中科大高空气象探测教案09探空记录

PAGE1单元标题：第九章探空记录整理第一节计算规定等压面计算特性层教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：掌握探空记录整理的目的和内容，确定规定等压面和特性层、计算规定等压面拔海高度和风向风速，计算规定等压面和特性层的温度、湿度、露点及温度露点差。了解温度元件的辐射订正。主要教学内容：探空记录整理的目的和内容，确定规定等压面和特性层、计算规定等压面拔海高度和风向风速，计算规定等压面和特性层的温度、湿度、露点及温度露点差。了解温度元件的辐射订正。教学重点与难点：确定规定等压面、计算规定等压面拔海高度、温度、湿度、露点及温度露点差、风向风速方法。特性层的选取条件以及温度、湿度、露点及温度露点差的计算方法。课后作业：探空记录整理的目的和内容如何？规定等压面和特性层资料分别包括哪些内容？选取特性层的条件有哪些？4、探空记录整理中，计算露点温度的规定有哪些？5、计算各规定等压面拔海高度的基本原理。课后体会：通过教学，使学生掌握确定规定等压面、计算规定等压面拔海高度、温度、湿度、露点及温度露点差、风向风速方法。特性层的选取条件以及温度、湿度、露点及温度露点差的计算方法。第九章探空记录整理目的：将探测数据按照规定的格式计算得到探测结果，供天气预报和相关部门使用。探空记录整理内容：确定时间要素曲线、计算各规定等压面的高度、温度、湿度和风的资料；选择对流层顶；选择特性层；选择零度层；编发报告电码。时间要素曲线：以横坐标为要素，纵坐标为时间，依次连接同一要素得到的曲线。第一节计算规定等压面规定等压面层为：地面、1000、925、850、700、600、500、400、300、250、200、150、100、70、50、40、30、20、15、10、7、5hPa(规定等压面层、特性层各气象要素编发报文只到10hPa,但规定高度层风及最大风层的报文不受此限制)。当某规定等压面在测站拔海高度以下时，不参与计算。一、规定等压面气象要素值的计算规定等压面气象要素值包括：温度、湿度、露点、温度露点差、风向、风速。

1、在时压曲线上找到各规定等压面，并得到规定等压面所对应的时间；2、在时温、时湿曲线上的相同时刻处计算出温度、湿度；3、根据计算公式求出露点温度；式中：为露点温度（℃），U为相对湿度（%），t为温度（℃）。4、将规定等压面上的气温值减去该规定等气压面的露点温度，即得到温度露点差。二、规定等压面拔海高度的计算各规定等压面上的位势高度是用本站位势高度和各规定等压面层间的厚度累加得到。1、计算各规定等压面之间的平均温度、平均湿度、平均气压；2、根据两规定等压面计算平均气压（将两规定等压面的气压相加除以2）；3、求取各规定等压面之间厚度 ：P1到P2规定标准气压层之间的厚度值（位势米）；：气层的平均温度（°K）；P1：下层规定标准气压层（hPa）；P2：上层规定标准气压层（hPa）；：气层的平均气压（hPa）；：气温在时的饱和水气压（hPa）；E0:0℃时的饱和水气压，取6.1078（hPa）；Td：露点温度（℃）。4、根据测站位势高度，分别累加各规定等压面间的厚度，即可得到各规定等压面的位势高度。5、根据规定等压面的时间在相应的量的风层中内插求出风向、风速。。三、时间—高度曲线（简称时高线）根据测站海拔、各规定等压面、终止层海拔高度及相应时间，确定时间高度曲线。第二节选取特性层特性层：反映测站上空大气层结特征的气层，为了表明测站上空温度，湿度等气象要素的垂直分布情况，以及研究大气中的绝热过程。一、选择特性层的条件：⑴地面层、终止层和对流层顶；⑵第一个对流层顶以下，大于一分钟(或400米)的等温层或大于1℃的逆温层的起始点和终止点；⑶温度失测层的开始、中间（任选）和终止点；⑷温度梯度的显著转折点，即两层间的温度分布与用直线连接的温度比较，大于1℃（第一个对流层顶以下）或大于2℃（第一个对流层顶以上）的差值最大的气层；⑸湿度梯度的显著转折点，即两层间的湿度分布与用直线连接的湿度比较，大于15%的差值最大的气层；⑹在110～100hPa之间，如果没有温湿特性层，则应在此范围内加选一层；满足以上条件之一者，即选为温压湿特性层。