1、第六章第六章 热带天气系统的云图分析热带天气系统的云图分析 卫星云图在热带天气分析中发挥了很大的卫星云图在热带天气分析中发挥了很大的作用,有了云图以来,热带洋面上的热带气旋作用,有了云图以来,热带洋面上的热带气旋几乎无一漏掉几乎无一漏掉。热带天气系统:热带云团热带天气系统:热带云团,热带辐合带(热带辐合带(ITCZ),东风波东风波,大洋中部高空冷涡(大洋中部高空冷涡(TUTT),赤道反气旋赤道反气旋,热带气旋热带气旋,副热带高压(半热带系统)。副热带高压(半热带系统)。第一节第一节 热带天气系统云系热带天气系统云系 热带云团热带云团 热带辐合带(热带辐合带(ITCZ)东风波东风波 大洋中部高空
2、冷涡(大洋中部高空冷涡(TUTT)赤道反气旋赤道反气旋 副热带高压副热带高压一一.热带云团热带云团 热带洋面上的积雨云,大小约热带洋面上的积雨云,大小约20100平平方公里,占热带洋面到方公里,占热带洋面到20%;结构:流人层,;结构:流人层,垂直上升层,流出层;垂直上升层,流出层;10%发展为热带气旋发展为热带气旋;季风云团、信风云团、爆米花云团;变化特季风云团、信风云团、爆米花云团;变化特征:风暴前、发展、保守消亡云团;垂直上征:风暴前、发展、保守消亡云团;垂直上升强,风垂直切变小升强,风垂直切变小,气旋性水平风切变,气旋性水平风切变,云底辐合、正涡度,云底辐合、正涡度,水气辐合,高空辐,
3、水气辐合,高空辐散,负涡度。散,负涡度。图图7-1 热带云团示意图热带云团示意图20100km2热带云团热带云团二二.热带辐合带云系(热带辐合带云系(ITCZ)热带辐合带是北半球东北风与南半球东南风或北热带辐合带是北半球东北风与南半球东南风或北半球东北风与赤道高压北侧的西南风之间的辐合;积半球东北风与赤道高压北侧的西南风之间的辐合;积状云构成的平行于赤道的大型云带,有时呈波状、叉状云构成的平行于赤道的大型云带,有时呈波状、叉状;热带气旋的源地;分活跃期和衰弱期。状;热带气旋的源地;分活跃期和衰弱期。图图7-2热热带带辐辐合合带带流流畅畅热带辐合带云系(热带辐合带云系(ITCZ)三三.东风波云系
4、东风波云系 副热带高压南侧的热带波动,积状云,有副热带高压南侧的热带波动,积状云,有15%的能发展为热带气旋,常表现为倒的能发展为热带气旋,常表现为倒V形、逗形、逗点状涡旋、积云团。点状涡旋、积云团。四四.大洋中部高空冷涡(大洋中部高空冷涡(TUTT)位于大洋中部,形成于副热带高压和赤道反位于大洋中部,形成于副热带高压和赤道反气旋之间的高空冷性气旋性涡旋;常表现为半月气旋之间的高空冷性气旋性涡旋;常表现为半月形云区,中心少云或无云,积状云区分布在中心形云区,中心少云或无云,积状云区分布在中心以外以外200400km的东的东东南东南南部;常为热带气南部;常为热带气旋的发展提供有利的高空辐散场,只
5、有非常少的旋的发展提供有利的高空辐散场,只有非常少的冷性涡旋会扰动加强为热带气旋。冷性涡旋会扰动加强为热带气旋。五五.赤道反气旋赤道反气旋 又称赤道缓冲带或赤道无风带,晴空无云;又称赤道缓冲带或赤道无风带,晴空无云;从南半球向北推进的气流经过推进、转向、切从南半球向北推进的气流经过推进、转向、切断、混合、爆发和相互作用阶段形成。断、混合、爆发和相互作用阶段形成。六六.副热带高压副热带高压 强:晴空无云,弱:在晴空背景上有少量强:晴空无云,弱:在晴空背景上有少量稀疏的积状云。稀疏的积状云。第二节第二节 热带气旋云图分析热带气旋云图分析1热带气旋云型热带气旋云型 眼、中心稠密云区、环绕中心稠密云区
