第三章运动学特征参量的计算 天气学诊断分析课件
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天气诊断分析内容简介本书简明介绍了天气分析和预报中各种常用物理量场特别是涡度、散度、垂直速度、水汽通量散度、能量场、Q矢量、位涡度、条件性对称不稳定、粗Ri数、螺旋度、能量-螺旋度指数、雷暴大风指数等的诊断分析方法和数值预报产品的应用技术。
全书约13万字,共分八章。
可做为高等院校大气科学专业本科生的教材,也可供相关专业的教师、研究生及气象台站预报人员使用。
前言诊断分析方法是大气科学研究中常用的一种方法。
在天气分析中有一些十分重要的物理量,如涡度、散度、垂直速度和水汽通量散度以及各种能量场等等,这些物理量与一般的气象要素(温、压、风、湿)不同,它们通常是无法由观测直接得到的,而必须通过其它要素由计算间接获得。
这些物理量在某时刻的空间分布被称为“诊断场”。
诊断场和预报场是不同的,预报场是对未来时刻某物理量场的预报结果,在反映大气环流演变的流体动力学天气方程组中有一些十分重要的物理量即属于可以通过时间积分作预报的“预报方程”一类;而诊断场是物理量方程中不含有它对时间的微商项。
反映各气象要素场之间关系的不含有对时间微商的方程称为“诊断方程”。
研究这些物理量的计算方法、分析其空间分布特征,以及它们和天气系统发生、发展的关系称为诊断场分析。
诊断分析方法是加深认识天气系统及其发生、发展过程的一种重要途径。
可应用于大气科学中的各个领域,如气候诊断分析,大气环流模式和天气预报模式的诊断分析以及物理量场的诊断分析等等,随着计算机的发展和普及诊断分析方法已在气象台站业务中得到广泛应用,并且越来越受到广大气象工作者的重视。
本书着重介绍天气分析和预报中各种物理量场的诊断分析方法,其中不少是作者近年来在科研中改进应用的新方法。
由于作者学术水平的限制,可能会有不少错误和不妥之外,欢迎广大读者批评指正。
目录第一章地图投影 (1)§1.1 正形投影的基本关系 (2)§1.2 兰勃托投影 (4)§1.3 极射赤平投影 (4)§1.4 麦开脱圆柱投影 (5)第二章资料处理和客观分析 (6)§2.1 资料处理 (6)§2.2 客观分析 (12)第三章基本物理量的计算 (24)§3.1 表示空气湿度的物理量 (24)§3.2 运动学量的计算 (38)第四章垂直速度的计算 (45)§4.1 个别变化法 (45)§4.2 动力学方法 (48)§4.3 运动学方法 (54)§4.4 从降水量反算大气的垂直速度 (57)第五章湿度场分析 (59)§5.1 水汽通量 (59)§5.2 水汽通量散度 (60)§5.3 水汽净辐合的计算 (61)§5.4 降水率P的计算 (63)§5.5 总降水量的计算 (67)§5.6 降水效率 (67)第六章稳定度和能量分析 (69)§6.1 稳定度分析 (69)§6.2 能量分析 (74)第七章若干诊断量的分析应用 (78)§7.1 Q矢量分析 (78)§7.2 位涡思想的应用 (89)§7.3 条件性对称不稳定 (97)§7.4 强对流天气分析预报中新近引入的几个参数 (105)第八章数值预报及其产品应用技术 (115)§8.1 概述 (115)§8.2 数值预报产品的接收和预处理 (119)§8.3 数值预报误差的分析和订正 (120)§8.4 数值预报产品的定性应用方法 (128)§8.5 数值预报产品的定量应用方法 (131)§8.6 综合集成方法 (151)思考题 (158)编制程序题 (159)主要参考文献 (161)第一章地图投影诊断分析中需要计算某些物理量(如涡度、散度等)的空间导数,如何计算,这就涉及到坐标的选取问题。
专题三大气运动与天气、气候[明确选考要求][构建知识体系]考点一大气受热状况与气温[典题领悟]【典例1】(2017·全国卷Ⅰ,9~11)我国某地为保证葡萄植株安全越冬,采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间),效果显著。
下图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。
