时间剖面图的分析与在预报中的运用

一、思路 我们知道,气压、水汽压是大气中的物理量,在大、暴雨天气过程之前,这两者反映是:气压低、水汽压大,用直角坐标图表示,二者方向相反,如14时的压、温、湿曲线图,能否变方向相反为方向相同,把二者结合为一个要素来分析,距平值给我们解决了这一问题,在气压方面取(P-P)距平,而水汽压则取(e-e)两者距平相加(p-p) (e-e),为简易起见,用“F”表示。     

湿度及有关诸量的计算方法

1、湿度的表示方法 表示大气中水汽量的方法有几种,但工程学系统的一部分和气象为中心的其他领域之间在用语和单位上有不同,容易产生混乱。这里介绍以气象学为主的用语以及它们的惯用单位,(气象手册,1979年;礒部,1982年)。 a)水汽压:大气压力中水汽所占的分压力(hPa,Pa,mmHg)。 b)饱和水汽压:与气温同温的靠近平水面处的水汽压。也即在该温度时的大气能含有的最大水汽量所产生的分压力(hPa,     

用累积水汽压距平预报旱地冬小麦早熟

冬小麦生育期间≥0℃的积温表示小麦生长期所获得的热量。积温达到一定量时，冬小麦就成熟了。用积温距平可预报冬小麦的收获始期。但旱地冬小麦遇干旱影响易早熟，积温预报其收获期效果不好。采用累积水汽压距平方法预报，取得较满意的效果。累积水汽压距平是指作物生长期水汽压累积值与平均值的差距。水汽压表示大气中水汽的压力，与温度有关。     

地面气象测报程序系列剖析(五)

七、湿度计算和编报如果露点温度、相对湿度和水汽压为缺测,用120为指示在750行分别存入R、U、E单元,若干球缺测,让温度露点组电码存储单元L$置空.转126行用毛发读数计算相对湿度子程序.126行如条件成立(O<3)表示用干湿球观测,则返回后转向780行,露点温度、水汽压和相对湿度因不能计算,所     

总能量的简化计算及其在单站暴雨预报中的应用

能量天气分析预报方法在台站应用已取得一定的成效,在只应用于单站的局地天气预报时还可以进一步简化。一、总温度的简化计算单位质量空气的总能量如以总温度表示,对单站地面的简化公式为T_t=T 2.5q,如用本站水汽压(e)表示,可写成:     

用(p-)+(e-■)作春播中期烂秧天气预报

思 路 我们知道:早稻烂秧天气的出现,是在北方冷空气影响之后产生的,冷空气有强有弱;不是每一次冷空气都能造成本地区的烂秧天气。经验告诉我们:要素的多年平均值及距平值是该要素最佳参考值。在高压控制过程中气压高而水汽压小;在低气压中二者刚好相反。气压、水汽压单位相同。可以结合为一个要素来分析,为了解决方向相反问题:气压距平取(-p),水汽压取(e-),两者相加即:(—p)十(e—)。     

利用探空资料计算水汽压

利用L波段探空资料的相对湿度值及温度值计算水汽压时,由于探空测量的是相对于水面的相对湿度,只能用相对于水面的饱和水汽压公式来计算,低温时用相对于冰面的饱和水汽压公式计算水汽压可能不正确.对水相和冰相的不同处理所带来的偏差进行了分析和讨论.以CIMO规定的温度-45℃和0℃为界,分别计算了用相对于冰面的饱和水汽压公式和相对于水面的饱和水汽压公式得到的水汽压值,并进行了比较.结果表明,在计算实际水汽压的过程中,用不同的饱和水汽压公式所产生的绝对偏差虽然不大,但相对偏差最大可能达到50％,不容忽视,对确定对流层上部的气候效应可能产生影响.     

