大连海事大学教案：海上天气预报及其应用

1、大连海事大学航海学院大连海事大学航海学院第一节第一节 天气预报的基本原理天气预报的基本原理 第二节第二节 天气报告和警报天气报告和警报 第三节第三节 气象传真图气象传真图 第四节第四节 数值天气预报数值天气预报 第五节第五节 卫星云图和雷达回波的应用卫星云图和雷达回波的应用 第六节第六节 外推法简介外推法简介 一、天气形势与天气一、天气形势与天气天气现象与天气系统直接或间接相关。天气现象与天气系统直接或间接相关。天气系统是天气现象的制造者，同时又是传播（携带）者。天气系统是天气现象的制造者，同时又是传播（携带）者。天气形势：大范围环流形势与不同类别天气系统分布的情况。天气形势：大范围环流形势与

2、不同类别天气系统分布的情况。天气系统的发生、发展、移动和各类天气过程的出现天气系统的发生、发展、移动和各类天气过程的出现 都与天气形势有关。都与天气形势有关。当大型环流处于相对稳定阶段时，天气系统及相应的当大型环流处于相对稳定阶段时，天气系统及相应的 天气变化是渐进的、连续的；天气变化是渐进的、连续的；当大型环流发生显著变化或突然调整时，天气发生急剧当大型环流发生显著变化或突然调整时，天气发生急剧 变化或出现异常天气。变化或出现异常天气。因此，天气形势决定天气变化：因此，天气形势决定天气变化： 有什么样的天气形势就有什么样的天气。有什么样的天气形势就有什么样的天气。 二、天气形势预报和要素预报

3、二、天气形势预报和要素预报天气形势预报是天气预报（要素预报）的基础，先作出形式预报，然后才可制作要素预报。天气图预报方法是一种半经验性的预报方法，预报的准确率与预报员的经验有着很大的关系，亦称为主观预报。数值天气预报则属于客观预报方法。三、航线天气预报的步骤和方法三、航线天气预报的步骤和方法不讲。无相应的习题;方法有待于进一步探讨和分析。四、气压场变化的原因四、气压场变化的原因实际气压变化是各种动力因素和热力因素共同作用的结果。实际气压变化是各种动力因素和热力因素共同作用的结果。1、空气水平辐散辐合对局地气压变化的影响 2、空气垂直运动对局地气压变化的影响上升运动处 气压上升 等压面升高 下沉

4、运动处 气压下降 等压面下降3、下垫面加热或冷却作用引起的局地气压变化 局地增热时，底层和地面气压下降，形成低压； 局地冷却时，底层和地面气压升高，形成高压。4、冷暖平流对局地气压变化的影响 暖平流：上升运动、底层和地面减压、高层增压； 冷平流：下沉运动、底层和地面加压、高层减压。5、地形作用 迎风坡：气流水平辐合，加压； 背风坡：气流水平辐散，减压。五、天气系统的尺度五、天气系统的尺度尺度：大气中天气系统的空间大小和生命时间的长短。大 气 运 动 的 尺 度第二节第二节 天气报告和警报天气报告和警报一、海岸电台（一、海岸电台（NAVTEX STATIONS）及其负责海域）及其负责海域 中国海

5、岸电台：大连、上海、广州中国海岸电台：大连、上海、广州 （香港、基隆、花莲、高雄）。（香港、基隆、花莲、高雄）。 大连台天气报告范围 渤海、渤海海峡、黄海北部、黄海中部。上海台天气报告范围 渤海、渤海海峡、黄海北部、黄海中部、黄海南部、济州、东海北部、东海南部、长崎、鹿儿岛、台湾省北部、台湾省南部、台湾海峡、琉球。 广州台天气报告范围 台湾海峡、广东东部、广东西部、北部湾、海南岛西南部、西沙、东沙、中沙、南沙、巴士、华列拉、头顿、曾母暗沙。三、天气报告的内容三、天气报告的内容1、警报 Warnings or No Warnings. 2、天气形势摘要 Synoptic Situation Su

6、mmary General Situation3、海区天气预报（要素预报） 天空状况、天气现象、风、浪。四、天气报告的应用四、天气报告的应用 阅读天气报告后应明确的两个问题： （1）目前船舶所在海域所处天气系统及其部位； （2）未来24小时将控制本航区的天气系统及其部位。 五、报文实例五、报文实例 略。一、常用气象传真图的种类一、常用气象传真图的种类 AS、FS、AU、FU、AW、FW、ST 、CO二、图题二、图题 (Heading) 三、常用气象传真广播台呼号三、常用气象传真广播台呼号 BAF JMH KMA NMC（旧金山） NPN（关岛） NPM（珍珠港） 四、略四、略五、气象传真图实例

7、五、气象传真图实例1、AS （JMH）（1）基本问题 海岸线 经纬度网格 10 x 10 方向（E S W N） 定位（2）气压系统 等压线：每4hPa一条；每20hPa一条加粗线； H、L中心：位置、气压值、移向、移速； SLW：有移向，但移速小于5kn； STNR / QSTNR / ALMOST STNR：移向不定， 移速小于5kn； NEW：新生气压系统； UKN：情况不明。（3）锋面 略。 （4）警报W ：7级大风 / fogFOGW ：fogGW ：gale warning 8-9级大风SW ：storm warning 10级以上大风 或 TC造成的10-11级大风TW ：TC造

