天气形势预报的基本方法

第八章

天气形势和气象要素预报§8.1天气形势预报的基本方法1整理ppt第八章

天气形势和气象要素预报§8.1天气形势预报的基本方天气预报是根据气象观(探)测资料，应用天气学、动力学、统计学的原理和方法，对某区域或某地点未来一定时段的天气状况作出定性或定量的预测。2整理ppt天气预报是根据气象观(探)测资料，应用天气学、动力学、统计学常用的天气预报技术方法天气学预报方法统计学预报方法动力学预报方法天气-统计预报方法动力-统计预报方法(MOS法和PP法)天气-动力预报方法3整理ppt常用的天气预报技术方法天气学预报方法3整理ppt天气预报的种类按预报时效:临近预报(0-2小时)甚短期预报(2-12小时)短期预报(12-48小时)中期预报(3-10天)长期预报(10天以上)等;按服务对象:日常天气预报专业天气预报(如航空天气预报);按预报范围区域预报站点预报等。4整理ppt天气预报的种类按预报时效:4整理ppt一个地区的天气变化主要决定于天气系统的变化。天气预报实际上分为两个步骤：第一步是天气形势预报，预报各种天气系统的生消、移动和强度的变化，它是气象要素预报的基础。第二步是气象要素和天气现象预报，是对气温、湿度、风、云、降水和其它天气现象变化的预报。5整理ppt一个地区的天气变化主要决定于天气系统的变化。5整理ppt天气形势预报主要是气压场和流场的预报。气压场和流场相互适应而接近于地转平衡形势预报的两种处理方式：从气压场变化入手，找出气压变化的规律。如：减压地区可能形成低压或使原有低压加强，即有气旋发生发展。从流场变化入手，通常得用涡度方程进行分析。如：正涡度增加地区，有气旋的发生发展；负涡度增加地区，则可能有反气旋的发生发展。6整理ppt天气形势预报主要是气压场和流场的预报。6整理ppt形势预报的方法可分为两大类:数值预报方法，天气学方法。本节主要讨论利用天气学方法制作天气形势预报的常用方法。7整理ppt形势预报的方法可分为两大类:7整理ppt§8.1.1趋势法根据最近一段时间内天气系统演变的趋势，预报未来短时间内天气系统强度变化及移动，这种方法叫做趋势法。趋势法通常分为外推法和运动学方法两种。8整理ppt§8.1.1趋势法根据最近一段时间内天气系统演变的趋势，预报1.外推法根据最近一段时间内天气系统的移动速度和强度变化的规律，顺时外延，预报出系统未来的移动速度和强度变化，这种方法叫做外推法。9整理ppt1.外推法根据最近一段时间内天气系统的移动速度和强度变化的规外推法又可分为两种情况：一种是系统的移动速度或强度变化基本上不随时间而改变，按这种规律外推，叫做直线外推;另一种是当系统的移动速度或强度变化接近“等加速”状态时，外推时要考虑它们的“加速”情况，按这种规律外推，叫做曲线外推。10整理ppt外推法又可分为两种情况：10整理ppt应用外推法可以对高、低压系统和槽、脊的移动和强度作出预报。直线外推时只需要根据当时和上一时次的两张天气图即可进行，而曲线外推需要利用三张(或以上)天气图进行比较。11整理ppt应用外推法可以对高、低压系统和槽、脊的移动和强度作出预报。1（1）高低压系统的外推12整理ppt（1）高低压系统的外推12整理ppt（2）高空槽脊的外推高空槽线外推。因为槽线各段移动速度不同，可以在槽线上取几个代表性的点。13整理ppt（2）高空槽脊的外推高空槽线外推。因为槽线各段移动速度不同，高空槽脊强度外推。选择能表示槽、脊的某条等高线，如540线，追踪该线与槽、脊的交点，对两交点进行外推。当槽(脊)过分拉长时，应考虑将有切断低压或闭合高压出现。14整理ppt高空槽脊强度外推。选择能表示槽、脊的某条等高线，如540线，注意（1）外推法主要用于天气系统呈相对静止状态。（2）所用资料的时间间隔不宜过长。（3）气压系统的中心位置和中心数值要尽量准确。（4）要注意气压日变化的影响。（5）外推时，还要根据天气系统变化的物理原因以及周围天气系统和地形的影响，考虑系统的变化。15整理ppt注意（1）外推法主要用于天气系统呈相对静止状态。15整理pp2.运动学方法利用气压系统过去移动和强度变化所造成的变高（或变压）的分布特点，通过运动学公式导出的一系列定性预报规则，来预报系统未来的移动速度和强度变化的方法，叫做运动学方法。16整理ppt2.运动学方法利用气压系统过去移动和强度变化所造成的变高（或（1）气压系统移动的预报取x轴与C的方向一致，则在气压系统上取一些特性点和特性线，使得在这些点和线上有