二、选择特性层的方法：选择特性层时，不考虑规定标准气压层的位置，而是按照条件照实选取，选择顺序如下：⑴先选出地面层、对流层顶、终止层；第一个对流层顶以下的等温、逆温的开始点和终止点；失测的开始、中间、和终止点；⑵再选出温度梯度的显著转折点，并重复该方法直至相邻两层间确实没有特性层为止；⑶最后选出湿度梯度的显著转折点,并重复该方法直至相邻两层间确实没有特性层为止。=4\*GB2⑷将全部特性层（除地面层外）按时间先后顺序编号。三、特性层的气象要素值的计算方法：特性层的气象要素值包括：温度、气压、相对湿度、露点温度、温度露点差。气压的计算：在特性层处的时压曲线上得到气压，由于大气压随高度按指数递减，因此大气压内插计算按其对数值进行，其内插公式为： 式中：分别为需内插层的气压、时间；分别为下层气压、时间；分别为上层气压、时间。温度、相对湿度、露点温度、温度露点差的计算：与规定等压面的求取方法相同。单元标题：第九章探空记录整理第三节选择零度层第四节选择对流层顶第五节特殊情况处理教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：掌握对流层顶的特点及分类、对流层顶选择条件、计算对流层顶要素、选择对流层顶的特殊情况、零度层定义、零度层选择规定、计算零度层要素探空记录遇有特殊情况的处理。主要教学内容：掌握对流层顶的特点及分类、对流层顶选择条件、计算对流层顶要素、选择对流层顶的特殊情况、零度层定义、零度层选择规定、计算零度层要素、探空记录遇有特殊情况的处理。教学重点与难点：对流层顶选择条件、选择对流层顶的特殊情况、零度层选择规定、遇有特殊情况的处理。课后作业：对流层顶的选择条件，第一对流层顶和第二对流层顶如何区分？选择对流层顶遇有特殊情况的处理规定。零度层定义及选取规定？叙述探空记录遇有特殊情况的处理规定。课后体会：通过教学，使学生对流层顶的特点及分类、对流层顶选择条件、计算对流层顶要素、选择对流层顶的特殊情况、零度层定义、零度层选择规定、计算零度层要素、探空记录遇有特殊情况的处理。第三节选取零度层零度层：温度为0℃时的气层。一、零度层的选取条件：1、零度层只选一个。2、当出现几个零度层时，只选高度最低的一个。3、地面层瞬间温度低于零度时，不选零度层。4、施放瞬间的温度为零度时，地面层即为零度层。二、零度层气象要素值的计算方法：零度层的气象要素值包括：气压、相对湿度、露点温度、温度露点差、位势高度。1、在时温曲线上找到温度等于零度的点，并得到温度等于零度所对应的时间；2、在时压、时湿曲线上的该时刻处得到零度层的气压、湿度；3、根据计算公式求出露点温度；4、将零度层的气温值减去该层的露点温度，即得到温度露点差；5、在时高曲线上内插得到零度层所对应的位势高度。第四节选取对流层顶一、对流层顶的特点及分类对流层顶：对流层与平流层间的过渡层。特点：1、从对流层顶向上温度垂直递减率很小或为负值。2、对流层顶的高度，随着纬度、季节的不同而变化，还与天气系统活动有关。我国对流层顶一般在500百帕以上。3、对流层顶的高度变化，通常是低纬度地区的对流层顶高度比高纬度地区的高，即对流层顶高度随纬度的增高而降低；夏季的对流层顶高度比冬季高；测站受暖气团控制时，对流层顶高度较高，相反冷气团控制时高度较低。4、对流层顶的温度变化与高度变化相反，即低纬度地区的对流层顶温度比高纬度地区的低，夏季的对流层顶温度比冬季低，测站暖气团控制时，对流层顶温度较低，相反冷气团控制时温度较高。极地类对流层顶（第一对流层顶）：即冷气团控制测站时的对流层顶。热带、副热带类对流层顶（第二对流层顶）：即暖气团控制测站时的对流层顶，两者之间的高度差异比较明显。“极地类”对流层顶的高度低，而温度高；“热带、副热带类”对流层顶的高度较高，但温度较低。据统计“极地类”对流层顶一般在150百帕以下，而“热带、副热带类”对流层顶一般在150百帕以上。二、对流层顶选择条件500hPa—40hPa之间，由温度垂直递减率（γ）开始≤2℃/千米气层的最低高度，向上两千米及以内的任何高度与该最低高度间的平均温度垂直递减率（γ）也均≤2℃/千米，则该最低高度选为对流层顶。1、第一对流层顶的选取：500hPa—150hPa（不含150hPa）之间，若出现符合对流层顶的选择条件的气层，则该气层选为第一对流层顶。