第六章天气系统与天气预报

1、第六章天气系统与天气预报一、锋面系统一、锋面系统二、低压（气旋）和高压（反气旋）系统二、低压（气旋）和高压（反气旋）系统（一）锋面结构与特点（一）锋面结构与特点（二）锋面类型及天气（二）锋面类型及天气（一）低压（气旋）（一）低压（气旋）（二）高压（反气旋）（二）高压（反气旋）三、天气预报三、天气预报（一）天气预报的基本原则（一）天气预报的基本原则（二）天气预报的方法（二）天气预报的方法主要内容主要内容1 1、锋面及锋面附近天气、锋面及锋面附近天气 锋锋 面面冷暖气团的交界面叫锋面，亦称锋区。冷暖气团的交界面叫锋面，亦称锋区。锋面附近常伴有云、雨、大风等天气锋面附近常伴有云、雨、大风等天气冷气团

2、冷气团暖气团暖气团一般是冷气团在锋面下面，暖气团在锋面一般是冷气团在锋面下面，暖气团在锋面上面。上面。2 2、锋面类型及特点、锋面类型及特点冷冷 锋锋暖暖 锋锋l 类型类型l 冷锋与冷锋天气冷锋与冷锋天气l 暖锋与暖锋天气暖锋与暖锋天气暖气团暖气团冷气团冷气团冷锋冷锋暖气团暖气团冷气团冷气团冷锋冷锋(1)冷锋概念：是冷气团主动向暖气团移动冷锋概念：是冷气团主动向暖气团移动冷锋过境前:温暖、晴朗阴天、下雨、刮风、降温等天气现象气压升高,气温和湿度骤降,天气转晴(2) 冷锋天气冷锋天气冷锋过境时:冷锋过境后:(3)暖锋概念：暖锋概念： 是暖气团主动向冷气团移动是暖气团主动向冷气团移动暖气团暖气团冷

3、气团冷气团暖锋暖锋暖气团暖气团冷气团冷气团暖锋暖锋暖锋过境前:低温、潮湿暖锋过境时:云层加厚、连续性降水暖锋过境后:气温升高、气压下降、雨过天晴(4) 暖锋天气暖锋天气分分 类类 冷冷 锋锋 暖暖 锋锋 概概 念念 气团主动向气团主动向 气团气团移动的锋移动的锋 气团主动向气团主动向 气团移气团移动的锋动的锋 暖气团暖气团上升状况上升状况 图图 示示符符 号号 过境时过境时 过境后过境后 雨区位置雨区位置 冷冷暖暖冷冷暖暖常出现阴天下雨刮常出现阴天下雨刮风降温等天气现象风降温等天气现象 产生云、雨（连续性降产生云、雨（连续性降水）等天气现象水）等天气现象 气压升高，气温和湿气压升高，气温和湿度

4、骤降，天气转晴度骤降，天气转晴气温上升，气压气温上升，气压 下降，天气转晴下降，天气转晴锋锋 后后锋锋 前前被迫抬升被迫抬升徐徐（主动）爬升徐徐（主动）爬升冷锋与暖锋间的比较第二节第二节 低压低压(气旋气旋)和高压和高压(反气旋反气旋)系统系统l 低压或气旋、高压或反气旋，分别是对同一天低压或气旋、高压或反气旋，分别是对同一天气系统的不同描述。气系统的不同描述。l 低压、高压是对天气系统低压、高压是对天气系统气压气压状况的描述，气状况的描述，气旋、反气旋是对天气系统旋、反气旋是对天气系统气流气流状况的描述。状况的描述。l 气旋的概念：占据一团空气，其中心气压比周气旋的概念：占据一团空气，其中心

