天气预报和应用.pptx
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1、天气预报及应用天气预报及应用GDOU 2013天气预报天气预报n天气预报是指根据气象观(探)测资料,应用天气学、动力学、统计学的原理和方法,对某区域或某地点未来一定时段的天气状况作出定性或定量的预测。GDOU-20132预报时效短时预报(几小时以内)短期预报(13天)中期预报(410天)长期预报(10天以上)超长期预报(1年以上)服务对象日常天气预报专业天气预报预报范围区域预报站点预报制作天气预报的方法制作天气预报的方法统计统计学学学学预预报报方法方法方法方法动动力学力学力学力学预报预报方方方方法法法法天气学天气学天气学天气学预预报报方法方法方法方法n天天气气学学预预报报方方法法(或或称称天天
2、气气图图方方法法):是以天气图为主要工具,配合卫星云图、雷达图等,用天气学的原理来分析和研究天气的变化规律,从而制作天气预报的方法。n这种方法主要用于制作短期预报。GDOU-20133制作天气预报的方法制作天气预报的方法统计统计学学学学预预报报方法方法方法方法动动力学力学力学力学预报预报方方方方法法法法天气学天气学天气学天气学预预报报方法方法方法方法n统统计计预预报报方方法法:是采用大量的、长期的气象观测资料,根据概率统计学的原理,寻找出天气变化的统计规律,建立天气变化的统计学模型来制作天气预报的方法。n这种方法主要用于制作中、长期预报和气象要素预报。GDOU-20134制作天气预报的方法制作
3、天气预报的方法统计统计学学学学预预报报方法方法方法方法动动力学力学力学力学预报预报方方方方法法法法天气学天气学天气学天气学预预报报方法方法方法方法n数数值值预预报报方方法法(又又称称动动力力学学预预报报方方法法):数值天气预报就是利用大型高速电子计算机,在一定的边界条件和初始条件下,应用数值积分方法,求解描述大气运动的闭合微分方程组来预报天气的一种方法。n这种方法可用于制作短期预报,也可做中、长期预报和气象要素预报,近几年还开始用来做气候预报。GDOU-20135数值预报数值预报n近年来,随着大气科学理论研究的深入,大气探测技术、通信技术、计算机技术、信息技术的发展,数值预报得到了快速发展,国
4、内外动力数值预报已在气象业务上得到广泛使用,从而使天气预报从主观、定性向客观、定量发展。n目前,利用数值预报方法预报短期大势的准确率已明显高于人工主观预报,410天的中期形势预报及部分要素预报也已具有相当的参考价值。n现在,以数值预报方法为基础,综合运用动力学、天气学和统计学等各种方法制作天气预报,已成为各国天气预报技术的发展方向。GDOU-20136制作天气预报的一般思路制作天气预报的一般思路Step I:制作天气形制作天气形势预报n先对目前控制和影响预报区域的天气系统的移动和强度变化等做出预报。n目前,天气形势预报,尤其是短期形势预报基本上可以依赖数值预报了。Step II:气气象要素象要
5、素预报n在形势预报的基础上再作气象要素预报GDOU-20137例:地面例:地面风预报风预报n图中的B站处于低压南部,吹西南风,根据形势预报,未来12小时低压将向东北移到虚线所示的位置,即B站未来12小时将处于低压的后部,相当于原来A站所处低压的位置。若未来该低压强度变化不大,则可预报B站未来的风向和风速为:在冷锋过境前为西南风6 m/s,过境时,风向从西南转为西北,过境后为西北风8 m/s。若低压在移动过程中是逐渐加强的,则风速可报大一些;若在移动中减弱,则风速可报小一些。n在上述预报的基础上再考虑地形、热力环流以及动量的上下交换等因素,结合预报经验,进行订正就可做出该站地面风的预报。例如,当
6、气旋由陆地移到海面时,由于摩擦力减小,即使气旋强度不变,气旋内的风速也会加大,风向与等压线的交角则会变小。GDOU-20138n实际上,对于气象要素预报,除了运用如上所述的天气学概念模式作预报外,还可有两条途径:一是应用数值预报的结果。数值预报的内容已从过去单一的形势预报发展到包括气压、温度、湿度、风、云和降水等气象要素在内的预报,因此预报员可以数值预报的结论为基础,再综合分析数值预报给出的形势及其它资料作出最终判断;n二是定量计算。定量计算是以数值预报产品为基础,利用客观预报的两大分支数值预报和统计预报结合起来的动力统计预报方法制作要素预报。目前最常用的方法有完全 预 报 方 法(Perfe