2、第二对流层顶（150hPa—40hPa）的选取：（1）若存在第一对流层在第一对流层以上，由温度垂直递减率开始＞3℃/km气层的最低高度起，向上1千米及其以内的任何高度与该最低高度间的平均温度垂直递减率均＞3℃/km，并在该最低高度以上又出现符合对流层顶选择条件的气层（若该符合对流层顶条件的气层出现在150hPa以下，该气层不选为第二对流层顶；而后在150hPa或以上又出现符合对流层顶条件的气层，则须在此气层以下重新出现由温度垂直递减率开始＞3℃/km气层的最低高度起，向上1千米及其以内的任何高度与该最低高度间的平均温度垂直递减率均＞3℃/km的过渡层，此气层才可选为第二对流层顶），则该气层选为第二对流层顶。若不存在第一对流层当未出现符合第一对流层顶条件的气层时，在150hPa或以上—40hPa之间，若出现符合对流层顶的选择条件的气层，则该气层选为第二对流层顶。第一、二对流层顶分别各最多选一个。如果各有几个气层都分别符合第一、二对流层顶选取条件时，则各选取高度最低的一个。三、对流层顶气象要素值的计算方法：对流层顶的气象要素值包括：位势高度、气压、温度、相对湿度、露点和温度露点差。位势高度的计算方法同零度层，气压、温度、相对湿度、露点和温度露点差的计算方法同规定等压面。四、选择对流层顶的特殊情况1、如因记录终止而厚度不足两千米，且符合对流层顶的条件，则按下列方法选取：将记录终止时的温度以干绝热温度递减率（=1℃/100米）递减到两千米厚度的位置，时—高线不足部分以外延，只供选取对流层的用，如果符合选取条件，则选为对流层顶。2、如果符合对流层顶选择条件的层次出现在失测层的起始层或终止层，不能选为对流层顶。第五节特殊情况处理一、温、压、湿记录遇有连续失测或可信度差的处理规定：要素500hpa及以下500hpa以上缺测或可信度差时间△t(分)规定缺测或可信度差时间△t(分)规定气压△t≤5按前后趋势拟合连线△t≤7按前后趋势拟合连线△t＞5重放球△t＞7不管温度记录是否正常，位势高度只计算到可靠气压记录为止。如后来同时又有可靠的气压、温度记录出现，可继续整理规定等压面温度、湿度记录（缺测位势高度），气压缺测段加补缺测特性层。温度△t≤2按前后趋势拟合连线△t≤3按前后趋势拟合连线2＜△t≤5按前后趋势拟合连线，供计算厚度和系统误差订正用，温度数据作缺测处理3＜△t≤7按前后趋势拟合连线，供计算厚度和系统误差订正用，温度数据作缺测处理△t＞5重放球△t＞7不管气压记录是否正常，位势高度只计算到可靠温度记录为止。如后来同时又有可靠的气压温度记录出现，可继续整理规定等压面温度、湿度记录（缺测位势高度），温度缺测段加补缺测特性层。湿度△t≤2按前后趋势拟合连线△t≤3按前后趋势拟合连线2＜△t≤5按前后趋势拟合连线，供计算厚度和系统误差订正用，湿度数据作缺测处理3＜△t≤7按前后趋势拟合连线，供计算厚度和系统误差订正用，湿度数据作缺测处理△t＞5重放球（若缺测层无云且前次同等高度平均相对湿度低于30%时，可不重放球。按前后趋势拟合连线，代计算厚度和系统误差订正用，湿度记录作缺测处理。）△t＞7湿度记录只整理到有可靠湿度记录为止，其他照常整理（相对湿度按1%计算）注：当连续失测或可信度差处在500hPa层上、下时，按500hPa以下的规定处理。二、重放球规定

1、记录未达500百帕和不足10分钟。2、气球升速自地面到终止均＞600米/分或＜150米/分。3、重放球的时间，最多不得超过正点时间的1小时15分（08：30或20：30）。4、当某次观测出现两次气球下沉时，第二次气球开始下降点作为本次记录的终止层，结束本次观测。若终止高度低于500百帕，又在允许重放球的时间内，则必须重放球。当正点后75分内放不出球，该时次探测停止进行。5、综合探测时次，遇有近地层高空风失测，应在放球的规定时限内补放测风球，但因某种原因，放球的规定时限内未能补放测风球，且在500hPa以下，测风分钟数据连续失测大于5分钟，也应在放球的规定时限内重放球。二、对气球升速的要求1、如果在500百帕以上，从某一层开始到记录终止，升速均大于600米/分或小于150米/分，则此层以后的记录不再整理。