5、气压比周围气压低的水平空气涡旋。围气压低的水平空气涡旋。l 反气旋的概念：占据一团空气，其中心气压比反气旋的概念：占据一团空气，其中心气压比周围气压高的水平空气涡旋。周围气压高的水平空气涡旋。上 升北半球的气旋逆时针辐合云雨天气一、低压（气旋）一、低压（气旋）上 升南半球的气旋顺时针辐合云雨天气白雪歌送武判官归京白雪歌送武判官归京 唐唐岑参岑参 北风卷地白草折，北风卷地白草折， 胡天八月即飞雪。胡天八月即飞雪。 忽如一夜春风来，忽如一夜春风来， 千树万树梨花开。千树万树梨花开。 （冷锋）（冷锋） 下 沉北半球的反气旋晴朗天气二、高压（反气旋）二、高压（反气旋）顺时针辐散南半球的反气旋逆时针辐散

6、晴朗天气下 沉气压气压气流气流近地面水平近地面水平气流运行气流运行垂直气垂直气流运行流运行天气天气特点特点高压高压反气旋反气旋北半球北半球南半球南半球低压低压气旋气旋北半球北半球南半球南半球顺时针顺时针逆时针逆时针辐辐散散下沉下沉晴朗晴朗逆时针逆时针顺时针顺时针辐辐合合上升上升阴雨阴雨低压低压( (气旋气旋) )和高压和高压( (反气旋反气旋) )间的比较间的比较 约客约客 南宋南宋赵师秀赵师秀 黄梅时节家家雨，黄梅时节家家雨， 青草池塘处处蛙。青草池塘处处蛙。 有约不来过夜半，有约不来过夜半， 闲敲棋子落灯花。闲敲棋子落灯花。 （准静止锋）（准静止锋） 1025102010151010100

7、0气温（气温（）气压（气压（hpa）时间（天）时间（天）气压气压气温气温高高高压脊高压脊低压槽低压槽低低高压脊线上气流以辐散高压脊线上气流以辐散为主，不易形成锋面。为主，不易形成锋面。低压槽线上气流以辐低压槽线上气流以辐合为主，易形成锋面。合为主，易形成锋面。三、锋面气旋三、锋面气旋地面气旋一般与锋面联系在一起，称地面气旋一般与锋面联系在一起，称为锋面气旋。为锋面气旋。高高低低低低 “孔明索纸笔，屏退左右，密书十六字曰：孔明索纸笔，屏退左右，密书十六字曰：欲破曹公，宜用火欲破曹公，宜用火攻；万事俱备，只欠东风。攻；万事俱备，只欠东风。写毕，递与周瑜曰：写毕，递与周瑜曰：此都督病也此都督病也。

8、瑜见大惊，暗思：瑜见大惊，暗思：孔明真神人也！早已知我心事孔明真神人也！早已知我心事！只索以实情！只索以实情 告知。乃笑曰：告知。乃笑曰：先生已知我病源，将用何药治之？事在危机，先生已知我病源，将用何药治之？事在危机， 望即赐教。望即赐教。孔明曰：孔明曰：亮虽不才，曾遇异人，传授奇门遁甲天书亮虽不才，曾遇异人，传授奇门遁甲天书, ,可以呼风唤雨。都督若要东南风时，可于南屏山建一台，名曰七可以呼风唤雨。都督若要东南风时，可于南屏山建一台，名曰七星坛；高九尺，作三层，用一百二十人，手执旗幡围绕。亮于台星坛；高九尺，作三层，用一百二十人，手执旗幡围绕。亮于台上作法，借三日三夜东南大风，助都督用兵，何

