天气学诊断分析实习报告

1、一、实习目的 熟练使用天气学原理和中国天气中的知识，诊断分析常用的动力和热力参量（涡度、散度、相对 湿度、水汽通量、水汽通量散度等） 。1、学会使用 Fortran 程序读入有格式的数据文件，输出二进制数据文件；2、学会使用 Fortran 编程计算涡度、散度、相对湿度、水汽通量等动力和热力参量。3、学会使用 Grads 读入二进制数据文件，绘制等值线图、矢量图等，并存储。4、掌握如何分析得到的各物理量的图形。二、实习要求完成读取数据及利用给出的资料数据计算各物理量的 fortran 程序，将已有基本量数据及计算出的 物理量数据写入 out.grd 文件里。利用 GRADS 软件画出具有代表性

2、的高度上的各物理量的图形，结合 所画出的图形及韩国分析图和辅助图分析2009年 4月 18-20日南方气旋发展过程的各要素场配置情况，对这次过程进行天气诊断分析。三、实习内容（含数据资料与方法说明）实习资料：计算范围：东经 32160，北纬 1280，格距 4*4。所给要素为高度场，风场，温度以 及温度露点差，共 11 层。实习内容方法说明：1. 利用所给资料（格点）和绘图软件绘制等高线、等压线、等温线，了解当时环流形势（主要 是 500 和 850hPa）。2. 计算涡度（实测风涡度和地转风涡度）和散度（主要是300, 500, 850hPa）:计算18日08时，18日20时，19日08时，

3、19日20点，20日08时500hPa实测风涡度平流，分析并比较实测风 涡度和地转风涡度不同的原因,分析南方气旋发展生成的原因,以及散度高低层的配置。绘图：19日20点850hPa实测风涡度和地转风涡度以及他们的差，19日08时，19日20点，20日08时500hPa实测风涡度平流。3. 计算1000-300hPa各层水汽通量并绘图，分析水汽通量输送较大的层次及其水汽通量散度， 指出水汽输送通道大致范围, 并说明水汽辐合区域的位置, 什么位置有利于降水的发生, 原因是什么。 比较水汽通量中水汽平流和风的散度项的大小。 绘图： 19日 08点, 20点, 20日 08点 850, 700, 50

4、0hPa 水汽通量和水汽通量散度4. 在以上任务完成后,有时间的同学编制计算垂直速度程序并绘图,用第二种修正方案,其中 大气层顶的垂直速度可以直接采用 0,也可以用绝热法四、结果分析1. 环流形势分析由韩国天气图和所给由资料画出的500hPa和850hPa的高空等压面图分析本次南方气旋过程的环流形势。500hPa上，高纬在鄂霍次克海处有一深厚低压中心，在南方气旋形成后开始随时间变化东移。在 乌拉尔山一带有一低槽发展显著,随着该低槽的东移加深,在两低之间于19日左右形成了阻塞高压。中纬乌拉尔山一带发展起来的槽不断分裂出短波槽,随西风带环流向东输送,堆积叠加在下游,使得 中国东南地区上空的槽不断加

5、深加强。低纬上也有低槽在波动,与中纬的长波槽相配合。850hPa上,高纬上鄂霍次克海上空的低值中心依旧很明显，但从乌拉尔山发展起来的槽在 850hPa图上体现的并不明显。由于地面的影响，各个系统可能会有些不规则，但可以看出我国华南一带一直 被不断发展并向东北移动的低涡所控制。地面图上，从18日开始，可以很明显的看出低压中心的发展和东移，并在19日20点于我国华南地区生成南方气旋。2. 4月18日20点到4月20日08点的物理量图（850hPa实测风涡度和地转风涡度，500hPa 涡度平流，850hPa水汽通量，水汽通量散度），分析系统生成和发展的原因voro850hpa for 5E.5N05

6、CNooacrSOECfADE.匚QLA/ICEE2013-05-29-1 3.4 7编辑版wordvoro850hpo for 615QE. IflOEVUE兰二 :GiADE C-LK/IGES2D13-口耳一卫并一HONvoroSSOhpa for 711a-W10BOE-H12CEJON -20NMEi&OE祐 E1401SOE iOEGraDS- C&La/iGESvoro850hpa for 80:QQo12CE1 &CEOCE . -7 .r-Ti-T t .Gf4DS. ZOLA/IGES23 13-Di-2*3 - r 3 ： flT上述四图为4月18日20点到4月20日08

7、点850hPa实测风涡度图。（为方便作图，编程时将所有数据已乘1.e+5）TON55N-4CN-.-J2CN140EfcMtGraDS; C3LAZGE2013-05-2-20-06vorgSSOhpo for 6OAMCEAQtB0123C110?orWCE1 lot弋匸1SDCfADS!匚H.A/IGESvorg850hpa for 5AONvorg850hpa for 77CN -4CN -3DN-2CNBCE10CEH0140E3.GraDS; C3LAZGeS2013-05-2-20-06.7OoWCEMCEvorgSSOhpo for 875N70N65NBONSiN5CN4!5h

8、l40N珈3QH?SN2CNS5NErADS:匚 SLA/IGES2（31 3DS-2 5-2 口”忑百上述四图为4月18日20点到4月20日08点850hPa地转风涡度。（为方便作图，编程时将所有数据已乘1.e+5）由于地转风涡度的计算忽略了地转偏差，将实际风视为地转风考虑，因此得到的地转风涡度与实 测风涡度的值也有些差异，但大体趋势相同。在我国东南地区地转风涡度和实测风涡度都为正值，在 4月19日08时和20时的图中体现的尤为明显。大气低层的风涡度为正值，有气旋式环流生成，有利 于南方气旋的生成。-7iN -TON -B5N-6ON-55NSON4CN35NJON2NvoropSOOhpa

