温度对数压力图的计算机绘制原理

本文根据温度对数压力图上几种物理过程的控制方程,提出了计算机上绘制完整温度对数压力图的方法。给出了湿绝热线求解的数学模型,使绘制的湿绝热线精确性很高,并能绘制任意探空站的温度对数压力图以及计算各种大气稳定指数。     

沙氏指数计算方案探讨

从沙氏指数的物理定义出发,给出了计算沙氏指数的4种方案并进行了误差分析。A方案没有考虑水汽凝结潜热,计算结果误差大;B方案虽然考虑水汽凝结潜热,但计算方法没有考虑湿绝热线的曲率等问题,计算结果虽优于A方案,但误差仍较大;C方案不仅考虑水汽凝结潜热,并从计算方法上作了改进,不仅考虑了湿绝热线的曲率等问题,同时避免了由气压直接求取气温造成误差较大的问题,计算结果优于A、B方案,比较理想,可在实际工作中使用;D方案由假绝热方程经过转化求得上升气块的温度,然后算出沙氏指数,虽然精确,但计算复杂,实际应用较困难。     

计算沙瓦特指数的一种新方案

为了提高沙瓦特指数（SI）的计算精度,提出一种计算SI指数的新方案。在气块沿湿绝热线上升求解500 hPa气块温度过程中,当给定气压,温度变化很小时,假相当位温与温度近似为线性关系,利用这种线性关系可导出计算气块温度的显式公式。实例计算表明,该方案计算速度快且精度较高,最大误差和平均误差分别为0.69℃、0.51℃。     

利用单站探空记录预报冰雹

冰雹是强对流天气的产物。从形成冰雹的天气来看,探空记录是处于潮湿不稳定状态。我们利用单站07时探空记录制作天津地区冰雹短期预报,取得了某些成效。现将具体指标介绍如下,仅供参考。 1.大气稳定度主要条件是850毫巴与500毫巴(即1500米与5500米)温度差为29℃以上,其次是温度对数压力图上不稳定量大于1000焦耳/千克,即可满足产生冰雹的稳定条件。辅助指标为地面平均温度达30℃。 2.湿度 850毫巴温度减露点小于10℃,或者相对湿度大于50％,就可满足产生冰雹的水汽条件。另外,高空-10℃层的湿度条件也很重要,因为0℃层与一20℃层之间冰水混合区是形成雹的区域,如果这一     

线性回归集成在汛期降水预报中的应用

长期天气预报以什么作为预报因子更妥些?这里我们仅从某地区长期天气过程的演变,与大气环流中某些影响该地区长期天气过程变化的主要活动系统的变化,及其相互制约上来考虑问题。在500毫巴月平均图上,在亚欧范围内选取前期1—12月份各月500毫巴月平均图上十个关键区作预报因子,以此来表示主要活动系统,某地预报对象到底与前期那个月的500毫巴月平均图上     

降水极值率的非线性预报

1.一般方法 A)我们的方法是利用地面和高空的观测资料(预报因子),根据几乎是同时发生的一些气象参数的加权组合,详细说明局地天气要素(=降水量y的高比率)。所选择的是那些期望与降水量有物理联系的因子。季节(日序);在500毫巴位势高度上的局地变化(各种时间尺度上的观测);850、700和500毫巴上水平风的向量(各种观测时间内的数值中心);水平风向量的局地变化(各种时间尺度上的观测);700毫巴上的局地温度变化(各种观测时间内的数值中心);850、500毫巴上的相对涡度(各观测时间内的数值中心);850、500毫巴上的相对涡度平流(在各种时间尺度上计算的),各观测时间内850到500毫巴上的露点差;850、700和500毫巴高度上的湿度平流、垂直速度(用ω方程求出)等等。这个方法的一个优点是可以从长期的记录中推导出一些单点和季节的稳定的预报关系。在中纬度,比较小的降水几乎占降水事件的90％,而且降水     