9、如？上作法，借三日三夜东南大风，助都督用兵，何如？瑜曰：瑜曰：休休道三日三夜，只一夜大风，大事可成矣，只是事在目前，不可迟道三日三夜，只一夜大风，大事可成矣，只是事在目前，不可迟缓。缓。孔明曰：孔明曰：十一月二十日甲子风起至二十二日丙寅风息，如十一月二十日甲子风起至二十二日丙寅风息，如何？何？瑜闻言大喜，矍然而起瑜闻言大喜，矍然而起是日，看看近夜，天色清明，微是日，看看近夜，天色清明，微风不动。瑜谓鲁肃曰：风不动。瑜谓鲁肃曰：孔明之言谬矣。隆冬之时，怎得东南风孔明之言谬矣。隆冬之时，怎得东南风乎？乎？肃曰：肃曰：吾料孔明必不谬谈。吾料孔明必不谬谈。将近三更时分，忽听风声响，将近三更时分，忽听风

10、声响，旗幡转动。瑜出帐看时，旗角竟飘西北。霎时间东南风大起旗幡转动。瑜出帐看时，旗角竟飘西北。霎时间东南风大起 赤壁位于长江中游典赤壁位于长江中游典型的季风区内，冬季盛型的季风区内，冬季盛行偏北风，为什么会出行偏北风，为什么会出 现局部地区的东南风？现局部地区的东南风？ 慧眼识图慧眼识图高高低低高高低低1012.51012.51012.51012.51010.01010.01007.51007.51005.01005.01012.51012.51010.01010.01007.51007.51005.01005.01007.51007.51007.51007.51010.01010.01010

11、.01010.01002.51002.51002.51002.51000.01000.0BAC槽槽槽槽脊脊 赤壁处于长江中游，冬季以赤壁处于长江中游，冬季以偏北风为主，但由于气旋、反偏北风为主，但由于气旋、反气旋、锋面活动的影响，局部气旋、锋面活动的影响，局部地区会出现其他风向。如果赤地区会出现其他风向。如果赤壁处在上面气压图中的壁处在上面气压图中的B处，处，受气压梯度力、地转偏向力及受气压梯度力、地转偏向力及摩擦力的作用，就会形成东南摩擦力的作用，就会形成东南风。风。 如果将赤壁设定在气压图如果将赤壁设定在气压图( (上图上图) A) A、B B、C C中的相应位置，中的相应位置，请从气旋活

12、动的角度分析东南风的形成。请从气旋活动的角度分析东南风的形成。 第三节第三节 天气预报天气预报（一）天气预报的基本原则（一）天气预报的基本原则（三）天气预报的方法（三）天气预报的方法（二）天气预报的种类（二）天气预报的种类（四）常见气象要素的预报（四）常见气象要素的预报一、天气预报的基本原理一、天气预报的基本原理 天气预报：包括天气形势预报和气象要素预报两种，天气预报：包括天气形势预报和气象要素预报两种，天气形势预报是指对高压、低压、槽脊、锋面等天气天气形势预报是指对高压、低压、槽脊、锋面等天气系统未来的移动、强度变化及生消变化的预报。系统未来的移动、强度变化及生消变化的预报。 天气预报的基本

13、方法：天气学方法、动力学方法和统天气预报的基本方法：天气学方法、动力学方法和统计学方法。计学方法。 天气形势：大范围环流型与不同类别天气系统分布的天气形势：大范围环流型与不同类别天气系统分布的概貌（高压、低压、锋、热带气旋的位置、强度、移概貌（高压、低压、锋、热带气旋的位置、强度、移动等）。动等）。 天气系统：显示大气中天气变化及其分布的独立系统天气系统：显示大气中天气变化及其分布的独立系统。如冷高压、锋面气旋、副热带高压和台风等系统。如冷高压、锋面气旋、副热带高压和台风等系统。天气形势、天气系统和天气天气形势、天气系统和天气l 天气的变化与天气系统及其空间分布密切相关，天天气的变化与天气系统