6、的螺旋云带、后部的拖眼、中心稠密云区、环绕中心稠密云区的螺旋云带、后部的拖曳云区。曳云区。眼眼中心稠密云区中心稠密云区螺旋云带螺旋云带无眼强台风无眼强台风与西风槽结合北上的台风与西风槽结合北上的台风二二.热带气旋的发生发展和衰弱热带气旋的发生发展和衰弱 1、热带气旋的生成、热带气旋的生成 在热带洋面上有一个初始的热带扰动在热带洋面上有一个初始的热带扰动(热带云团存在,(热带云团存在,生成洋面温度生成洋面温度26.5度,度,在离赤道在离赤道5度以外的洋面,度以外的洋面,低空有辐合流入气流,低空有辐合流入气流,高空有明显的辐散气流,高空有明显的辐散气流,风的垂直切变小风的垂直切变小2、热带气旋的发
7、展加强、热带气旋的发展加强 热带气旋处在发展阶段,云形由不规则逐渐变圆,云区范围热带气旋处在发展阶段,云形由不规则逐渐变圆,云区范围 变大,环流中心越来越明显,变大,环流中心越来越明显,低空在热带气旋云区的偏南方向有大量的对流云、以与热带低空在热带气旋云区的偏南方向有大量的对流云、以与热带气旋中心云区较大交角流入中心云区,气旋中心云区较大交角流入中心云区,高空至少在大于高空至少在大于180度的范围有由卷云羽表示的明显的辐散度的范围有由卷云羽表示的明显的辐散流出气流,流出气流,热带气旋云系移入热带季风云区或与季风云团合并或与移动热带气旋云系移入热带季风云区或与季风云团合并或与移动前方的其它对流云
8、团合并,前方的其它对流云团合并,远离极锋系统云系远离极锋系统云系25个纬距以上。个纬距以上。3、热带气旋的衰弱、热带气旋的衰弱 (与发展加强的情况相反)与发展加强的情况相反)三三.热带气旋定位和强度估计热带气旋定位和强度估计 1、热带气旋定位:依据热带气旋中心的大小、形、热带气旋定位:依据热带气旋中心的大小、形状、结构(几何中心),中心稠密云区中明亮强对流云状、结构(几何中心),中心稠密云区中明亮强对流云的中心,螺旋云带的曲率中心,云区边界的积云线曲率的中心,螺旋云带的曲率中心,云区边界的积云线曲率中心,云区边界特黑区的中心。中心,云区边界特黑区的中心。2、热带气旋强度估、热带气旋强度估计:依
9、据热带气旋中心眼计:依据热带气旋中心眼区的有、无,眼区范围大区的有、无,眼区范围大小、形状、眼区温度;中小、形状、眼区温度;中心稠密云区范围大小,云心稠密云区范围大小,云顶温度;螺旋云带的有无、顶温度;螺旋云带的有无、多少,云带顶温度;螺旋多少,云带顶温度;螺旋云带环绕中心稠密云区的云带环绕中心稠密云区的程度。程度。热带气旋弯曲云带型逐日演变过程热带气旋弯曲云带型逐日演变过程 TS方法估计热带气旋的强度方法估计热带气旋的强度 1、思路:、思路:热带气旋云系特征表示了气旋热力和动力热带气旋云系特征表示了气旋热力和动力发展演变过程的基本思想,设想热带气旋中心眼区的有、发展演变过程的基本思想,设想热
10、带气旋中心眼区的有、无,眼区范围大小、形状、眼区温度;中心稠密云区范围无,眼区范围大小、形状、眼区温度;中心稠密云区范围大小,云顶温度;螺旋云带有无、多少,云带顶温度;螺大小,云顶温度;螺旋云带有无、多少,云带顶温度;螺旋云带环绕中心稠密云区的程度能表示热带气旋发展的强旋云带环绕中心稠密云区的程度能表示热带气旋发展的强度,利用历史资料分析,统计给出各种不同云系特征定量度,利用历史资料分析,统计给出各种不同云系特征定量指数,再用历史资料建立计算指数,再用历史资料建立计算TS指数与热带气旋强度之间指数与热带气旋强度之间的统计方程和查算表估计热带气旋强度。的统计方程和查算表估计热带气旋强度。2、方法
11、、方法:TS=TA+TB+TC+TD TA:热带气旋环流中心(:热带气旋环流中心(CSC)指数)指数 TB:热带气旋中心稠密云区(:热带气旋中心稠密云区(CDO)指数)指数 TC:环绕热带气旋的螺旋云带指数:环绕热带气旋的螺旋云带指数 TD:热带气旋云带环绕环流中心紧密度指数:热带气旋云带环绕环流中心紧密度指数 热带气旋环流中心(热带气旋环流中心(CSC)特征指数)特征指数TA的计算的计算 TA=TA1+TA2 当热带气旋没有眼时利用热带气旋环流中心相对热带气旋中心稠当热带气旋没有眼时利用热带气旋环流中心相对热带气旋中心稠密云区的位置计算密云区的位置计算TA,即,即TA=TA1;有眼时,计算眼