我国自由大气与山地水汽压垂直递减规律的初步研究

本文应用全国103个探空站资料,拟定出水汽压垂直递减公式。计算了1、4、7、10月和年平均自由大气与山地水汽压递减系数;讨论了水汽压递减系数的影响因子;对自由大气与山地水汽压递减系数的年变化进行了分型与区划;最后,绘制出自由大气和山地水汽压递减系数的全国分布图,分析了其分布规律,并对两者进行了比较。     

华北地区水汽总量特征及其与地面水汽压关系

利用2004-2005年张家口、邢台和北京三个探空气象站北京时间08、20时的资料,计算了各个站点不同时刻对应的水汽总量,对华北地区水汽总量的特征及其与地面水汽压的关系进行了研究.利用线性回归方法分别建立了四种不同分型下用地面水汽压估算水汽总量的经验公式.检验结果表明,华北地区估测的平均绝对误差和均方根偏差普遍低于4 mm和6 mm;夏季误差较大,而冬半年较小;按天气状况分型时,地面水汽压与水汽总量相关性较好、估计精度也更高,可作为除探空资料积分法和GPS遥感方法之外估计水汽总量的一种备选方案.     

水汽含量的一种简捷查算法

大气中的水汽含量是指单位截面上整个空气柱内的水汽总质量(不包括云中的液态水和固态水),用“克/厘米~2”表示,也可以用毫米表示。水汽对降水的产生、辐射能的吸收与放射以及气候的形成与变化都具有重要作用,因此无论在天气预报或气候学研究中,都要涉及到水汽含量的计算。 水汽含量的计算方法很多。为了迅速求得水汽含量,早在五十年代Showalter就设计了一种计算尺。本计算尺是在Showalter计算尺的基础上加以改进而制成的(如图1)。根据露点上升曲线,利用本计算尺可以迅速查算出水汽含量。     

用“差补法”复校气表——1

《气象》1983年第1期登载的《用露点温度查对水汽压极值》一文所介绍的办法,只有在全月各定时观测的露点温度值都不同时才能应用。这是因为用同一个露点可以反查出2—4个不同的水汽压值。例如,水汽压34.8、34.9、35.0对应的露点温度值就都是26.6,此时从露点温度栏中挑取的月最高、月最低值的日期,不一定是月最大、最小水汽压出现的日期。     

大气中的水汽

对于大气中的水还有一点是我们必须了解的,这就是以水汽形态存在的水的数量,它取决于空气的温度。由于水汽是一种气体,我们可采用测气压的方法来测量它;还可以用另一种方法来确定在一定温度下可能含有的最大水汽量,即用每立方米空气中所含有的水汽质量(通常用克/米~3)来表示。在一定温度下,空气的最大水汽含量称为饱和水汽量。实际的含量通常是小于饱和值,但偶尔也出现大于饱和值的情况(可是,这时水汽可以通过凝结转变成液态水。饱和值仅说明可能的最大水汽含量。而云既含有水,又含有水汽)。气温越高,空气能够含有的水汽越多,其饱和值也就越大。下表给出饱和值变化的大致情况。表中克/米~3是一种表示水汽     

潍坊市地面水汽压时空分布特征及其影响因素

基于1961—2015年潍坊市9个气象观测站逐月地面水汽压及其他气象要素的观测数据,利用气候倾向率、经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)、M-K(Mann-Kendall)突变检验和相关系数等方法,分析了潍坊市地面水汽压的时空分布特征及其影响因素,为合理开发云水资源提供理论依据。结果表明:1961—2015年潍坊地区年与春季、秋季、冬季地面水汽压均呈上升的趋势,春季地面水汽压上升最明显,夏季地面水汽压呈略下降的趋势;潍坊市地面水汽压年代变化明显,20世纪80年代地面水汽压最低。近55 a潍坊市地面水汽压月变化呈明显的单峰型,最大值出现在7月,最小值出现在1月。潍坊市地面水汽压在1989年发生突变,突变后呈明显上升的趋势。近55 a潍坊地区年和四季地面水汽压均呈由西北向东南方向递增的空间分布特征,最低值均出现在青州地区,最高值均出现在诸城地区,主要受地理位置和海拔高度影响造成的。特征向量表明潍坊市地面水汽压具有空间一致性的变化特征,呈西北—东南反向分布。潍坊市地面水汽压受多种气象因素的影响,地面水汽压与相对湿度、气温、降水量均呈显著的正相关关系,地面水汽压与日照时数、蒸发量、风速均呈显著的负相关关系。     