14、及其空间分布密切相关，天气系统及天气形势预报是天气预报的基础。气系统及天气形势预报是天气预报的基础。l 天气形势与天气：天气演变是在一定的天气形势下天气形势与天气：天气演变是在一定的天气形势下发生和发展的，天气形势能显示未来一定时间内的发生和发展的，天气形势能显示未来一定时间内的天气变化趋势。因此，天气形势预报是天气预报的天气变化趋势。因此，天气形势预报是天气预报的基础。基础。l 天气系统是天气现象的制造者，同时又是天气现象天气系统是天气现象的制造者，同时又是天气现象的传播者。的传播者。天气预报思路天气预报思路天气图预报方法的主要依据：天气形势决定天气变化，正天气图预报方法的主要依据：天气形势

15、决定天气变化，正确判断天气形势就有可能推断出某地区一定时间内的天气确判断天气形势就有可能推断出某地区一定时间内的天气变化。变化。主观预报：根据天气图所反映的天气形势，利用资料和经主观预报：根据天气图所反映的天气形势，利用资料和经验对天气系统作出预报。验对天气系统作出预报。数值预报：利用计算机，建立在一定数模基础上的天气形数值预报：利用计算机，建立在一定数模基础上的天气形势预报。势预报。在天气形式预报的基础上，利用统计预报或天气模式等方在天气形式预报的基础上，利用统计预报或天气模式等方法，结合预报区域的地理条件和气象要素的日变化规律，法，结合预报区域的地理条件和气象要素的日变化规律，作出要素预报

16、。作出要素预报。天气预报步骤：形势预报天气预报步骤：形势预报 要素预报要素预报总的思路总的思路：调查：调查： 了解过去天气了解过去天气形 势 ， 包 括形 势 ， 包 括高 空 形 势 和高 空 形 势 和地面形势。地面形势。 各气象要素的各气象要素的实际情况实际情况分析：分析： 分 析 现 在 天分 析 现 在 天气形势。气形势。预报预报: 未 来 天 气 形未 来 天 气 形势 发 展 及 要势 发 展 及 要素变化情况素变化情况 预报流程图调查调查分析分析预报预报形势形势要素要素高空高空地面地面强度强度移动移动用各种形势预报方法作出综合结论用各种形势预报方法作出综合结论根据各要素的形成根

17、据各要素的形成条件、影响因子及条件、影响因子及相应的预报方法做相应的预报方法做出预报结论。出预报结论。 二、天气预报的种类二、天气预报的种类通常可按预报时效长短、区域范围和服务对象进行分类。通常可按预报时效长短、区域范围和服务对象进行分类。(一一) 按预报时效长短分：按预报时效长短分：临近天气预报：对未来临近天气预报：对未来02小时内的预报。小时内的预报。短时天气预报：对未来短时天气预报：对未来0 6小时内的预报。小时内的预报。短期天气预报：对未来短期天气预报：对未来072小时的预报。小时的预报。中期天气预报：对未来中期天气预报：对未来310天的预报。天的预报。长期天气预报：对未来长期天气预报

18、：对未来10天天1个月的预报。个月的预报。超长期天气预报超长期天气预报(短期气候预测短期气候预测)： 112个月的预报。个月的预报。气候预测气候预测:一年以上的预报。一年以上的预报。短期天气预报的研究对象是天气尺度的系统（波长为短期天气预报的研究对象是天气尺度的系统（波长为10003000km)。（二（二 ）按区域范围分：）按区域范围分：可概括为：点、面、线可概括为：点、面、线点：单站天气预报，是指以单站为中心，半径为点：单站天气预报，是指以单站为中心，半径为1020km范围内的天气预报。范围内的天气预报。面：区域天气预报，是指在一定地区范围内，如一个省，空面：区域天气预报，是指在一定地区范围

19、内，如一个省，空 军的飞行空域的天气预报。军的飞行空域的天气预报。线：如空军的航线天气预报，是指从起飞机场到降落机场整个线：如空军的航线天气预报，是指从起飞机场到降落机场整个 航线地段的天气预报。航线地段的天气预报。（三（三 ）按服务对象分：）按服务对象分：日常天气预报：电视或电台看或听到的。日常天气预报：电视或电台看或听到的。专业性天气预报：对航空、航海、农林、渔、盐业服务的天专业性天气预报：对航空、航海、农林、渔、盐业服务的天气预报。气预报。l 天气图预报方法天气图预报方法l 数值预报方法（数值预报方法（ 动力学方法）动力学方法）l 天气谚语及统计预报方法天气谚语及统计预报方法l 气象专家

