《卫星气象学》课件：第7章 热带天气分析0-1.ppt

1、1第七章第七章 卫星云图在热带天气分析卫星云图在热带天气分析和预报中的应用和预报中的应用-1-12第一节第一节 卫星云图在热带天气分析中的应用卫星云图在热带天气分析中的应用 一、卫星云图在热带地区的作用 利用卫星云图对热带地区可以开展以下几方面的工作：利用卫星云图对热带地区可以开展以下几方面的工作： 监视热带低压监视热带低压(扰动扰动)和热带风暴和热带风暴(台风台风)的形成，确定其中的形成，确定其中心位置，追踪其云系演变和移动路径，估计和预报台风强心位置，追踪其云系演变和移动路径，估计和预报台风强度以及未来的移动路径；度以及未来的移动路径； 分析热带天气系统，确定如热带辐合带、东风波、高空分析

2、热带天气系统，确定如热带辐合带、东风波、高空冷涡等主要天气系统的云系分布，确定其位置、类型和结冷涡等主要天气系统的云系分布，确定其位置、类型和结构，以及与台风之间的关系；构，以及与台风之间的关系； 分析南北半球和中低纬度天气系统之间的相互作用，根分析南北半球和中低纬度天气系统之间的相互作用，根据静止卫星云图及其导得的风矢量，可以分析南北半球气据静止卫星云图及其导得的风矢量，可以分析南北半球气流间的相互作用的实际过程，揭示中纬度天气系统对热带流间的相互作用的实际过程，揭示中纬度天气系统对热带云系的作用和反作用，热带水汽向中纬度地区的输送；云系的作用和反作用，热带水汽向中纬度地区的输送； 分析热带

3、天气系统的基本组成单元分析热带天气系统的基本组成单元(云团云团)，这是卫星观，这是卫星观测揭示出来的新发现。测揭示出来的新发现。 3二、控制热带云系分布的物理因素二、控制热带云系分布的物理因素 在热带地区，云系分布受一些物理因子所制约，这些在热带地区，云系分布受一些物理因子所制约，这些物理因子有：物理因子有： 海陆热力状况分布海陆热力状况分布456 海面温度海面温度； （TYPHOON） 7 海面温度海面温度: :8中低纬度的相互作用中低纬度的相互作用（TROUGH）:中纬度槽振幅加大，伸向低纬度地区，热带云系向中纬度推进中纬度冷锋侵入热带洋面，冷空气变性，云系断裂和变窄高空冷涡侵入热带洋面，

4、热带洋面上涡旋云系增多其它小尺度因子等其它小尺度因子等（ISLAND）9三、热带地区云的类别和云系的尺度三、热带地区云的类别和云系的尺度 1、种类、种类 在热带海洋或陆地上空，各种云都能出现，但最多出现在热带海洋或陆地上空，各种云都能出现，但最多出现的是的是积状云，其中有碎积云、淡积云、浓积云、积雨云积状云，其中有碎积云、淡积云、浓积云、积雨云。2、云系的尺度、云系的尺度 在卫星云图上热带云系表现为以下四种尺度在卫星云图上热带云系表现为以下四种尺度(见图见图72)： 1 1）对流尺度云系）对流尺度云系( (D D尺度尺度) ) 热带大气运动的最小尺度，表现为热带大气运动的最小尺度，表现为l10

5、km的积云或积雨云的积云或积雨云单体。单体。 2 2）中尺度对流系统云系）中尺度对流系统云系( (C C尺度尺度) ) 由许多积雨云单体集合而成，其范围达由许多积雨云单体集合而成，其范围达10一一l00km的中尺的中尺度对流云群，生命史在几小时至度对流云群，生命史在几小时至l天。在云图上表现为小天。在云图上表现为小的球状云团，或线状和环状云团。的球状云团，或线状和环状云团。 103）云团）云团(B尺度尺度) 由若干个中尺度对流云顶部的卷云砧合并成大片卷云覆盖区，直由若干个中尺度对流云顶部的卷云砧合并成大片卷云覆盖区，直径达径达1001000km，生命达生命达l5天左右。天左右。4）长波尺度系统

