第十二章气象要素预报(云)-低云课件.ppt

1、第四节第四节 云的预报云的预报一、云层对军事活动的影响一、云层对军事活动的影响云是在飞行中经常遇到和常会给飞行活动带来影响云是在飞行中经常遇到和常会给飞行活动带来影响的一种气象条件。对飞行的影响主要有：的一种气象条件。对飞行的影响主要有：云底高度很低的云影响飞机的起降；云底高度很低的云影响飞机的起降；云中能见度很坏，影响目视飞行；云中能见度很坏，影响目视飞行；云中的过冷却水滴使飞机积冰；云中的过冷却水滴使飞机积冰；云中的湍流造成飞机颠簸；云中的湍流造成飞机颠簸；云中明暗不均容易使飞行员产生错觉；云中明暗不均容易使飞行员产生错觉；云中的雷电损坏飞机等等。云中的雷电损坏飞机等等。19811981年

2、年4 4月月2121日，民航北京管理局日，民航北京管理局BO-105BO-105飞机在南海北部湾飞机在南海北部湾四号钻井平台起飞，因天气不好飞行员产生错觉，飞机飞入四号钻井平台起飞，因天气不好飞行员产生错觉，飞机飞入海中。海中。19851985年有年有3 3架安架安-24-24飞机因机场低云、低能见度，在着陆时飞机因机场低云、低能见度，在着陆时发生飞行事故。发生飞行事故。19931993年年1010月月2626日，东方航空公司一架飞机在福州机场着陆日，东方航空公司一架飞机在福州机场着陆过程中，因下雨，云低，飞机冲出跑道。过程中，因下雨，云低，飞机冲出跑道。二、形成云的基本条件二、形成云的基本条

3、件是空气中要有足够的水汽是空气中要有足够的水汽 二是要有使空气中水汽发生凝结的冷却过程二是要有使空气中水汽发生凝结的冷却过程（一）大气中水汽条件的分析（一）大气中水汽条件的分析22pqKcpqqVtqq水汽平流水汽平流垂直输送垂直输送蒸发凝结蒸发凝结 乱流扩散乱流扩散 式中式中C C为单位质量空气中的凝结量（或凝结率），为单位质量空气中的凝结量（或凝结率），凝结时为正，蒸凝结时为正，蒸发时为负，发时为负，KqKq是水汽的乱流扩散系数。是水汽的乱流扩散系数。AB低湿干湿度平流示意图比湿分布随高度是减小比湿分布随高度是减小的，当有上升运动时，的，当有上升运动时，水汽将往上输送，上层水汽将往上输送，

4、上层空气的比湿将随时间增空气的比湿将随时间增大，有下沉运动时，湿大，有下沉运动时，湿度将随时间减小。度将随时间减小。故潮湿地面的蒸发和降水过程中故潮湿地面的蒸发和降水过程中雨滴的蒸发都可以使低层大气水雨滴的蒸发都可以使低层大气水汽增加，有利于低云的生成。汽增加，有利于低云的生成。乱流交换总是乱流交换总是使水汽由高值使水汽由高值区向低值区输区向低值区输送，使水汽分送，使水汽分布趋于均匀布趋于均匀 我国南方水汽含量高于北方我国南方水汽含量高于北方一半以上水汽在一半以上水汽在2 23km3km以下，以下，90%90%水汽在水汽在5000m5000m以下以下夏季水汽含量高于冬季夏季水汽含量高于冬季我国

5、水汽来源主要是印度洋赤道海洋气团和西太平洋热带海洋气团我国水汽来源主要是印度洋赤道海洋气团和西太平洋热带海洋气团水汽状况表示方法：水汽状况表示方法：1、用、用Td线，高值区为湿中心。线，高值区为湿中心。2、T-Td线线T-TdC32饱和区饱和区C54湿区湿区C1210干区干区3、T-lnp图上分析（图上分析（Td,lnp）和（）和（T,lnp）线的靠近程度）线的靠近程度一般一般T-Td 55C C时，下半夜出低云，时，下半夜出低云，而当（而当（T-TdT-Td）22C C时，低云将在时，低云将在2121时或以前出现。时或以前出现。统计资料的应用统计资料的应用 例：当冷高压中心从长白山入日本海时

6、，从入海时例：当冷高压中心从长白山入日本海时，从入海时间算起，该站上低云的时间是：春季为间算起，该站上低云的时间是：春季为2121小时，秋小时，秋季为季为1111小时，冬季为小时，冬季为1010小时；小时；当高压中心从长江口入海时，上海低云时间是：春当高压中心从长江口入海时，上海低云时间是：春季为季为3232小时，秋季为小时，秋季为2222小时，冬季为小时，冬季为1818小时。小时。（2 2）消散时间的预报）消散时间的预报平（回）流形势基本不变的情况下，主要由于日变化的影平（回）流形势基本不变的情况下，主要由于日变化的影响，大陆上的低云在中午前后减弱消散，入夜后又可重新生响，大陆上的低云在中午