20、系统方法气象专家系统方法l 临近预报方法临近预报方法l 单站预报方法单站预报方法l 综合预报方法综合预报方法 三、天气预报的主要技术方法三、天气预报的主要技术方法1 1 天气图方法：天气图方法： 以动力气象和天气学为理论基础，分析天气以动力气象和天气学为理论基础，分析天气图上天气系统及其相应的天气演变规律，判断图上天气系统及其相应的天气演变规律，判断未来预报区内最可能出现的天气。未来预报区内最可能出现的天气。1)1)优点：优点：历史悠久、理论成熟、经验丰富历史悠久、理论成熟、经验丰富 2 2）缺点：）缺点： 主观、定性主观、定性2 2 数值预报方法数值预报方法 ( (动力学方法）：动力学方法）

21、：对大气动力学方程组进行求解，来预报未来天气变对大气动力学方程组进行求解，来预报未来天气变化状态的方法化状态的方法。1 1）优点优点：客观、定量：客观、定量2 2）缺点缺点：预报存在误差。主要有：预报存在误差。主要有： 有些系统包的偏慢（快），须人工修正。有些系统包的偏慢（快），须人工修正。 存在系统性误差。（由简化方程造成）存在系统性误差。（由简化方程造成） 对一些系统（副高，切断抵压等）预报能力低。对一些系统（副高，切断抵压等）预报能力低。 低纬、山地预报效果不如中高纬和平地好。低纬、山地预报效果不如中高纬和平地好。l 数值天气预报既在给定的初始条件和边界条件下，通过数值天气预报既在给定的

22、初始条件和边界条件下，通过对大气某些方程组进行数值积分，从而得到未来时刻大对大气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。气的变化和气象要素的分布。l 数值天气预报亦称天气预报的流体力学方法，它是以流数值天气预报亦称天气预报的流体力学方法，它是以流体力学、大气动力学、热力学为理论基础，以计算机数体力学、大气动力学、热力学为理论基础，以计算机数学和高速电子计算机为实现手段的近代天气预报方法。学和高速电子计算机为实现手段的近代天气预报方法。l 数值天气预报的水平，目前，普遍认为数值天气预报的水平，目前，普遍认为“欧洲中期数值欧洲中期数值天气预报中心天气预报中心”处于世界领

23、先地位。可用的预报时效已处于世界领先地位。可用的预报时效已达达1010天左右天左右。l 天气系统的发展在一定的时间间隔内具有连贯性和天气系统的发展在一定的时间间隔内具有连贯性和渐近性，可以根据过去的演变趋势外推以后一段时渐近性，可以根据过去的演变趋势外推以后一段时间天气形势及系统的变化。间天气形势及系统的变化。l 外推法有等速外推和变速外推两种情况。外推法有等速外推和变速外推两种情况。l 应用：闭合气压系统的外推和锋线、槽线等外推。应用：闭合气压系统的外推和锋线、槽线等外推。l 时效性：时效性：6 61212小时为宜，最好不超过小时为宜，最好不超过3636小时。小时。相似形势法相似形势法l 前

24、期相似的天气过程是受到相似的物理因子制约的，前期相似的天气过程是受到相似的物理因子制约的，因此后期天气的发展趋势也是相似的。因此后期天气的发展趋势也是相似的。l 相似并不是相等，要抓住其主要相似特征。通常将历相似并不是相等，要抓住其主要相似特征。通常将历史上许多相似的天气过程加以分析综合，归纳出若干史上许多相似的天气过程加以分析综合，归纳出若干典型天气型或天气模式。典型天气型或天气模式。l 例如：我国近海几种典型大风形势、我国近海平流雾例如：我国近海几种典型大风形势、我国近海平流雾模式等。模式等。引导气流法引导气流法 在长期的天气实践中，人们发现地面上的一些浅薄系统的移动在长期的天气实践中，人