6、）长波尺度系统(A尺度尺度) 范围范围100010000km，相应于热带辐合带、东风波等大尺度天气相应于热带辐合带、东风波等大尺度天气系统。系统。11第二节第二节 热带天气系统的卫星云图特征热带天气系统的卫星云图特征 一、热带云团一、热带云团 1 1、云团的空间结构、云团的空间结构 云团由许多积雨云单体组成，顶部的卷云连成一片，表现为密实而白亮的云区，直径大小不等，1001000km。云团在垂直方向上分成三层： 12流入层：流入层： 垂直运动层：从边界层顶或凝结对流高度到卷云底部，厚度为垂直运动层：从边界层顶或凝结对流高度到卷云底部，厚度为10km左右左右流出层：从卷云砧底到对流层顶，厚度约流

7、出层：从卷云砧底到对流层顶，厚度约1km，在卫星云图上表现为向在卫星云图上表现为向外辐散的卷云覆盖区。外辐散的卷云覆盖区。 132 2云团的种类云团的种类 云团按其出现的天气系统和范围划分为：云团按其出现的天气系统和范围划分为： 季风云团季风云团： 出现在西南季风与偏东风构成的季风槽中，南北宽度可出现在西南季风与偏东风构成的季风槽中，南北宽度可达达10个纬距，东西长达个纬距，东西长达520个经距。季风云团主要发生个经距。季风云团主要发生在夏季，对流十分强烈；在冬季，这种云团限于在夏季，对流十分强烈；在冬季，这种云团限于510N范围内；范围内；6月中旬开始，云团开始向北发展，主要出现月中旬开始，

8、云团开始向北发展，主要出现在在1020N；8月份，云团可向北推进到月份，云团可向北推进到2030N。在在印度洋和东南亚地区经常见到这种云团；印度洋和东南亚地区经常见到这种云团； 14信风云团信风云团： 出现在副热带高压南侧的偏东信风气流中，其尺度平出现在副热带高压南侧的偏东信风气流中，其尺度平均来说比季风云团的尺度要小，对流也不及季风云团均来说比季风云团的尺度要小，对流也不及季风云团旺盛。这种云团一般沿副高南侧的偏东风气流由东向旺盛。这种云团一般沿副高南侧的偏东风气流由东向西有规律地移动。信风云团常与东风波、高空冷涡相西有规律地移动。信风云团常与东风波、高空冷涡相联系，在大洋中部，这种云团活动

9、很频繁联系，在大洋中部，这种云团活动很频繁；玉米花云团玉米花云团： 宽度小于宽度小于1个纬距，面积小于个纬距，面积小于10000km2，它由若干个它由若干个积雨云单体积雨云单体(约约10个个)组成的中尺度对流系统，常出现组成的中尺度对流系统，常出现于南美、非洲和西藏高原上，是由局地加热造成的。于南美、非洲和西藏高原上，是由局地加热造成的。 153 3云团的生命和天气云团的生命和天气 在夏季热带洋面上，云团活动十分频繁，在夏季热带洋面上，云团活动十分频繁，生命史相差较生命史相差较大大，云团生命的长短与云区面积和风的垂直切变有关，云团生命的长短与云区面积和风的垂直切变有关，在风的垂直切变较小时，其

10、生命期较长，否则生命期在风的垂直切变较小时，其生命期较长，否则生命期较短；云面积越大，生命期越长。对于生命期长的云较短；云面积越大，生命期越长。对于生命期长的云团可以发展成台风。团可以发展成台风。 热带云团从太平洋上或南海侵袭华南和东南沿海时，可热带云团从太平洋上或南海侵袭华南和东南沿海时，可造成暴雨、大风等恶劣性天气。造成暴雨、大风等恶劣性天气。16二、热带辐合带二、热带辐合带( (ITCZ)ITCZ)云系云系 热带辐合带是指低纬度地区的槽或低压系统，它又称为赤道辐合带、热带辐合带是指低纬度地区的槽或低压系统，它又称为赤道辐合带、赤道槽、热带锋。赤道槽、热带锋。 1 1热带辐合带云系特点热带