近33a河南省四季地面水汽压时空分布特征

利用河南省49个地面气象台站1979—2011年的月平均地面水汽压资料,分析了近33a来河南省四季水汽压的时空分布特征,在此基础上,对夏季地面水汽压进行了分区。结果表明:①河南省四季地面水汽压多年平均的空间分布较为相似,都呈现出由西北向东南递增的趋势。②EOF分解表明,河南省四季地面水汽压空间变化的最主要分布是全省一致型。③河南省四季地面水汽压存在明显的年际和年代际变化,除冬季主要存在准15a的年代际变化外,其余季节则在多数时段存在着准5a左右的年际变化;各季地面水汽压均呈线性增加趋势,其中冬春(夏秋)季增加趋势(不)明显。④通过REOF分解,结合地理位置和气候特点,可将河南省夏季地面水汽压分为豫北、豫东南和豫西3个区。     

应用区域地基全球定位系统观测分析北京地区大气总水汽量

利用2000年6月1日～8月11日北京地区地基全球定位系统(Globe Positioning System)网遥感大气总水汽量试验的观测资料,分析了北京地区夏季大气总水汽量的时空变化,研究了大气总水汽量与日平均温度、地面水汽压和降水的关系.研究结果表明:大气总水汽量存在明显的时空变化,对于地理位置基本相近的台站,海拔高度的影响比较明显,一般情况下高山站的水汽总量低于平原站;在晴天,地面水汽压与大气总水汽量有较好的相关性,而在云雨日,由于高低层大气湿度的变化常常不同步,用地面水汽压估算的大气总水汽量具有较大的偏差;大气总水汽量短时间内的快速增加往往对应有降水过程出现,但总水汽量的大小与降水量之间并没有明显的相关,在降水预报中应综合考虑总水汽量的前期平均水平、短时的增幅和峰值大小等条件的影响.     

近30年河南省夏季地面水汽压演变特征及其与降水量的关系

利用河南省49个地面气象台站近30 a(1979-2008年)的逐月地面水汽压资料,分析了近30 a来河南省夏季水汽压的演变特征,讨论了夏季地面水汽压与地面降水的关系.结果表明:河南省夏季水汽压和降水量在空间分布上都呈现出由西北向东南递增的特征;夏季地面水汽压和降水量空间分布主要呈现出全省一致型.通过Morlet小波分析发现,夏季水汽压存在着的准2 a和3～5a的年际振荡,而夏季降水量存在准2 a和准6～7a的年际振荡.M-K检验表明,夏季水汽压和降水量均在20世纪80年代中后期存在由少到多的突变.     

中国55年来地面水汽压网格数据集的建立及精度评价

对气象要素网格化是气候变化研究中避免空间抽样误差的有效方法之一.文中采用薄盘光滑样条插值法(ANUSPLIN),在考虑站点经度、纬度和海拔高度的基础上,对中国55年来地面水汽压站点资料进行空间插值,得到了中国陆地水汽压年和月平均值1°×1°网格数据集.精度检验表明:中国年水汽压插值误差普遍小于0.3 hPa;而月水汽压的插值误差由于受水汽压周期变化的影响,表现出周期性变化的特点.一般夏季较大,最大误差在0.5 hPa左右,冬季较小,约为0.2 hPa.在考虑站点海拔与对应网格DEM差值大小的基础上,建立实测水汽压值与对应网格水汽压值年序列,并进一步分析二者的相关关系,表明:(1)二者具有很好的相关性,相关系数为0.88-0.96;(2) 能很好地模拟地形影响,得到的网格水汽压可以较好地代表实测水汽压的变化趋势.由此建立了中国近55年来地面水汽压的年序列.其趋势表明:近55年来中国年平均水汽压呈增加趋势,其线性趋势为0.52 hPa/(100 a),其中西部增加趋势大于东部,且以夏季的增大趋势最为显著.结合近50年来气温的变化趋势说明:在中国,气温每增加1 ℃,大气中年平均水汽含量约增加3.15%.     

n值是怎样计算出来的?