渭河流域2008年1月连阴雪天气过程成因分析

针对2008年6月29日下午到夜间,发生在山西省忻州市神池、五寨、原平等县（市）一带的严重局部冰雹天气过程,利用天气环流形势,各种物理量特征,分析其成因。指出：a）500hPa蒙古东部的冷涡东移,冷空气叠加在850hPa暖脊上,产生上冷下暖的位势不稳定能量。b）前期先导槽的滑过,使低层增湿,潜在不稳定度增大。c）降雹区域沙氏指数、K指数等都符合山西降雹标准。d）850hPa-500hPa有较强垂直风切变,使动力不稳定能量加强,为冰雹天气发生发展提供了必要条件。e）特别是山区由于海拔高,山脉阻挡,气流辐合上升,容易产生局地强对流,诱发雹云生成,出现冰雹天气。     

都兰地区气球下降原因初探

在都兰地区的雨雪前后,化高空100毫巴左右经常出现气球下降,影响施放高度的提高,这到底是什么原因呢? 我们知道,在晴空大气条件下,气球受氢气的净举力的浮力作用,开始以某一加速度上升。气球在上升过程中,同时遇到周围大气的阻力。阻力的大小与气球横截面积以及气球相对于空气的垂直运动速度的平方成正比。在很短的时间内,阻力与净举力相平衡,于是气球将以稳定的上升速度上升。     

青海同仁一次罕见冰雹天气诊断分析

利用常规气象观测资料、自动站资料、卫星云图,对青海2013年6月15日同仁罕见冰雹天气过程从天气形势、中尺度特征、物理量场、气象要素、云图演变等方面进行综合分析。结果表明:降雹前期同仁为高温高湿区,700hPa切变、地面辐合线和本地三小时降压中心促进了低空气流的强烈辐合上升、而中高空急流叠加加强了高空气流的辐散,500hPa低槽、地面冷锋触发不稳定能量释放;冰雹发生前,大气层结不稳定,沙氏指数有着减小的趋势,对流有效位能有着增大的过程,有着适合的0℃层与20℃层环境温度,0~6km之间存在着很强的垂直风切变,地面到500hPa等压面之间的垂直风切变值大约为4×10~(-3)s~(-1);自动站要素反应17-18时是冷锋过境时刻;斜压扰动云系尾部发展起来的强对流云团,具有非常明显中尺度对流系统(MCC)的特征,其形态演变移动预示降雹落区。     

中国大气中的水汽平均输送

大气中水汽平均输送的计算公式如下:式中g为重力加速度,q为某气压层上的平均比湿,p_0和p_10分别为地表和100毫巴等压面上的大气压,V为给定时间内该地区的平均风速。若设U是纬向风速,v是经向风速,则: 大气中水汽的纬向输送为 大气中水汽经向输送为 本文利用了全国10O余个探空站(1961—1970)10年的平均资料,计算了如下一些量: 1.我国上空850毫巴、700毫巴、500毫巴高度上每月和全年的水汽输送; 2.每月和全年水汽的纬向输送; 3.每月和全年水汽的经向输送; 4.整层大气中每月和全年的水汽总输送量和输送方向。     

A指数与周口降水

Ａ指数与周口降水王素萍田辉（周口地区气象台·４６６００２）Ａ指数是一个综合考虑大气静力稳定度与整层水汽饱和程度的物理量。Ａ值越大,表明大气越不稳定或对流层中下层饱和程度越高,越有利于产生降水。利用天气图资料,根据Ａ指数计算公式Ａ＝（ｔ８５０－ｔ５００...     

对流有效位能预报能力的统计分析

利用每天4次的NCEP再分析资料和天津地区地面实测温度和露点资料,计算2001—2010年5—9月经过虚温订正的对流有效位能(CAPE),考察天津一般雷雨及雷雨大风发生前0~6h内的CAPE变化及其与雷雨和雷雨大风发生的关系。对4000多个样本的统计表明:一般雷雨发生前CAPE的平均值达1455.2J·kg-1,比无雷雨的平均值大一倍以上;雷雨大风前CAPE平均值高达2 500 J·kg-1。显著性检验表明,CAPE均值对于区分无雷雨、一般雷雨、雷雨大风的信度达99%。和沙氏指数的比较表明:对流有效位能在判别有无雷雨的能力上与沙氏指数相当,区分普通雷雨和雷雨大风天气的能力上超过沙氏指数。     