据此完成(1)~(3)题。
(1)图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是()A.①B.②C.③D.④(2)该地寒冷期()A.最低气温高于-16 ℃B.气温日变化因积雪状况差异较大C.膜内温度日变化因积雪状况差异较大D.膜内温度日变化与气温日变化一致(3)该地可能位于()A.吉林省B.河北省C.山西省D.新疆维吾尔自治区解析第(1)题,材料中提到我国某地为保证葡萄植株安全越冬,采用双层覆膜技术效果显著,说明①②为覆盖地膜的膜内平均温度日变化曲线,排除③④。
又根据枯雪年降水少,昼夜温差较大,丰雪年降水多,昼夜温差小,可进一步判断:①为丰雪年覆盖地膜的膜内平均温度日变化曲线,②为枯雪年覆盖地膜的膜内平均温度日变化曲线,因此答案选B。
第(2)题,由图可知,图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)的平均气温日变化,不能确定当地最低气温,因此A错;丰、枯雪年的平均气温日变化(即平均气温变化状况和昼夜温差)大致相同,因此B错;膜内温度日变化丰雪年小于枯雪年,主要是由于丰、枯雪年积雪厚度存在较大差异,因此C正确,D错误。
第(3)题,本题考查时间的估算。
一般来讲,某地日最高气温一般出现在当地地方时14时,而此时北京时间是16时左右,说明该地比北京时间晚2小时左右,相对于120°E偏西30°左右,当地经度大约为90°E,结合选项只能是新疆维吾尔自治区,因此答案选D。
答案(1)B(2)C(3)D人地协调观运用双层覆膜技术,克服不利自然条件发展农业,体现了人地协调观综合思维读数据统计图,结合大气受热过程原理,判断曲线类型,进而判断气温变化特征和区域位置区域认知通过寒冷期丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化判读区域位置地理实践力判读数据统计图,运用所学区域地理知识推测地理位置1.(2019·吉林长春市调研)下图为某一地区某月等温线(℃)分布图,图中P处因受地形影响气温出现异常,回答(1)~(2)题。
第一节常见天气系统知识点1:锋与天气1.气团(1)概念:水平方向上【】、【】等物理性质比较均匀,垂直方向上物理性质也很相似的大范围空气。
(2)分类及天气①分类:温度比移经地区气温【】的气团叫【】,比移经地区气温【】的气团叫【】。
①天气:单一冷气团或暖气团控制的区域,天气现象单一,多【】天气。
2.锋面(1)概念:当冷、暖两种性质不同的气团接触时,它们之间就会出现一个交界面,叫作【】,如图中B。
锋面与地面相交而成的线,叫作【】,如图中C。
一般把锋面和锋线统称为【】。
(2)天气特征锋面两侧的【】、【】、【】差别很大,锋面附近常伴有云、大风、【】等天气现象。
知识点2:锋的类型根据锋面两侧冷、暖气团的移动方向,可把锋分为【】、【】、【】等。
冷锋暖锋准静止锋概念【】主动向【】方向移动的锋【】主动向【】方向移动的锋冷、暖气团势力相当,使锋面移动幅度很小的锋Chapter 3第三章大气的运动冷气团密度【】,在锋面【】;暖气团密度【】,在锋单一暖气团控制,单一冷气团控制,知识点1.低气压(气旋)(1)低气压:在等压线分布图上,凡等压线闭合,中心气压【】四周气压的区域,叫作【】,简称低压。
(2)气旋:在水平气压梯度力的作用下,低压的气流由四周向【】流动,受地转偏向力影响,低压的气流在北半球【】偏转,按【】方向流动(南半球相反),大气的这种流动叫【】。
(3)天气:低压中心形成【】气流,常出现【】天气。
2.高气压(反气旋)(1)高气压:在等压线分布图上,凡等压线闭合,中心气压高于四周气压的区域,叫作【】,简称高压。
(2)反气旋:高压气流由【】流出,在北半球按【】方向旋转流出(南半球相反),这种环流系统与气旋相反,叫【】。
(3)天气:高压中心形成【】气流,天气【】。
一、我国东部锋面雨带的推移规律(1)锋面类型北进过程主要是暖锋,南退过程主要是冷锋,6月江淮流域主要是准静止锋。
(2)正常年份雨带推移规律5月:南部沿海进入雨季;6月:长江中下游地区形成梅雨;7~8月:雨带移至华北、东北地区;9月:雨带南撤;10月:雨季结束。