7、ct Prognostic Method,简称PP法)和模式输出统计 方 法(Model Output Statistic Method,简称MOS法)。GDOU-20139天气形势的天气学预报方法天气形势的天气学预报方法GDOU-201310海洋气象学n天气学预报方法是一种定性的、经验性的传统预报方法。虽然,目前天气形势与气象要素预报已愈来愈依靠数值预报方法,但在很多情况下,特别是局地天气、航线天气等的预报中,天气学方法仍然是十分重要的方法。下面简单介绍几种应用天气图进行天气形势预报的基本方法。11天气形势预报的基本方法外推法引导气流法经验预报法相似形势法统计资料法物理分析法冷暖平流法涡度平
8、流法n外推法又可分为两种情况:一种是等速外推。等速外推就是假定系统的移动速度或强度变化基本上不随时间而改变,即与时间成直线关系,外推按这种规律进行,故等速外推又叫做直线外推;n另一种是变速外推。变速外推假定系统的移动速度或强度变化接近“匀变速”状态,即与时间成曲线关系,这时外推时要考虑它们的“变速”情况,故变速外推又叫做曲线外推。n直线外推只需要根据当时和上一时次的两张天气图即可进行,而曲线外推需要利用三张(或以上)天气图进行比较才能进行。显然,曲线外推要比直线外推更全面些,但是由于实际天气过程的复杂性,曲线外推并不一定比直线外推更准确,因此,使用外推法时必须结合其他预报方法。GDOU-201
9、3121.1.1.1.外推法外推法外推法外推法根据最近一段时间内天气系统的移动速度和强度变化的规律,顺时外延,预报出系统未来的移动速度和强度变化。外推外推外推外推法举例法举例法举例法举例n设12 h前低压中心位于点“1”(图(a),其中心气压为1008 hPa,作预报时的低压中心位于点“2”,其中心气压为1006 hPa,加深了2 hPa,移动距离为S1。n按直线外推可以预报,12 h后该低压中心将移至点“3”,移动的距离S2=S1;中心气压将继续降低2 hPa,达1004 hPa。GDOU-201313n设24 h前低压中心的位置在点“1”(图11.2(b),中心气压为1 011 hPa;1
10、2 h前中心位置在点“2”,移动距离为S1,中心气压为1002 hPa,加深了9 hPa;n作预报时的中心位置在点“3”,中心气压为995 hPa,过去12 h移向向左偏了一个角度,移动距离为S2,加深了7 hPa。n由图可见,低压中心的移动是减速的,中心气压的降低也是减速的。这种情况可按曲线外推,预报未来12 h,低压 中 心 的 移 动 距 离 S3=S2-(S1-S2)=2S2-S1,移动方向也将继续向左偏一个角度,12h后中心位置将到达“4”,中 心 气 压 为 995-7+(9-7)=990(hPa)。GDOU-201314外推法注意事项:外推法注意事项:n外推法不仅可以用于天气形势
11、预报,还可用于天气区(如大风、雾区和降水区等)的预报。n但使用外推法时,必需注意:外推时间不能过长,预报时效以612小时为宜,最好不超过36小时。天气系统是否会发生突变。当天气系统处于显著变动状态时,天气系统的运动速度和强度就会发生剧烈变化,这时就不能简单地用外推法进行预报。GDOU-201315n观测表明,地面高、低压中心的移动方向与系统中心上空平均层上的气流方向基本一致,移速与高空风成一定比例。实际工作中可利用700hPa或 500hPa等压面上的地转风加以适当订正以预报地面系统中心的移动,这就是所谓的“引导气流法”。n根据统计,地面气压系统中心的移动速度为其上空500hPa风速的0.50
12、.7倍,700hPa风速的0.81.0倍。通常夏季引导层较高,常用500hPa等压面作引导层,冬季引导层较低,常用700hPa等压面作引导层。n应用引导气流法时应注意:要考虑引导气流本身速度和方向可能发生的变化;对于暖高压和冷低压之类的准静止性的深厚系统,不能应用引导气流法;3)引导气流越强,效果越好。GDOU-2013162.2.2.2.引导气流法引导气流法引导气流法引导气流法1.1.相似形势法相似形势法n一般来说,在不同时间的天气图上的天气形势和天气过程是不完全相同的。但是,如果只考虑其主要方面,忽略次要方面,在大量的历史天气图中,总可以归纳出若干具有代表性的天气形势和天气过程,以此作为预
13、报模式。n在预报天气形势时,如果当时的天气形势和过程与某一模式的前期情况相似,我们就可以参考该模式的后期形势进行预报,这种方法称为相似形势法或模式法。n例如我国的寒潮天气过程就可以基本上归纳为小槽发展型、横槽转竖型、低槽东移型和纬向环流型等几种模式。我国东部沿海的偏南大风和平流雾也总结出几种天气型。n但实际天气过程不会与典型过程完全一致,所以在用相似形势法进行预报时,还必须着重分析影响当时天气系统运动发展的其他因素,预报模式只能作为一种参考。GDOU-2013173.3.3.3.经验预报法经验预报法经验预报法经验预报法2.2.统计资料法统计资料法 n就是用统计的方法,从大量的历史资料中统计出各
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