安徽闪电分布特征和不稳定条件分析

利用安徽2008—2011年LD-Ⅱ型闪电定位系统资料,以统计方法分析安徽闪电分布特征,发现安徽闪电的发生较为集中在7—8月,闪电极性以负闪为主(约占总闪的93%以上),同时存在南北差异。南部的闪电数和平均电流强度比北部大,但北部正闪比例略高于南部。进一步结合2008—2011年阜阳、安庆两站探空资料,选取了抬升指数、对流有效位能、700~400 hPa平均相对湿度、700 hPa假相当位温、850~500 hPa温差、沙氏指数与K指数7个大气不稳定参数,以两站为中心的0.5个纬距范围内,分析了探空放球时间后6 h内,大气不稳定参数与闪电活动的关系,确定了闪电活动的不稳定参数阀值,为闪电活动预报奠定基础。     

基于火箭探空资料的冰雹云内部结构个例分析

利用探空火箭、新一代天气雷达和气象探测资料对2015年7月17日延安宝塔区冰雹云进行了综合探测,结果表明:（1）当日08:00（北京时,下同）500 hPa河套低涡分裂东移,有较强冷平流且移动速度较快,地面14:00升温明显造成了这次降雹。（2）偏后位置的冰雹云内部温、湿条件以及对流指数（T_g）、整层比湿积分（IQ）、总指数（TT）均小于外部的自然大气;层结稳定度指数（K）、抬升指数（LI）、沙氏指数（SI）冰雹云内部比外部自然大气偏小;热力参数风暴强度指数（SSI）冰雹云内部低于外部自然大气;冰雹云内部能量参数（CAPE）明显低于自然大气;冰雹云内部0°C层高度低于冰雹云外部自然大气。（3）火箭探测的位置偏冰雹云后部,冰雹云由低层到高层风向呈逆时针变化,探空仪摆动明显,?20°C温度层偏高,气流较强,整层偏下沉气流。（4）冰雹云0°C附近,在温度区间?1.8～5.0°C、厚度1.0 km范围内有最大湿度区,湿度达80%以上,最大湿度87.1%,为冰雹的形成提供了水汽条件。（5）紧贴0°C下正温区,有最大水平风速为19 m s?1急流,厚度为0.022 km。在温度区间?4.8～5.0°C、厚度1.6 km范围内维持13 m s?1以上水平风速,为冰雹的形成提供了动力场条件。（6）在温度区间?8.7～?9.2°C、厚度0.2 km,有小于或等于2 m s?1弱风区;弱风区下方,在温度区间?4.6～?8.8°C、厚度0.889 km有上升气流,平均上升速度1.79 m s?1,最大上升速度4 m s?1,这种配置为冰雹的生长提供了环境场。     

都溪风灾的天气学成因分析（二）

3．3．5强天气威胁指标强天气威胁指标是美国预报强风暴及龙卷风的一种参数，它是类似上述的热力不稳定度与动力因子相结合的综合预报指标。强天气威胁指标l的表达式如下：上式右边前两项属于热力因子，D＝Td850表示低空水汽量大小，T＝T850＋Td8502T500，反映大气低层高温高湿和中层低温的程度，即表示大气的不稳定程度，当T＜49时，此项为0。后三项是专门用以区别一般雷暴的强风暴动力因子，人表示850hPa风速，fs表示500hPa风速（单位是里/小时），S＝sina，a为850hPa风向与500hPa风向J顺时针转动的角度，并且要求500hPa风向在2100…     

冬季500亳巴流型的天气气候

本文采用一种客观的相关法,得出了东太平洋和美国西部上空冬季500毫巴的7种流型。给出了各型出现的频率。通过对850、500和300毫巴高度场,850毫巴温度露点差,500毫巴绝对温度与垂直速度,降水的相对频率和其他相关场的分析,描述了各流型的大气结构。讨论了不同的地理位置上的差别。由于这7个流型中,美国西部42个测站的降水相对频率具有显著的差异,因此,建议:在尚无比较准确定量的降水预报方法时,可以采用各型的降水相对频率作为初步的气候预报。     