2、如果在500百帕以下，从某一层开始升速大于600米/分或小于150米/分，应重放球。如果记录中间某一段升速大于600米/分或小于150米/分，而以后升速又恢复正常，则此记录照常整理。单元标题：第六节高空温、压、湿报告电码教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（2）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：牢固掌握高空温、压、湿报告电码格式、编报说明以及编报方法。主要教学内容：高空温、压、湿报告电码格式、编报说明以及编报方法。教学重点与难点：牢固掌握高空温、压、湿报告电码格式、编报说明以及编报方法。课后作业：熟练掌握高空温、压、湿报告电码编报方法，根据所学知识，参照教材符表编写高空温、压、湿报告电码一份。课后体会：基本掌握高空温、压、湿报告电码编报方法。。高空温、压、湿报告电码电码格式A、C部第一段TTAAYYGGIdIIiii第二段99P0P0P0T0T0Ta0D0D0d0d0f0f0f0 P1P1h1h1h1T1T1Ta1D1D1d1d1f1f1f1 …… ………… PnPnhnhnhnTnTnTanDnDndndnfnfnfn第三段88PtPtPtTtTtTatDtDtdtdtftftft第四段77PmPmPm or dmdmfmfmfm66PmPmPm第十段61616SnSr0Sr0Sr0Sr062626P1P1LarLarLarLarLorLorLorLorSnSrSrSrSr …… ………… PnPnLarLarLarLarLorLorLorLorSnSrSrSrSr 6363688LarLarLarLarLorLorLorLorSnSrSrSrSr 6464677LarLarLar orLarLorLorLorLorSnSrSrSrSr66LarLarLarB、D部第一段TTBBYYGGIdIIiii第五段n0n0P0P0P0T0T0Ta0D0D0 n1n1P1P1P1T1T1Ta1D1D1 …… …… nnnnPnPnPnTnTnTanDnDn第十段61616SnSr0Sr0Sr0Sr065656n1n1LarLarLarLarLorLorLorLorSnSrSrSrSr …… ………… nnnnLarLarLarLarLorLorLorLorSnSrSrSrSr二、编报说明=1\*GB4㈠本电码用来编报陆地测站高空温、压、湿和风的资料。=2\*GB4㈡各部必须按所列电码格式编成单独的一份报告，识别组和编报内容如下：部识别组编报的资料ATTAA100hpa层及其以下各规定等压面层、对流层顶和最大风层的资料。BTTBB100hpa层及其以下特性层的资料。CTTCC100hpa层以上各规定等压面层、对流层顶和最大风层的资料。DTTDD100hpa层以上特性层的资料。=3\*GB4㈢只要观测到应该编报的资料，就必须按照规定进行编报，不得省略。=4\*GB4㈣探测终止高度以上和低于测站的规定高度的发报层，应省略不报。=5\*GB4㈤如果没有探测到某部规定编报的探测资料，该部省略不报。三、编报方法=1\*GB4㈠第一段：1、TTAA、TTBB、TTCC、TTDD分别编报探空报告电码A、B、C、D的识别组。2、yyGG：yy—分别编报观测日期的十位数和个位数。GG—实际放球时间的世界时，以最接近的整时数编报。Id—规定等压面有风组终止层指示码。编报有风组的最后一层规定等压面气压值的百位数（A部）或十位数（C部）。Iiiii—编报内容与高空风报告电码相同。=2\*GB4㈡第二段1、99—地面层资料的指示码。—地面气压，以百帕为单位，编报其百位、十位和个位数，小数四舍五入，如有千位数，千位数省略不报。—地面气温，以摄氏度为单位编报。—地面气温的正负号及其小数的近似值。温度的小数编报的电码温度为正温度为负00112233445566778899—地面的温度露点差。—编报地面风的资料。编报方法与高空风报告电码相同。（2）P1P1h1h1h1T1T1Ta1D1D1d1d1f1f1f1…… …………PnPnhnhnhnTnTnTanDnDndndnfnfnfn温度露点差的编报方法：0.0—4.9放大10倍编报；5.0—5.5编报50；5.6—49.4—小数四舍五入后放大10倍加50编报。P1P1……规定等压面的气压，A部气压以10百帕为单位编报，1000百帕层编报为00；PnPn C部气压以1百帕为单位编报。