8、成的12级以上大风（西北太平洋）WH ：TC造成的12级以上大风（西北太平洋以外）（5）热带气旋警报 TD TS STS T HTC 定位： PSN GOOD（位置准确）： 定位误差小于20 n mile，飞机定位。 PSN FAIR（位置可靠）： 定位误差2040 n mile，卫星定位。 PSN POOR（估计位置）： 定位误差大于40 n mile，外推定位。 地面地面(实况实况)分析图分析图地面地面(实况实况)分析图分析图2、关岛（热带流线图） A 反气旋 C 气旋一、概况一、概况数值天气预报属于客观天气预报。预报水平（80年代中期）： 气压场预报：10天逐日（上限：2-3周）； 要素

9、预报（结合统计学方法）：5天逐日。数值预报是一项非常复杂的工作，计算量十分庞大，需用数值预报是一项非常复杂的工作，计算量十分庞大，需用高速、大容量电子计算机。计算时首先将起始时刻的天气高速、大容量电子计算机。计算时首先将起始时刻的天气图资料输入计算机，由计算机进行筛选，然后对方程求解，图资料输入计算机，由计算机进行筛选，然后对方程求解，最后得出不同时刻、地点和高度上的要素和天气形势的客最后得出不同时刻、地点和高度上的要素和天气形势的客观、定量预报。观、定量预报。数值预报最初应用于天气预报，数值预报最初应用于天气预报，60年代后扩展到海洋预报。年代后扩展到海洋预报。海浪的数值预报方法是建立在流体

10、动力学基础上的。目前海浪的数值预报方法是建立在流体动力学基础上的。目前各主要海洋国家大多采用波谱预报方法进行海浪预报，它各主要海洋国家大多采用波谱预报方法进行海浪预报，它能够比较客观地描述海面波动的情况，代表了海浪预报的能够比较客观地描述海面波动的情况，代表了海浪预报的最新方向。最新方向。目前，世界上一些海洋技术发达的国家都开展了数值海浪目前，世界上一些海洋技术发达的国家都开展了数值海浪预报，并将这项预报应用到气象导航业务中，获得了较好预报，并将这项预报应用到气象导航业务中，获得了较好的效果。随着现代化科学的发展，海洋的不断开发，海洋的效果。随着现代化科学的发展，海洋的不断开发，海洋环境预报必

11、将进入一个崭新的发展阶段。环境预报必将进入一个崭新的发展阶段。数值天气预报：数值天气预报：即在给定的初始条件和边界条件下，即在给定的初始条件和边界条件下，通过对大气的某些方程组进行数值积分，从而得到通过对大气的某些方程组进行数值积分，从而得到未来时刻大气的变化和气象要素的分布。未来时刻大气的变化和气象要素的分布。数值天气预报又称天气预报的流体力学方法，它是数值天气预报又称天气预报的流体力学方法，它是以流体力学、大气动力学、热力学等为理论基础，以流体力学、大气动力学、热力学等为理论基础，以计算机数学和高速计算机为实现手段的近代天气以计算机数学和高速计算机为实现手段的近代天气预报方法。预报方法。数

12、值预报方法：数值预报方法：首先是建立模式，即进行预报的数首先是建立模式，即进行预报的数学计算方案。学计算方案。大气模式有许多种，目前，用于业务大气模式有许多种，目前，用于业务预报的模式达预报的模式达30多种，但大体上可将其划分为三大多种，但大体上可将其划分为三大类。类。准地转模式准地转模式 、平衡模式平衡模式 和和原始方程模式原始方程模式 。 近年来数值预报有了很大的进展，但是还不能稳定地作近年来数值预报有了很大的进展，但是还不能稳定地作出一个星期的可用预报。对出一个星期的可用预报。对10天以上的长期预报目前预天以上的长期预报目前预报准确率仍然较低。尤其是对严重天气的爆发性发展，报准确率仍然较

13、低。尤其是对严重天气的爆发性发展，如热带气旋和温带气旋的迅速加强和路径的突变，及中如热带气旋和温带气旋的迅速加强和路径的突变，及中小尺度天气系统的预报，目前还没有可靠的预报方法。小尺度天气系统的预报，目前还没有可靠的预报方法。虽然天气预报技术至今仍不能把数值预报作为唯一的方虽然天气预报技术至今仍不能把数值预报作为唯一的方法，但它已成为天气预报现代化的主流，在天气预报技法，但它已成为天气预报现代化的主流，在天气预报技术整个领域中占着主导地位。使天气预报已从传统的以术整个领域中占着主导地位。使天气预报已从传统的以天气图经验为主的主观预报方法，向着以数值预报为主天气图经验为主的主观预报方法，向着以数

14、值预报为主的客观预报发展，这将是天气预报发展的必然趋势的客观预报发展，这将是天气预报发展的必然趋势。数值预报的数值预报的地位地位二、数值天气预报图实例二、数值天气预报图实例1、地面预报图（JMH） FSAS24、48：数值预报加人工修正， 有锋面、有大风、有海冰区、无降水； FSFE02、03、12：客观预报， 有降水、无锋面、无大风、无海冰区。 地面预报图地面预报图地面预报图地面预报图2、热带气旋预报图（JMH） 概率圆70% 10级大风区 7级大风区 热带气旋预报图（JMH）T0517 SAOLA （JMH）一、卫星云图一、卫星云图1、种类 可见光云图电视云图VS（Visible Satellite Image） 红外云图IR（Infrared Satellite Image）2、图片特征（1）可见光云图 色调亮度表示物体对阳光的反照率大小， 白色反照率大， 黑色反照率小 云层越厚，反