“080527”湖北老河口短历时暴雨的中尺度天气成因分析

以2008年5月27日发生在湖北老河口的短历时暴雨为例,利用NCEP客观再分析资料,开展中尺度天气系统诊断分析。结果表明：干线、500 hPa冷温度槽、冷切尾部辐合区、中低层湿区及地面风场辐合线等中尺度天气系统的活动与暴雨发生、发展密切相关。干空气自北向南、自上而下侵入湿区,具有典型的湖北干侵入暴雨特征。干侵入使干冷空气与暖湿空气汇合上升,同时激发冷切尾部辐合区中的正涡度柱沿假相当位温锋区向上发展,配合地面中尺度辐合线,增强对流上升运动。500 hPa冷温度槽活动及干侵入造成垂直方向上对流不稳定,冷式切变线尾部由于冷暖平流、干湿平流交汇构成水平方向不稳定区,不稳定区受露点锋生扰动,从而触发强对流天气。中低层深厚湿区的维持和水汽辐合为老河口中尺度暴雨提供了水汽来源。     

基于大气不稳定参数的广东地区雷暴特征分析

利用广东省清远地区2011、2012和2014年6—8月地闪定位资料将每天发生的雷暴情况进行分级,并结合对应的探空资料,计算对流有效位能、沙氏指数、K指数等反映大气稳定性或能量关系的参数,分析其在发生时间和强度不同的雷暴发生前的分布情况。结果表明,沙氏指数、抬升指数、K指数、全总指数、强天气威胁指数和对流有效位能与雷暴强度有一定的相关性,而对流抑制能量、粗理查森数与雷暴强度间没有发现较好的相关性。广东地区雷暴发生前沙氏指数小于0℃,抬升指数小于-2℃,K指数大于30℃,对流有效位能大于500J/kg,更容易产生中强雷暴。广东地区的K指数高于青藏高原地区20℃左右,对流有效位能的平均值高于青藏高原及陕甘宁地区约300J/kg,其余参数分布特点与部分地区相似,进一步反映了广东地区雷暴特征的特殊性,加深了对广东地区雷暴特征的认识。     

青岛混合层高度变化特征及与空气污染的关系

选取青岛2000—2015年逐日地面观测资料和环境监测中心站2011—2015年逐日主要大气污染物浓度资料,分析了青岛大气混合层高度和大气稳定度的变化特征,对青岛日最大混合层高度与空气污染物浓度进行相关分析。结果表明：近16a来,青岛大气混合层高度年际变化呈逐渐减小的趋势,日变化呈现单峰结构;大气稳定度以D类的出现频率最高,深秋到初冬大气较为稳定,4—8月A,B,C类稳定度较其他月份升高;清晨和傍晚大气以中性层结为主,中午弱不稳定发展,夜间稳定层结明显增强。空气污染物质量浓度与日最大混合层高度有明显的负相关关系,污染物质量浓度越大,日最大混合层高度越小;反之,污染物质量浓度越小,日最大混合层高度越大。     

500毫巴环流指数、环流型及环流特征量

1.500毫巴月平均环流指数分亚欧地区(45—65°N、0—150°E)和亚洲地区(45—65°N、60—150°E),其计算公式, 其中φ_1、φ_2表示计算纬向环流指数Iz的纬度范围,Z_(1i)、Z_(2i)分别是在φ_1、φ_2两纬圈上第i点的500毫巴高度读数,L为分别在φ_1、φ_2纬圈上均匀取点进行高度读数的点数。计算经向环流指数Im时,先将所考虑范围分成n个小区,在m个纬圈上分别读取经度间距为Δλ的相邻两点间高度差ΔZi,然后进行计算(详见中央气象科学研究所《论文汇集》1965年9月)。这里所附的月平均环流指数值是根据上式计算的逐候平均环流指数,