例如：925百帕层编报92，700百帕层编报70，70百帕层也编报70。h1h1h1规定等压面的位势高度，500百帕层以下的位势高度以位势1米为单位编报（位……势千米省略不报）；500毫巴层及其以上的等压面的位势高度，以位势十米为hnhnhn单位（个位四舍五入，万位省略不报）。T1T1……规定等压面的气温编报方法同地面温度。TnTnTa1…规定等压面的正负号及其小数的近似值，编报方法同地面温度。TanD1D1……规定等压面的温度露点差编报方法同地面温度。DnDnd1d1f1f1f1……编报规定等压面风的资料。编报方法与高空风报告电码相同。dndnfnfnfn3、第三段88PtPtPtTtTtTatDtDtdtdtftftft88—对流层顶指示码。PtPtPt—对流层顶的气压。在100百帕层及其以下的对流层顶（A部），其气压以1百帕为单位编报；在100百帕以上的对流层顶（C部），其气压以0.1百帕为单位编报。TtTtTatDtDt—对流层顶的气温和温度露点差。方法同地面层。dtdtftftft—对流层顶风的编报。方法同地面层。4、第四段77PmPmPm or dmdmfmfmfm(4vbvbvava)66PmPmPm77或66—最大风层指示码。PmPmPm—最大风层的气压。编报方法同对流层顶。dmdmfmfmfm—最大风层风的资料，编报方法与高空风报告电码相同。单元标题：第六节高空温、压、湿报告电码教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（2）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：牢固掌握高空温、压、湿报告电码格式、编报说明以及编报方法。主要教学内容：高空温、压、湿报告电码格式、编报说明以及编报方法。教学重点与难点：牢固掌握高空温、压、湿报告电码格式、编报说明以及编报方法。课后作业：熟练掌握高空温、压、湿报告电码编报方法，根据所学知识，参照教材符表编写高空温、压、湿报告电码一份。课后体会：基本掌握高空温、压、湿报告电码编报方法。。5、第五段n0n0P0P0P0T0T0Ta0D0D0n1n1P1P1P1T1T1Ta1D1D1…… ……nnnnPnPnPnTnTnTanDnDn、、………—特性层层次的编号，分别编报00（地面）、11（第一特性层）、22（第二特性层）……99（第九特性层）、11（第十特性层）、22（第十一特性层）……99（第十八特性层）、11（第十九特性层）……；在D部中特性层组的、………分别编报11（100百帕以上第一特性层）、22（100百帕以上第二特性层）……注意：只有能编报00，表示地面资料。P0P0P0P1P1P1……PnPnPn—特指性层的气压。编报方法同对流层顶。T0T0Ta0D0D0T1T1Ta1D1D1……TnTnTanDnDn一特指性层的气温与温度露点差。方法同地面温度编报。2、关于第二段的编报规定：=1\*GB2⑴应编报的规定等压面：A部地面、925、850、700、500、400、300、250、200、150、100；C部70、50、30、20、10hpa。=2\*GB2⑵当一个或一个以上的规定等压面的风的资料不明，但在其以上的其它规定等压面还有风的资料时，则资料不明的那些规定等压面的风组应编报×××××。=3\*GB2⑶当某一规定等压面的风的资料不明，而在其以上其它各规定等压面风的资料也不明，所有风的资料不明的那些规定等压面的风组都可以省略不报，同时第一段中的应按有关规定选报适当的数码。=4\*GB2⑷如果250（或150）百帕等压面是本次探测到的最高风层，除按规定编报250（或150）百帕等压面的风组外，200（或100）百帕等压面的风组仍应包括在报告中，并编报为×××××。但如果250（或150）百帕等压面为本次探测的终止层时，200（或100）百帕等压面的风组均不编报。第一段中的应编报为2（或1）。=5\*GB2⑸各发报规定等压面层，应按其高度自下而上的顺序编报。在探测范围内，如某规定等压面风的资料缺测，则与之对应的ddfff风组应编报为×××××，不得省略。4、关于第三段的编报规定：=1\*GB2⑴第三段指示码为88。=2\*GB2⑵当A部或C部没有观测到对流层顶时，第三段应编报一组“88