问:湿度查算表(第一号常用表)中的n值是怎样计算出来的? ——区海洋气象台观测站 答:用干、湿球温度表测定空气湿度时,空气中的水汽压e,是根据干球温度t和湿球温度t′的实测值,由测湿公式e=Et′-AP(t-t′)……①来进行计算的。而测湿公式则是根据道尔顿蒸发定律和牛顿公式推导出来的(推导略)。 式中:e为水汽压;Et′为湿球温度t,所对应的饱和水汽压;A为测湿系数;P为气压。由于A值是由百叶箱里的风速所决定的,随时都可能发生变化,而气压值P,也是经常     

MWP967KV型地基微波辐射计反演产品的质量评估

利用MWP967KV型地基微波辐射计和L波段探空资料,采用了平均误差、相关分析、回归分析等统计方法,评估了微波辐射计和L波段探空在降水和无降水时温度、相对湿度、水汽密度的差异,了解地基微波辐射计的性能。研究结果表明:(1)微波辐射计和探空探测温度、相对湿度和水汽密度为显著性的线性相关,两者相对湿度相关性不如温度和水汽密度高,且离散度较大。(2)无降水时,相对湿度和水汽密度平均误差小,有降水时,温度和相对湿度的均方根误差大;在低层时,无降水时温度平均误差小,水汽密度的均方根误差大,中高层时,有降水时温度平均误差小,水汽密度均方根误差大。(3)温度和水汽密度为显著性正相关;相对湿度在有降水时表现为0~2km的显著性正相关和9.25~10km的显著性负相关,无降水时表现为0~8km的显著性正相关。总体来看,微波辐射计能弥补探空时空不足的问题,相对湿度的可信度需要进一步提高,降水对微波辐射计影响较大。      

“威马逊”（1409）降水水汽来源和源区定量贡献分析

利用拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART(the Flexible Particle Model)和水汽源区定量贡献分析方法,研究了超强台风"威马逊"登陆期间(2014年7月17日06:00至19日06:00,协调世界时)强降水的水汽来源和源区定量贡献。结果表明,大量目标气块源自目标降水区西南侧和东侧,西南侧气块可追溯到阿拉伯海和孟加拉湾等地区,且大部分气块来自相对较低层大气,高度在输送途中变化不大,来自东侧的气块可追溯到西太平洋海域,气块初始位置相对较高,在输送途中逐渐降低;源区定量贡献分析显示:南海区域(C)贡献最大,目标降水区域(T)局地贡献次之,孟加拉湾(B)和西太平洋南部区域(D)贡献相当且均低于区域T;区域C和T对"威马逊"登陆期间降水贡献较大源于其较高的源区水汽摄取率(尤其是区域C)和较低的沿途损耗率(尤其是区域T);区域B源地水汽摄取量高于区域D,但从前者摄取的水汽到达目标降水区域而未被释放的比例明显高于后者,同时,两者沿途损耗率相当,造成两者对目标降水区域的最终贡献也相当;尽管阿拉伯海区域(A)水汽摄取亦较明显,但由于沿途的显著消耗,导致其对目标降水区域的最终贡献显著降低。FLEXPART轨迹追踪模式和水汽源区定量贡献分析方法,与以往常用的环流和水汽通量进行定性分析相比,可更为清晰和定量地揭示热带气旋降水的水汽来源特征。