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摘要随着科学技术的不断发展、进步,高空气象探测方法得到不断的改进和提高,输出的气象产品也日益丰富,但是因为没有专门的介绍,所以有的还不为大家所熟知,在这里就埃玛图和气球飞行轨迹图的实际应用做一分析,便于大家共同学习。
关键词高空;探测;系统软件;埃玛图
中图分类号P41文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)081-0121-01
高空气象探测资料,历来在天气预报中都起到了举足轻重的作用。但以往由于探测手段及计算方法的落后,对于高空探测人员来说,每次探测结果只局限于对每个高度层的温、压、湿和风向风速的的简单分布情况的初步了解,然后编发报文上报和传资料给预报科进行天气分析,对探测人员来说并不知道所得出的这些数据怎样与天气形势分析相联系。而如今采用L波段雷达探测系统观测,不仅提高了高空探测的准确度,而且还能输出除了常规探测结果之外的许多丰富的气象产品,可以让我们从事高空探测的人员对于探测的结果做到更深层次的认识、了解和学习研究。下面就该软件输出的几个气象产品的实际应用作进一步的分析。
1埃玛图
在L波段探测系统软件的“数据处理软件”的“图像显示”菜单下,第一项显示的就是埃玛图,埃玛图其实就是温度对数压力图,是气象台站分析预报雷雨、冰雹等强对流天气的一种基本图标。它能反映探空站及其附近上空各种气象要素的垂直分布情况,在天气分析和预报中应用非常广泛。埃玛图的纵横坐标分别表示气压的对数()及温度(T),与常规的图略有不同,在该软件上输出的图上只绘有三条基本曲线,分别以红色、黑色和绿色表示。红色表示层结曲线,也就是实际温度的变化曲线,表示测站上空温度垂直分布状况,绿色线是露点曲线,表示测站上空水汽垂直分布状况,而黑色线是状态曲线,表示气块在绝热上升过程中温度随高度而变化的曲线。另外上面还标注有位势高度和各高度上的风向风速、凝结高度、零度层高度、对流层顶等。使用该图解具体可以实现:
1)方便而清晰地分析大气层结特性及湿空气在升降过程中状态的变化,判断大气静力稳定性及对流不稳定性。①根据曲线的分布情况:如果状态曲线位于层结曲线的右边,这时状态曲线和层结曲线所围成的面积叫做正不稳定能量面积,若状态曲线位于层结曲线的左边两条曲线所围成的面积称为负不稳定能量面积,图中所围成的正不稳定面积越大,大气越不稳定。②利用计算一些常用的稳定度指标的方法判断。(1)沙氏指数s=T500-TS,T500为500毫巴的实际温度,TS为气块从850毫巴开始沿干绝热线抬升到凝结高度,再沿湿绝热线抬升到500毫巴的温度,如果s>0表示稳定,如果s<0,则表示不稳定。(这在埃玛图页面的右下角有显示)(2)气团指标(k);k=〔T850-T500〕+〔Td〕850-〔T-Td〕700,其中〔T850-T500〕为850毫巴和500毫巴的温度差,〔Td〕850为850毫巴的露点,〔T-Td〕700为700毫巴的露点差。这些量在高空记录里很容易获得,计算出的K值愈大越不稳定。(3)还可根据等压面假相当位温的变化来判断。在埃玛图显示页面的右边显示有300毫巴以下等压面的假相当位温θse,如θse随高度减小,称为对流性不稳定,相反称为对流性稳定。