7、前后减弱消散，入夜后又可重新生成。成。平（回）流形势破坏，低云随之消散，这是平（回）流平（回）流形势破坏，低云随之消散，这是平（回）流低云消散的根本原因。低云消散的根本原因。两种情况两种情况（三）扰动低云的预报（三）扰动低云的预报低层大气中，由乱流混合而形成的低云通常称为扰动低云。低层大气中，由乱流混合而形成的低云通常称为扰动低云。下面仅对形成于冷气团内的冷性扰动低云作一些讨论。下面仅对形成于冷气团内的冷性扰动低云作一些讨论。1、扰动低云的特征、扰动低云的特征季节性明显，一般出现在季节性明显，一般出现在11113 3月，且以月，且以1212和和1 1月最多月最多 云状为层积云或积状云云状为层积

8、云或积状云 扰动低云云高在北方一般为扰动低云云高在北方一般为80080020002000米，在南方米，在南方多为多为600600900900米米 生消突然、移动快、云量变化大生消突然、移动快、云量变化大 日变化比较明显，一般在日变化比较明显，一般在1010时左右生成，时左右生成，12121414时最强，时最强，1717时以后消散时以后消散 东北地区产生扰动低云的基本天气形势是：东北地区产生扰动低云的基本天气形势是：空中在冷涡或冷槽控制下空中在冷涡或冷槽控制下，等高线呈气旋性弯曲，冷，等高线呈气旋性弯曲，冷平流很强平流很强;地面处于较强的蒙古高压前部地面处于较强的蒙古高压前部，等压线呈近似南北走

9、，等压线呈近似南北走向。向。在此形势下，空中强冷平流使低层大气的稳定度减小，在此形势下，空中强冷平流使低层大气的稳定度减小，低层风又经常存在着显著的切变，因此有利于扰动的发低层风又经常存在着显著的切变，因此有利于扰动的发展。展。(Ri(Ri数满足数满足)当地面辐射逆温破坏后，地面风速明显增大，扰动当地面辐射逆温破坏后，地面风速明显增大，扰动增强，由于乱流混合的结果，在乱流混合层顶部形成逆增强，由于乱流混合的结果，在乱流混合层顶部形成逆温，若湿度条件具备，便在逆温层下形成扰动低云。温，若湿度条件具备，便在逆温层下形成扰动低云。2 2、扰动低云的形成过程及条件、扰动低云的形成过程及条件（1 1）从

10、地面至从地面至850hPa850hPa（或（或700hPa700hPa）冷平流随高度增）冷平流随高度增强或有强冷空气移到暖海面上，使低层的层结稳强或有强冷空气移到暖海面上，使低层的层结稳定度减小，有利于乱流混合作用的发生和加强。定度减小，有利于乱流混合作用的发生和加强。（2 2）地面风速较大（）地面风速较大（6 61010米米/秒），垂直切变大。秒），垂直切变大。（3 3）地面的增温作用是破坏地面逆温和有助于乱流）地面的增温作用是破坏地面逆温和有助于乱流发展的重要因素。发展的重要因素。（4 4）水汽要充沛，经扰动冷却后在乱流逆温层下能）水汽要充沛，经扰动冷却后在乱流逆温层下能达到饱和。达到饱和

11、。（5 5）地形作用：气流经过山地时，有利于扰动增强，）地形作用：气流经过山地时，有利于扰动增强，促进低云的形成。促进低云的形成。空中强的冷平流是形成扰动低云的主要因子 3 3、扰动低云形成的预报、扰动低云形成的预报（1 1）分析温压场形势）分析温压场形势 由于空中强的冷平流是形成扰动低云的主要因子。由于空中强的冷平流是形成扰动低云的主要因子。因此预报扰动低云的形成，首先要正确分析上游地区冷因此预报扰动低云的形成，首先要正确分析上游地区冷空气的活动情况，冷涡或冷槽移动的方向和强度变化，空气的活动情况，冷涡或冷槽移动的方向和强度变化，以及冷涡或冷槽中冷平流的情况，然后再仔细分析低层以及冷涡或冷槽

12、中冷平流的情况，然后再仔细分析低层的乱流和水汽条件。的乱流和水汽条件。冷涡（或较深的冷槽）活动冷涡（或较深的冷槽）活动冷空气爆发南下冷空气爆发南下 土城子气象台 850hPa图上冷平流交角与低云出现频率的关系 1 1、平流交角愈大，出现低云的频率就愈高。、平流交角愈大，出现低云的频率就愈高。2 2、冷中心在土城子附近时，不管冷空气强弱，、冷中心在土城子附近时，不管冷空气强弱，都有低云生成。都有低云生成。（2 2）分析低层乱流情况）分析低层乱流情况大气低层的稳定度大气低层的稳定度垂直风切变垂直风切变地面风速大小地面风速大小下垫面粗糙程度等因子下垫面粗糙程度等因子 T850T地面（或T700T地面