9、 for 5GraDS; C3LA/IGES2d 3-05-2 -20-voropbOOhpo for 6&5N045NK3&OCrAOS:匚 DLA/IGES2G13D5-2 9-2口 DAON7CN -4CN -.U3DN-2CNBCE10CE140EGraDS; C3LAZGeS2Ci 3-05-2-20-flvorop500hpa for 7HONvoropbOOhpo for S匚二:fiC-NA*N-3DN-CD:wcr匚 rADS:匚 ZH.A/IGES201 3DS-2 9-2 口口上述四图为4月18日20点到4月20日08点500hPa实测风涡度平流。（为方便作图，编程时将

10、所有数据已乘1.e+5）在如上图中，我国东南地区在 500hPa上有正的实测风涡度平流，在4月19日08时体现的最为明显。根据天气学原理所学的知识，正的相对涡度平流对应负变高，有利于槽的发展和空气的上升运动，有利于南方气旋的形成和发展。sonvapor flux 850hpa for 575NTON55-N -6CN-5-5N nSON-*5N-4CN-35N 3CN-25NJCN-IJN90ClODt1i ICEiDt14d1BO1E4QE5bCfl.d7acGiOS! CDLA/IGEE20JOI J-D3-35-2Cil1 vapor flux 850hpa for 6aoN-T5N -

11、70N-65N-flCN-5CN-4$N-40N-35NSDN-J5N2OH-*5N -4CE却0込?0E100110EF2&E 130E14l&OE leasGr*CS: C3LA/HGES25-J-05-29-20rTi-vapor flux 850hpa for 84CE盟 E?0EBOEWQWOE110EF2&E 130E14i&oeifiQEGrOS; CSLA/iGES2-05-29-20:11上述四图为4月18日20点到4月20日08点的850hPa水汽通量。（为方便作图，编程时将所有数据已乘1.e+5）由上述水汽通量的的矢量图可看出，从我国南海和孟加拉湾都有水汽输送至我国南部，

12、强大的低空急流带来充足的水汽与西北干冷气流汇合与我国南部，为降水提供了良好的条件。acNvapor flux divergence 850hpo for 57SN -TON -B5N-6CN-ASCN-45N-40N-35N3ON-J&N2QN-SJNBOEytlE1CQEHIDE1E1 4 Of：!5hDe4CEM63Ela-otTBdGrAQS： CXA/iQES2015- 05-29-JAON =75N-70N-65N -BON -5SN-SON- 45N- 4CN-5&N-3VN-35N2ON-ISN -vopor flljx divergence 850hpo for 64CE5d6

13、0E?0EI4O90E100 HOE 12J-D5-2-20：a vopor flux divergence 850hpo for 7?：45N -:0：la-ot11QE IfiOEvopor flljx divergence 850hpo for 8QrAQS： C3LA/UGE52015-05-29-op!V40 Eifrt6；JETi)EBOE0E100*10E UOEiSOE i0GrQS: COLA/CES2OTJ-4J5-；上述四图为4月18日20点到4月20日08点的850hPa水汽通量散度（为方便作图，编程时将所 有数据已乘1.e+5）在这段时间内我国东南部上空有一不断东移的

14、负的水汽通量散度中心，负的水汽通量散度意味着低空水汽辐合，更多的水汽汇集与我国东南地区，有利的降水条件与南方气旋相配合。从20日开始,该负的水汽通量散度中心已基本移至海上，未来水汽输送将减弱，降水开始减弱。TON55N-4CN-2CNGraDS; C3LAZGEAON75N7ON65NBONUN5CN40N珈3QHJSNSCNS5Nadqd 850hpc for 5adqd SSOhpo for 6140EfcMt16O2Ci 3-05-2-20-2CfADS!匚 3LA/IGES2a13D5-29-2口-足AONadqd 850hpa for 77CN -存广 I I r fT f4CN3D

15、N-2CN10CEH0140EGraDS; C3LAZGeSadqd SSOhpo for 82Ci 3-05-2-20-2一o!OioW j i.小WCE、斗匸1 IfbE.ecN75N70N65NBONSiN5CN*5N40N珈3QHJSN2ONS5NErADS:匚 ZH.A/IGES201 3DS-2 9-2口 J 立上述四图为4月18日20点到4月20日08点的850hPa水汽通量散度中的散度项。（为方便作图， 编程时将所有数据已乘1.e+5）850hPa水汽通量散度中的散度项的图像与水汽通量散度的图像类似，在东南地区都为负值区，且量级大小相同，因此散度项为主要影响水汽通量散度的项，水

16、汽在我国东南地区的辐合为降水提供充 足的水汽条件。3. 分析散度场的高低层配置，分析垂直速度的条件，并给出气旋生成时850和300hPa散度场dig 950hpa for 200904192075 HTONASHAONMH 殆N40 H 珈 3DN 2N hl lHo.oOc0Oooor14 DC150.6QC2315 -口 i-2S-2O；5Jdig 300hpa for 2009041920Gf-IDE. 口L4/IGESo07；D?o70r od00-WE11ICECrAlirS- 3WIQESMl J-g$-M-20;35在19日20点南方气旋生成的时刻的850hPa和300hPa的散度图上可以看出，低空850hPa华南地区为一低值中心，高空300hPa华南地区为一高值中心。因此，低空