11、辐合带云系特点 一般而言，热带辐合带一般而言，热带辐合带为一条由一系列活跃对流云团组为一条由一系列活跃对流云团组成的近于纬向的连续云带，宽度可达成的近于纬向的连续云带，宽度可达5 5个纬距以上，东西个纬距以上，东西长达数千千米长达数千千米。但当辐合带不活跃时，云带很窄，表现。但当辐合带不活跃时，云带很窄，表现为断裂的一团团尺度较小的云团。也有时候热带辐合带为断裂的一团团尺度较小的云团。也有时候热带辐合带内叠加有一个或多个涡旋云系，每一个涡旋与一个低压内叠加有一个或多个涡旋云系，每一个涡旋与一个低压相伴。还有时候，热带辐合带与东风波相重叠，此时热相伴。还有时候，热带辐合带与东风波相重叠，此时热带

12、辐合带呈现出大尺度的波状云带，在波峰处，云系稠带辐合带呈现出大尺度的波状云带，在波峰处，云系稠密，显现出涡旋结构。密，显现出涡旋结构。 在通常的情况下，热带辐合带只表现为单独一条，但有在通常的情况下，热带辐合带只表现为单独一条，但有时在太平洋地区，热带辐合带表现为双热带辐合云带结时在太平洋地区，热带辐合带表现为双热带辐合云带结构，其中有一条云带位于南半球，为西北东南走向。构，其中有一条云带位于南半球，为西北东南走向。 17热带辐合带云系（热带辐合带云系（ITCZ）182007.10.05.17:25BT FY-2D IR192 2热带辐合云带的变化热带辐合云带的变化 长 期长 期变 化变 化(

13、季节季节变化变化)202122(2)(2)短期变化短期变化 热带辐合带在短时间内热带辐合带在短时间内( (几天到十几天几天到十几天) )，强度和，强度和位置都会发生明显的变化。比如原来是一条稀疏的位置都会发生明显的变化。比如原来是一条稀疏的云带，会在几天之内演变成长达几千千米、宽达几云带，会在几天之内演变成长达几千千米、宽达几个纬距的云带。热带辐合云带的加强和减弱，常是个纬距的云带。热带辐合云带的加强和减弱，常是周边的天气系统对其作用而引起的。周边的天气系统对其作用而引起的。 23热带辐合云带加强的特征：热带辐合云带加强的特征： 当热带辐合云带向北推进时，其云系一般加强。特别当热带辐合云带向北

14、推进时，其云系一般加强。特别是盛夏季节，副高北进加强，梅雨结束时，辐合云带是盛夏季节，副高北进加强，梅雨结束时，辐合云带加强更显著；加强更显著； 当热带辐合云带南侧的西南季风加强，或者是云带南当热带辐合云带南侧的西南季风加强，或者是云带南侧的西南季风与北侧的偏东信风同时加强，则热带辐侧的西南季风与北侧的偏东信风同时加强，则热带辐合云带加强；合云带加强； 当副热带高压加强时，其南侧的偏东信风气流加强，当副热带高压加强时，其南侧的偏东信风气流加强，则辐合云带加强。则辐合云带加强。 24热带辐合云带减弱的特征：热带辐合云带减弱的特征： 当热带辐合云带内有台风生成和加强，由于台风环流当热带辐合云带内有

15、台风生成和加强，由于台风环流的作用，该云带将断裂、破坏，从而减弱消失；的作用，该云带将断裂、破坏，从而减弱消失； 当热带辐合云带内有台风西移，强烈风浪引起其后部当热带辐合云带内有台风西移，强烈风浪引起其后部洋面冷水上涌，抑制云系发展，或导致副高南落，促洋面冷水上涌，抑制云系发展，或导致副高南落，促使云带消失；使云带消失； 赤道反气旋北上，使辐合云带向北推进，而原地方辐赤道反气旋北上，使辐合云带向北推进，而原地方辐合云带减弱消失。合云带减弱消失。 253 3热带辐合云带的类型热带辐合云带的类型 根据热带辐合云带周围的环境流场和本身的强度，常将其分根据热带辐合云带周围的环境流场和本身的强度，常将其