13、）通常用里查逊数通常用里查逊数RiRi来判断来判断 RiRi11，有利于扰动发展产生低云，有利于扰动发展产生低云 （3 3）分析水汽条件）分析水汽条件4 4、扰动低云生消时间的预报、扰动低云生消时间的预报（1 1）分析天气形势）分析天气形势（2 2）考虑近地面逆温的破坏时间）考虑近地面逆温的破坏时间(当地面辐射逆温破坏当地面辐射逆温破坏)（3 3）考虑地面风速和风随高度的变化情况）考虑地面风速和风随高度的变化情况（4 4）考虑水汽条件）考虑水汽条件（5 5）指标站的应用）指标站的应用当空中有较明显的冷涡（或冷温中当空中有较明显的冷涡（或冷温中心）接近本站或控制本站上空心）接近本站或控制本站上空

14、 地面风速和风随高度有显著的地面风速和风随高度有显著的变化，则有利于扰动的发展变化，则有利于扰动的发展 低层湿度大，凝结高度低低层湿度大，凝结高度低时，低云往往出现得早，时，低云往往出现得早，消失得晚，云量也较多消失得晚，云量也较多 可利用历史资料统计本站上游可利用历史资料统计本站上游地区低云生消时间与本站低云地区低云生消时间与本站低云生消时间的关系，作为短时预生消时间的关系，作为短时预报参考报参考（四）对流低云的预报（四）对流低云的预报由于空气的对流作用而形成的低云，称为对流性低云由于空气的对流作用而形成的低云，称为对流性低云（简称对流云）（简称对流云）对流云按其成因一般可分为两大类：对流云

15、按其成因一般可分为两大类：1 1、由于锋面或空中槽等天气系统的动力抬升而形、由于锋面或空中槽等天气系统的动力抬升而形成的成的 。2 2、在气团内部，由于地面受热不均或地形动力抬、在气团内部，由于地面受热不均或地形动力抬升等原因而形成的升等原因而形成的 。积雨云 雷暴等强对流天气 积云 1 1、对流云形成的条件、对流云形成的条件 大气低层不稳定大气低层不稳定足够的水汽足够的水汽适当的抬升力适当的抬升力 凝结高度凝结高度对流上限对流上限凝结高度凝结高度对流上限对流上限2 2、对流云形成的预报、对流云形成的预报（1 1）分析天气形势）分析天气形势气旋后部或反气旋前部气旋后部或反气旋前部 气压梯度较小

16、或正在减弱的气压场中气压梯度较小或正在减弱的气压场中 有利于气流辐合的区域有利于气流辐合的区域 风速很小，白天风速很小，白天增温条件好，因增温条件好，因此，略有抬升，此，略有抬升，便会形成对流云便会形成对流云 是携带北方冷空气南下的是携带北方冷空气南下的地区，夏季冷空气南下后，地区，夏季冷空气南下后，低层因吸收地表的热量和低层因吸收地表的热量和水汽而使层结变为不稳定，水汽而使层结变为不稳定，所以容易形成对流云所以容易形成对流云（2 2）分析天气实况）分析天气实况（3 3）分析探空资料）分析探空资料山区首先有对流云生成和发展山区首先有对流云生成和发展 指标站 着重分析低层大气的稳定度和湿度情况着

17、重分析低层大气的稳定度和湿度情况 如果测站附近的山区对流发展不起来，那如果测站附近的山区对流发展不起来，那末，本站未来对流云发展的可能性更小。末，本站未来对流云发展的可能性更小。若山区已有对流云发展，并且不断发展增若山区已有对流云发展，并且不断发展增多时，未来本站上空将可能会有对流云产多时，未来本站上空将可能会有对流云产生和发展生和发展 如果预报当天的地面最高温度将高于如果预报当天的地面最高温度将高于对流温度时，就会有对流云出现，反对流温度时，就会有对流云出现，反之则不利于对流云的形成之则不利于对流云的形成 3 3、对流云生消时间的预报、对流云生消时间的预报在大陆上，一般在大陆上，一般9 91010时开始出现对流云，以时开始出现对流云，以后云量逐渐增多，云体垂直发展也逐渐旺盛，后云量逐渐增多，云体垂直发展也逐渐旺盛，午后午后2 24 4时达到最盛，傍晚逐渐消散。时达到最盛，傍晚逐渐消散。在海上，对流云的日变化与陆地上恰好相反，在海上，对流云的日变化与陆地上恰好相反，往往是在夜间形成，白天消散。往往是在夜间形成，白天消散。日变化规律：日变化规律：