25、们发现地面上的一些浅薄系统的移动方向与该系统上空方向与该系统上空500hPa500hPa或或700hPa700hPa等压面上的气流方向基本一等压面上的气流方向基本一致，移速与高空气流速度大小成一定比例，这个高度上的气流致，移速与高空气流速度大小成一定比例，这个高度上的气流称为引导气流。称为引导气流。 通常，地面系统的移速为通常，地面系统的移速为500hPa500hPa等压面上风速的等压面上风速的50 %-70 %50 %-70 %，为为700hPa700hPa等压面上风速的等压面上风速的85 %-100 %85 %-100 %。 应用引导气流法时应注意：应用引导气流法时应注意： 1 1、考虑高

26、空槽脊未来的移动和变化。、考虑高空槽脊未来的移动和变化。 2 2、若地面系统加深时，预报效果较差。、若地面系统加深时，预报效果较差。 3 3、对于深厚系统，此法不适用。、对于深厚系统，此法不适用。 4 4、台风的移动一般用、台风的移动一般用500hPa500hPa为引导层，冷高压用为引导层，冷高压用700hPa700hPa为好为好。3 3 天气谚语及统计学方法：天气谚语及统计学方法：应用应用数理统计数理统计的理论和方法，通过分析大量的历史的理论和方法，通过分析大量的历史气象资料，揭露天气变化的客观因果关系，找出天气象资料，揭露天气变化的客观因果关系，找出天气、气候变化的统计规律，预报未来天气或

27、天气形气、气候变化的统计规律，预报未来天气或天气形势的方法。势的方法。 人们在长期的实践中发现天气变化与某些天象、物人们在长期的实践中发现天气变化与某些天象、物象和海象之间存在着密切的联系，并总结出许多天象和海象之间存在着密切的联系，并总结出许多天气谚语。气谚语。 例如：天上钩钩云，地上雨淋淋；日晕三更雨，月例如：天上钩钩云，地上雨淋淋；日晕三更雨，月晕午时风；东虹日头，西虹雨；无风来长浪，不久晕午时风；东虹日头，西虹雨；无风来长浪，不久狂风降；八月十五云遮月，正月十五雪打灯；鱼鳞狂风降；八月十五云遮月，正月十五雪打灯；鱼鳞天，不雨也风颠；早霞不出门，晚霞行千里等。天，不雨也风颠；早霞不出门，

28、晚霞行千里等。 这些谚语在使用时应注意地区、季节等条件，切不这些谚语在使用时应注意地区、季节等条件，切不可简单套用。可简单套用。4 4 综合预报方法：综合预报方法：前三种预报方法，各有其优越性和局限性，目前在实前三种预报方法，各有其优越性和局限性，目前在实际预报业务中，采用的作法是参考各种预报方法的预际预报业务中，采用的作法是参考各种预报方法的预报结论，再结合预报员的经验进行综合的分析和判断报结论，再结合预报员的经验进行综合的分析和判断，得出预报结论，得出预报结论。v临近预报方法：临近预报方法：对未来对未来02小时内的天气作外推预报小时内的天气作外推预报单站预报方法：单站预报方法：以气候规律为背景，单站资料为依据，以气候规律为背景，单站资料为依据，群众经验为线索来预报本站天气的方法。群众经验为线索来预报本站天气的方法。l 云和降水的预报l 风的预报l 能见度的预报l 气温的预报四、常见气象要素的预报分析天气形势：分析天气形势：造成系统性绝热上升运动的天气系统：造成系统性绝热上升运动的天气系统：槽（槽（700、500、200hP