16、分为季风槽和信风槽两类：为季风槽和信风槽两类：季风槽季风槽：由西南季风与副热带高压南侧的偏东信风气流由西南季风与副热带高压南侧的偏东信风气流之间的辐合而形成。在季风槽内，风速很小，所以又称之间的辐合而形成。在季风槽内，风速很小，所以又称无风赤道槽。在这种槽中，云系十分稠密、为范围很宽无风赤道槽。在这种槽中，云系十分稠密、为范围很宽的云带，由季风云团组成，其出现的位置也较北；的云带，由季风云团组成，其出现的位置也较北；信风槽信风槽：由东南信风与东北信风之间的辐合形成，它表：由东南信风与东北信风之间的辐合形成，它表现为一条气流辐合渐近线，其辐合强度比季风槽要弱得现为一条气流辐合渐近线，其辐合强度比

17、季风槽要弱得多，加上信风逆温的抑制和气旋性切变不明显，云区中多，加上信风逆温的抑制和气旋性切变不明显，云区中对流弱，范围小，时常表现为一条断裂云带。它常出现对流弱，范围小，时常表现为一条断裂云带。它常出现于太平洋中部和东太平洋地区，副热带高压的东南侧。于太平洋中部和东太平洋地区，副热带高压的东南侧。 26274 4热带辐合云带的地面辐合线的确定热带辐合云带的地面辐合线的确定 如果热带辐合云带内没有涡旋，云带连续完整，如果热带辐合云带内没有涡旋，云带连续完整，北界整齐，则地面辐合线定在云带的北界附近；北界整齐，则地面辐合线定在云带的北界附近； 如果辐合云带内出现涡旋结构，则地面辐合线必如果辐合云

18、带内出现涡旋结构，则地面辐合线必须穿过涡旋中心。须穿过涡旋中心。 286.6.热带辐合带云系与大气环流热带辐合带云系与大气环流 在卫星云图上发现，热带辐合带有时只有一条，有在卫星云图上发现，热带辐合带有时只有一条，有时则有两条，即双热带辐合云带，这种云系的特殊时则有两条，即双热带辐合云带，这种云系的特殊分布也反映了大气环流分布。分布也反映了大气环流分布。 (1)热带经向大气环流与赤道辐合带云系热带经向大气环流与赤道辐合带云系 图图7.10表示了热带辐合云带垂直剖面与大气环流的表示了热带辐合云带垂直剖面与大气环流的综合模型，这是由云量和不稳定带引起的下沉气流综合模型，这是由云量和不稳定带引起的下

19、沉气流综合建立的。综合建立的。 2930(2)(2)热带纬向大气环流与云分布热带纬向大气环流与云分布（图（图7-117-11） 31性质：热带波动性质：热带波动位置：副热带高压南侧位置：副热带高压南侧云类：积状云云类：积状云意义：意义：15%可发展为热带气旋，可发展为热带气旋，表现形式：常为倒表现形式：常为倒V形、逗点状涡旋、积云团。形、逗点状涡旋、积云团。三、东风波云系三、东风波云系 32 东风波是热带偏东信风气流中的一个槽或气旋性曲率东风波是热带偏东信风气流中的一个槽或气旋性曲率最大的波动，波的振幅在对流层低层或中层最大。最大的波动，波的振幅在对流层低层或中层最大。 产生东风波的原因是：产

20、生东风波的原因是： 对流层上部的冷低压或伸向赤道附近的中纬度槽在中对流层上部的冷低压或伸向赤道附近的中纬度槽在中低空的反映；低空的反映； 低纬度低层气旋在靠极一侧东风气流中反映出来的倒低纬度低层气旋在靠极一侧东风气流中反映出来的倒槽；槽； 热带东风气流中的波动。热带东风气流中的波动。 331 1东风波云型东风波云型 (1)倒倒“V V”状云型状云型 东风波经常表现为倒东风波经常表现为倒“V V”状云型。如图状云型。如图7 71212所示，这种云系所示，这种云系由一条条狭长的、在由一条条狭长的、在东风波轴线上向高纬东风波轴线上向高纬凸起的云带，云带的凸起的云带，云带的排列与低层风切变相排列与低层