2)根据埃玛图上层结曲线的变化情况和可以判断逆温层的性质。①辐射逆温:这种逆温是由地面强烈辐射冷却而造成的,一般厚度不大,(自地面向上几十到几百米),逆温层下限与下垫面接触,湿度较大,逆温层定向上由于稳定层阻碍水汽向上输送,湿度较小。②下沉逆温:这是整层空气下沉时由于气层压缩而形成的,它的特征是在一定高度上,气温与露点之差很大,而且这种差值随高度升高而增大。③锋面逆温:因暖空气凌驾于冷空气上造成的,一般暖空气中湿度比冷气团大些,所以锋面逆温湿度与温度同时随高度升高而增加。
当然有时往往几种原因混杂在一起,很不容易判断,那就要根据逆温层出现的时间、地点和天气条件等加以具体分析。
3)根据埃玛图上个高度层风向风速的变化,还可以判断有没有锋面的存在及锋的类型。因为锋附近风随高度变化有明显的特征,锋区内热成风很大,有冷锋时风向随高度逆转,有暖锋时风向随高度顺转。判断风的变化还可以看“数据处理软件”“图片显示”下的第二项“风随高度的变化曲线”。在这个页面上显示两条曲线,其中红色的代表的是风速,蓝色的代表的是风向。从这个图上也可以很直观地就看出了高空各个层次风向风速的变化情况。
2L波段数据处理软件还有一个比较直观的气象产品就是气球的飞行轨迹背景地图
L波段数据处理软件还有一个比较直观的气象产品就是气球的飞行轨迹背景地图,每个台站可根据自己的需要测得各点离本台站的距离和方位等地理信息,生成相关文件后就能在每次放球后得到本站气球的飞行轨迹图,根据此图可以很直观地看到探空气球所测得数据的具体范围,对气候的分析和研究、空域申请等很有利用价值。
L波段高空探测系统软件输出的的气象产品还有很多。其实我们每个业务人员都可以在保证观测资料质量的基础上,学会对本地观测资料的分析和应用,这样可以不断更新知识,开阔视野,自身的业务能力和技术水平也可以得到进一步的提高。从而也达到提高业务服务水平的目的。
参考文献
[1]L波段高空气象探测系统业务操作手册.中国气象局监测网络司.
[2]天气学分析.气象出版社.
作者简介
高金祥(1955—),男,辽宁朝阳市辖区人,高中学历,助理工程师,内蒙古兴安盟索伦国家基准气候站,从事研究方向或职业(高空探测)。
关键词高空;探测;系统软件;埃玛图
中图分类号P41文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)081-0121-01
高空气象探测资料,历来在天气预报中都起到了举足轻重的作用。但以往由于探测手段及计算方法的落后,对于高空探测人员来说,每次探测结果只局限于对每个高度层的温、压、湿和风向风速的的简单分布情况的初步了解,然后编发报文上报和传资料给预报科进行天气分析,对探测人员来说并不知道所得出的这些数据怎样与天气形势分析相联系。而如今采用L波段雷达探测系统观测,不仅提高了高空探测的准确度,而且还能输出除了常规探测结果之外的许多丰富的气象产品,可以让我们从事高空探测的人员对于探测的结果做到更深层次的认识、了解和学习研究。下面就该软件输出的几个气象产品的实际应用作进一步的分析。
1埃玛图
在L波段探测系统软件的“数据处理软件”的“图像显示”菜单下,第一项显示的就是埃玛图,埃玛图其实就是温度对数压力图,是气象台站分析预报雷雨、冰雹等强对流天气的一种基本图标。它能反映探空站及其附近上空各种气象要素的垂直分布情况,在天气分析和预报中应用非常广泛。埃玛图的纵横坐标分别表示气压的对数()及温度(T),与常规的图略有不同,在该软件上输出的图上只绘有三条基本曲线,分别以红色、黑色和绿色表示。红色表示层结曲线,也就是实际温度的变化曲线,表示测站上空温度垂直分布状况,绿色线是露点曲线,表示测站上空水汽垂直分布状况,而黑色线是状态曲线,表示气块在绝热上升过程中温度随高度而变化的曲线。另外上面还标注有位势高度和各高度上的风向风速、凝结高度、零度层高度、对流层顶等。使用该图解具体可以实现:
1)方便而清晰地分析大气层结特性及湿空气在升降过程中状态的变化,判断大气静力稳定性及对流不稳定性。①根据曲线的分布情况:如果状态曲线位于层结曲线的右边,这时状态曲线和层结曲线所围成的面积叫做正不稳定能量面积,若状态曲线位于层结曲线的左边两条曲线所围成的面积称为负不稳定能量面积,图中所围成的正不稳定面积越大,大气越不稳定。②利用计算一些常用的稳定度指标的方法判断。(1)沙氏指数s=T500-TS,T500为500毫巴的实际温度,TS为气块从850毫巴开始沿干绝热线抬升到凝结高度,再沿湿绝热线抬升到500毫巴的温度,如果s>0表示稳定,如果s<0,则表示不稳定。(这在埃玛图页面的右下角有显示)(2)气团指标(k);k=〔T850-T500〕+〔Td〕850-〔T-Td〕700,其中〔T850-T500〕为850毫巴和500毫巴的温度差,〔Td〕850为850毫巴的露点,〔T-Td〕700为700毫巴的露点差。这些量在高空记录里很容易获得,计算出的K值愈大越不稳定。(3)还可根据等压面假相当位温的变化来判断。在埃玛图显示页面的右边显示有300毫巴以下等压面的假相当位温θse,如θse随高度减小,称为对流性不稳定,相反称为对流性稳定。
2)根据埃玛图上层结曲线的变化情况和可以判断逆温层的性质。①辐射逆温:这种逆温是由地面强烈辐射冷却而造成的,一般厚度不大,(自地面向上几十到几百米),逆温层下限与下垫面接触,湿度较大,逆温层定向上由于稳定层阻碍水汽向上输送,湿度较小。②下沉逆温:这是整层空气下沉时由于气层压缩而形成的,它的特征是在一定高度上,气温与露点之差很大,而且这种差值随高度升高而增大。③锋面逆温:因暖空气凌驾于冷空气上造成的,一般暖空气中湿度比冷气团大些,所以锋面逆温湿度与温度同时随高度升高而增加。
当然有时往往几种原因混杂在一起,很不容易判断,那就要根据逆温层出现的时间、地点和天气条件等加以具体分析。
3)根据埃玛图上个高度层风向风速的变化,还可以判断有没有锋面的存在及锋的类型。因为锋附近风随高度变化有明显的特征,锋区内热成风很大,有冷锋时风向随高度逆转,有暖锋时风向随高度顺转。判断风的变化还可以看“数据处理软件”“图片显示”下的第二项“风随高度的变化曲线”。在这个页面上显示两条曲线,其中红色的代表的是风速,蓝色的代表的是风向。从这个图上也可以很直观地就看出了高空各个层次风向风速的变化情况。
2L波段数据处理软件还有一个比较直观的气象产品就是气球的飞行轨迹背景地图
L波段数据处理软件还有一个比较直观的气象产品就是气球的飞行轨迹背景地图,每个台站可根据自己的需要测得各点离本台站的距离和方位等地理信息,生成相关文件后就能在每次放球后得到本站气球的飞行轨迹图,根据此图可以很直观地看到探空气球所测得数据的具体范围,对气候的分析和研究、空域申请等很有利用价值。
L波段高空探测系统软件输出的的气象产品还有很多。其实我们每个业务人员都可以在保证观测资料质量的基础上,学会对本地观测资料的分析和应用,这样可以不断更新知识,开阔视野,自身的业务能力和技术水平也可以得到进一步的提高。从而也达到提高业务服务水平的目的。
参考文献
[1]L波段高空气象探测系统业务操作手册.中国气象局监测网络司.
[2]天气学分析.气象出版社.
作者简介
高金祥(1955—),男,辽宁朝阳市辖区人,高中学历,助理工程师,内蒙古兴安盟索伦国家基准气候站,从事研究方向或职业(高空探测)。