F/t=0，于是，这些点和线的移动速度为17整理ppt（1）气压系统移动的预报取x轴与C的方向一致，则17整理pp(i)等压线移动的预报使运动坐标系随等压线p一起移动，若等压线的移动方向为法线方向，则取x轴与等压线的法线方向一致。这样，等压线p的移动速度为若某处有正变压，等压线向低压方向移动；若某处有负变压，等压线向高压方向移动。移动速度与变压成正比，与气压梯度成反比。18整理ppt(i)等压线移动的预报使运动坐标系随等压线p一起移动，若等压(ii)槽、脊线移动的预报使运动坐标系随槽、脊线一起移动，取x轴垂直于槽、脊线，并指向气流的下游方向，和槽、脊线的移动方向基本一致。由于在槽、脊线上槽、脊线的移动速度为对槽来说，说明槽沿变压梯度方向移动；对脊来说，说明脊沿变压升度方向移动；槽脊移动速度与变压梯度成正比，与（槽脊强度）成反比。19整理ppt(ii)槽、脊线移动的预报使运动坐标系随槽、脊线一起移动，取(iii)高、低压中心移动的预报在低压中，可设有2条相互垂直的线，分别与x轴和y轴重合，低压中心的移动速度C可看成两线移动的矢量和。20整理ppt(iii)高、低压中心移动的预报在低压中，可设有2条相互垂直对近于圆形的低压，由于将沿变压梯度方向移动；同理，对近于圆形的高压，将沿变压升度方向移动。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，移动方向越接近于长轴。移动速度的大小与变压升度(梯度)成正比，与系统中心强度成反比。21整理ppt对近于圆形的低压，由于21整理ppt(iv)气压系统强度变化的预报在高、低压中心，

p＝0同样，在槽(脊)线上，取x轴垂直于槽(脊)线，并指向气流的下游方向，22整理ppt(iv)气压系统强度变化的预报在高、低压中心，p＝022整当低压中心或槽线上出现负变压(正变压)时，低压或槽将加深(填塞);当高压中心或脊线上出现正变压(负变压)时，高压或脊线将加强(减弱)。23整理ppt当低压中心或槽线上出现负变压(正变压)时，低压或槽将加深(填预报经验(i)如果气旋中心出现了负变压，这个气旋将要加深；反之，如果出现了正变压，气旋就会填塞。如果反气旋中心出现了正变压，反气旋将要加强；反之，如果出现了负变压，反气旋就会减弱。(ii)如果零值变压线接近于气旋或反气旋中心，则表示这个气旋或反气旋未来的强度变化不大。如果零值变压线处在气旋或反气旋后部较远的地方，则气旋或反气旋要加强；如果零值变压线处在气旋或反气旋前部较远的地方，则气旋或反气旋将很快减弱。(iii)如果在低压槽或均压区中，出现了明显的3小时负变压中心(<-2.0hPa)，则该处可能有低压生成；如果在高压脊或均压区中，出现了明显的3小时正变压中心(>2.0hPa)，则该处可能有高压生成。(iv)由于锋面气旋常沿暖区等压线方向移动，故暖区中变压不大。如果暖区中出现了较大的负变压，表示气旋将发展；反之，气旋将填塞。24整理ppt预报经验(i)如果气旋中心出现了负变压，这个气旋将要加深；反高空系统预报的经验(24小时变高)(1)高压常向正变高中心移动，低压常向负变高中心移动。(2)槽线前后分别有一负、正变高中心时，这种槽一般移动较快。变高梯度越大，槽移动越快。(3)当槽(脊)线上出现负(正)变高中心时，则槽(脊)将加强，且移动较慢；反之，槽(脊)将减弱，且移动加快。(4)当移动缓慢的高压脊西北方出现负变高中心，并不断加强，则此脊将减弱。25整理ppt高空系统预报的经验(24小时变高)(1)高压常向正变高中心移注意当天气系统的移动和强度无突然变化或无天气系统的新生、消亡时，应用上述趋势法的较果较好；反之，预报往往与实际不相符合。26整理ppt注意当天气系统的移动和强度无突然变化或无天气系统的新生、消亡§8.1.2涡度观点的应用1.地面气旋（反气旋）发展方程2.平均层涡度方程3.引导气流原理的应用27整理ppt§8.1.2涡度观点的应用1.地面气旋（反气旋）发展方程1.地面气旋（反气旋）发展方程Petterssen发展方程无辐散层绝对涡度平流项非绝热加热项温度平流项垂直运动项28整理ppt1.地面气旋（反气旋）发展方程Petterssen发展方程涡度平流，地面气旋发展温度平流，地面气旋移动＋＋－－29整理ppt涡度平流，地面气旋发展＋＋－－29整理ppt2.平均层涡度方程平均层上的相对涡度平流热成风涡度平流地转涡度平流地形作用。

30整理ppt2.平均层涡度方程30整理ppt涡度平流对称槽（脊），涡度平流影响槽（脊）移动。不对称的槽（脊），涡度平流影响槽（脊）强度。31整理ppt涡度平流对称槽（脊），涡度平流影响槽（脊）移动。31整理pp热成风涡度平流

在温度槽附近，热成风涡度最大，

在温度脊附近，热成风涡度最小。温度槽落后于高度槽，高度槽将加强。高度槽落后于温度槽，高度槽将减弱。32整理ppt热成风涡度平流

在温度槽附近，热成风涡度最大，

在温度脊附近3.引导气流原理的应用可以证明，地面高、低压中心的移动速度与系统中心上空平均层上的地转风一致。实际工作中可利用700hPa或500hPa等压面上的地转风加以适当订正以预报地面系统中心的移动，这就是所谓的“引导气流原理”。33整理ppt3.引导气流原理的应用可以证明，地面高、低压中心的移动速度34整理ppt34整理ppt地面气压系统中心的移动速度为其上空500hPa风速的0.5-0.7倍，700hPa风速的0.8-1倍。夏季常用500hPa