21、风切变相平行，且越往低纬越平行，且越往低纬越变平，东风波的轴就变平，东风波的轴就是倒是倒“V V”状云的轴。状云的轴。这种云型每天以相当这种云型每天以相当稳定的速度自东向西稳定的速度自东向西移动，并与对流层中移动，并与对流层中部气压场中的波状扰部气压场中的波状扰动相联系。动相联系。 34(2)涡旋状东风波云系涡旋状东风波云系 如果东风波云系表现为如果东风波云系表现为涡旋状云系，这表明系涡旋状云系，这表明系统已出现弱的闭合性环统已出现弱的闭合性环流，比起一般的东风波流，比起一般的东风波要深厚。图要深厚。图7 71313为概为概念模式，涡旋密蔽云区念模式，涡旋密蔽云区一般位于涡旋中心的东一般位于涡

22、旋中心的东侧，但有时例外。侧，但有时例外。 352 2太平洋地区的东风波云系太平洋地区的东风波云系 在西太平洋地区，基本气流与大西洋上不同，因而在西太平洋地区，基本气流与大西洋上不同，因而东风波云系也不完全一样。西太平洋上的东风波云东风波云系也不完全一样。西太平洋上的东风波云系有两种系有两种: :一种出现在纬度较高的副热带洋面上，一种出现在纬度较高的副热带洋面上，另一种出现在纬度较低的另一种出现在纬度较低的5 51010N N的洋面上。的洋面上。 36(1)太平洋副热带洋面上的东风波云系太平洋副热带洋面上的东风波云系 盛夏，当西太平洋上的副高呈纬向带状分布，脊线位于盛夏，当西太平洋上的副高呈纬

23、向带状分布，脊线位于3035N附近时，在副高南侧附近时，在副高南侧2025N的东风气流中有东风的东风气流中有东风波云系向西移动。这种东风波云系最先出现在日本东南方波云系向西移动。这种东风波云系最先出现在日本东南方的洋面上，后向西移动。的洋面上，后向西移动。较强的东风波云系有较为完整的较强的东风波云系有较为完整的螺旋结构螺旋结构，在地面有降水天气和负变压区相伴随；弱的东在地面有降水天气和负变压区相伴随；弱的东风波云系只表现有小的云区，在气压场和风场上没有明显风波云系只表现有小的云区，在气压场和风场上没有明显的反映，也没有明显的天气。的反映，也没有明显的天气。 东风波云系在东风波云系在l2天内生成

24、或消失。一般东风波先出天内生成或消失。一般东风波先出现在高层，以后随东风波发展，逐渐伸到低层，此时高低现在高层，以后随东风波发展，逐渐伸到低层，此时高低空都出现闭合环流，中心气压下降，风力加大，降水增加，空都出现闭合环流，中心气压下降，风力加大，降水增加，并西移影响我国东南沿海浙闽地区。并西移影响我国东南沿海浙闽地区。 37(2)(2)热带太平洋热带太平洋(5(51010N)N)上的东风波云系上的东风波云系 根据太平洋上高空测风和卫星云图发现，在热带辐合根据太平洋上高空测风和卫星云图发现，在热带辐合云带北侧东风气流中有一个个强度弱的东风波自东向云带北侧东风气流中有一个个强度弱的东风波自东向西移

25、动，这种东风波云系表现为一团团的稠密云区。西移动，这种东风波云系表现为一团团的稠密云区。 38四、对流层低层的赤道反气旋四、对流层低层的赤道反气旋 当南半球气流越过赤道向北推进时，北半球的当南半球气流越过赤道向北推进时，北半球的热带辐合带会北移加强，热带辐合带会北移加强，在热带辐合带以南地区形在热带辐合带以南地区形成赤道反气旋，又称赤道高压或赤道缓冲带，在卫成赤道反气旋，又称赤道高压或赤道缓冲带，在卫星云图上表现为少云或无云区星云图上表现为少云或无云区。南半球气流越过赤南半球气流越过赤道往往是南半球的寒潮爆发引起的道往往是南半球的寒潮爆发引起的。 39赤道反气旋的形成及其云系的演变过程可分为六个阶段：赤道反气旋的形成及其云系的演变过程可分为六个阶段：4041424344454647484950