层云

Fc碎积云

主要特点是：生消迅速，云较薄，云厚一般为300—500米；云底低，回流低云一般为600—1000米，平流低云通常在300米以下；日变化明显，大多数在夜间或早晨生成，中午减弱消散或转为对流云，但当形势稳定时也可持续出现几天。1、平（回）流低云的一般情况出现最多的月份由南向北推迟广东312、平（回）流低云形成的条件和过程（1）平（回）流风场的建立是形成平（回）流低云的前提条件（2）平（回）流低云的水汽条件（3）形成平（回）流低云的冷却过程

（4）低层逆温层的存在各地出现平（回）流低云时，海上都有一个高压（脊）存在，有了这种平流风场，就可将海上潮湿空气或已在海上形成的海雾或低云平流至沿海地区形成平（回）流低云。

平流低云的形成过程有两种：一是暖湿空气流经较冷的海面或遇冷洋流时，低层的空气冷却而形成海雾或低云，而后随气流平流至沿海地区，这种过程中以平流冷却为主。另一种是海上的暖湿空气平流至沿海地带，经夜间的辐射冷却和海岸边的辐合上升冷却而形成的，其冷却过程主要是辐射冷却和上升冷却。

低层逆温层往往比低云先出现，因而它可以抑制水汽向上扩散，使由乱流上传的水汽在逆温层底部聚集起来而冷却成云。

2、平（回）流低云形成的条件和过程（1）平（回）流风场的建立323、平(回)流低云形成的预报分析平(回)流天气形势能否建立

再分析形成低云的水汽条件和冷却过程

应用各种预报指标、点聚图等综合作出预报

3、平(回)流低云形成的预报分析平(回)流天气形势能否建立33（1）平（回）流天气形势①高压从长江口入海②高压（或脊）从渤海入海（2）在分型的基础上找预报指标（3）点聚图的应用（4）统计预报方法①找出高压中心、入海路径、海上高压脊走向与低云的关系②找出本站气象要素与低云的关系③找出指标站气象要素与低云之间的关系

（1）平（回）流天气形势①高压从长江口入海②高压（或脊）从渤344、平（回）流低云生消时间的预报（1）平（回）流低云生成时间的预报①考虑平流风场的情况。通常平流风场有利，且低层空中风较大，则低云出现得早些，反之晚些。②气流来向的湿度愈大，湿平流愈强，预报站傍晚的相对湿度愈大，则低云出现得愈早，反之晚些。例如：丹东地区7月份，当预报未来有低云时，若16时（T-Td）>5°C时，下半夜出低云，而当（T-Td）≤2°C时，低云将在21时或以前出现。4、平（回）流低云生消时间的预报（1）平（回）流低云生成时间35统计资料的应用

例：当冷高压中心从长白山入日本海时，从入海时间算起，该站上低云的时间是：春季为21小时，秋季为11小时，冬季为10小时；当高压中心从长江口入海时，上海低云时间是：春季为32小时，秋季为22小时，冬季为18小时。统计资料的应用例：当冷高压中心从长白山入日本海时，从入海时36（2）消散时间的预报①平（回）流形势基本不变的情况下，主要由于日变化的影响，大陆上的低云在中午前后减弱消散，入夜后又可重新生成。②平（回）流形势破坏，低云随之消散，这是平（回）流低云消散的根本原因。两种情况

（2）消散时间的预报①平（回）流形势基本不变的情况下，主要由37（三）扰动低云的预报低层大气中，由乱流混合而形成的低云通常称为扰动低云。下面仅对形成于冷气团内的冷性扰动低云作一些讨论。1、扰动低云的特征▲季节性明显，一般出现在11—3月，且以12和1月最多▲云状为层积云或积状云▲扰动低云云高在北方一般为800—2000米，在南方多为600—900米▲生消突然、移动快、云量变化大

▲日变化比较明显，一般在10时左右生成，12—14时最强，17时以后消散（三）扰动低云的预报低层大气中，由乱流混合而形成的低云通常称38

东北地区产生扰动低云的基本天气形势是：

空中在冷涡或冷槽控制下，等高线呈气旋性弯曲，冷平流很强;

地面处于较强的蒙古高压前部，等压线呈近似南北走向。在此形势下，空中强冷平流使低层大气的稳定度减小，低层风又经常存在着显著的切变，因此有利于扰动的发展。(Ri数满足)当地面辐射逆温破坏后，地面风速明显增大，扰动增强，由于乱流混合的结果，在乱流混合层顶部形成逆温，若湿度条件具备，便在逆温层下形成扰动低云。东北地区产生扰动低云的基本天气形势是：392、扰动低云的形成过程及条件（1）从地面至850hPa（或700hPa）冷平流随高度增强或有强冷空气移到暖海面上，使低层的层结稳定度减小，有利于乱流混合作用的发生和加强。（2）地面风速较大（6—10米/秒），垂直切变大。（3）地面的增温作用是破坏地面逆温和有助于乱流发展的重要因素。（4）水汽要充沛，经扰动冷却后在乱流逆温层下能达到饱和。（5）地形作用：气流经过山地时，有利于扰动增强，促进低云的形成。空中强的冷平流是形成扰动低云的主要因子

2、扰动低云的形成过程及条件（1）从地面至850hPa（或7403、扰动低云形成的预报（1）分析温压场形势

由于空中强的冷平流是形成扰动低云的主要因子。因此预报扰动低云的形成，首先要正确分析上游地区冷空气的活动情况，冷涡或冷槽移动的方向和强度变化，以及冷涡或冷槽中冷平流的情况，然后再仔细分析低层的乱流和水汽条件。

冷涡（或较深的冷槽）活动冷空气爆发南下

3、扰动低云形成的预报（1）分析温压场形势由于41土城子气象台

850hPa图上冷平流交角与低云出现频率的关系

1、平流交角愈大，出现低云的频率就愈高。2、冷中心在土城子附近时，不管冷空气强弱，都有低云生成。土城子气象台850hPa图上冷平流交角与低云出现频率的关系42（2）分析低层乱流情况大气低层的稳定度垂直风切变地面风速大小下垫面粗糙程度等因子T850—T地面（或T700—T地面）

通常用里查逊数Ri来判断

Ri<1，有利于扰动发展产生低云（3）分析水汽条件（2）分析低层乱流情况大气低层的稳定度T850—T地面（或T434、扰动低云生消时间的预报

（1）分析天气形势（2）考虑近地面逆温的破坏时间(当地面辐射逆温破坏)

（3）考虑地面风速和风随高度的变化情况（4）考虑水汽条件

（5）指标站的应用当空中有较明显的冷涡（或冷温中心）接近本站或控制本站上空

地面风速和风随高度有显著的变化，则有利于扰动的发展

低层湿度大，凝结高度低时，低云往往出现得早，消失得晚，云量也较多

可利用历史资料统计本站上游地区低云生消时间与本站低云生消时间的关系，作为短时预报参考

4、扰动低云生消时间的预报（1）分析天气形势（2）考虑近地