12、的指数;有眼时,计算眼的指数TA=TA2,TA2=TA2S+TA2D+TA2T,式中,式中TA2S是眼的形状指数,是眼的形状指数,TA2D是眼的大小是眼的大小指数,指数,TA2T是眼区温度指数。是眼区温度指数。CSC相对于强对流稠密云区的位置相对于强对流稠密云区的位置 指数指数TA1CSC在强对流稠密云区之外在强对流稠密云区之外1.0CSC在强对流稠密云区边沿在强对流稠密云区边沿1.5CSC在强对流稠密云区之内(距云区边沿在强对流稠密云区之内(距云区边沿 1.0纬距)纬距)2.8CSC在强对流稠密云区之内(距云区边沿在强对流稠密云区之内(距云区边沿 1.0纬距)纬距)4.0CSC在强对流稠密云
13、区中心在强对流稠密云区中心4.5表表7-1 热带气旋环流中心特征指数热带气旋环流中心特征指数TA1表表7-2 热带气旋眼特征指数热带气旋眼特征指数TA2眼形状眼形状指数指数TA2S眼区直径(眼区直径(lat No)指数指数TA2D眼区温度(眼区温度(c)指数指数TA2T螺旋眼3.00.00.31.0202.2不规则3.50.40.70.520122.0圆 眼4.00.70.21151.8TA2=TA2S+TA2D+TA2T4-321.5-33-451.0-45-560.7-57-740.4 热带气旋中心稠密云区(热带气旋中心稠密云区(CDO)特征指数)特征指数TB的计算的计算 TB=TB1+T
14、B2 式中式中TB1是是CDO云区云顶的最低温度指数,云区云顶的最低温度指数,TB2是是CDO云区面积指云区面积指数。数。当热带气旋没有中心稠密云区时,当热带气旋没有中心稠密云区时,TB=0。表7-3 热带气旋中心稠密云区(热带气旋中心稠密云区(CDO)特征指数)特征指数TB CDO云顶的云顶的最低最低 温度(温度(c)指数指数TB1 CDO的面积的面积(lat No)面积面积TB2-45-561.0150.5-57-731.56100.8-74-802.011151.2-812.516201.5 TB=TB1+TB2 202.0 热带气旋螺旋云带特征指数热带气旋螺旋云带特征指数TB的计算的计
15、算 TC=TC1+TC2式中式中TC1是螺旋云带云顶的最低温度指数,是螺旋云带云顶的最低温度指数,TB2是螺旋云带数指数。是螺旋云带数指数。表7-4 热带气旋螺旋云带特征指数热带气旋螺旋云带特征指数TB螺旋云带云顶的最低温度(螺旋云带云顶的最低温度(c)指数指数TC1螺旋云带数(圈)螺旋云带数(圈)指数指数TB2-33-451.011.0-45-561.521.5-57-732.032.0-74-802.542.5-813.0环流中心有强对流环流中心有强对流稠密云带稠密云带3.5TC=TC1+TC2 计算总计算总TS指数和估计热带气旋强度指数和估计热带气旋强度 求求TS=TA+TB+TC+TD
16、,根据历史资料建立计算根据历史资料建立计算TS指数与热带气旋强度之间的统计方程和查算表:指数与热带气旋强度之间的统计方程和查算表:VMAX=-36.1002+6.0558 TS 热带气旋云带环绕环流中心紧密度特征指数热带气旋云带环绕环流中心紧密度特征指数TD的的 计算计算 TD是热带气旋云带环绕环流中心结构的指数是热带气旋云带环绕环流中心结构的指数表7-5 热带气旋紧密度特征指数热带气旋紧密度特征指数TD螺旋云带数(圈螺旋云带数(圈)0.51.01.52.02.53.0指数指数TD0.51.01.52.02.53.0表表7-6 最大风速与最低海平面气压的关系最大风速与最低海平面气压的关系最大风
17、速最大风速(m/s)最低海海平面气压最低海海平面气压(hpa)()(014 N)最低海海平面气压最低海海平面气压(hpa)(1525 N)最低海海平面气压最低海海平面气压(hpa)(25 N)151000100099920995994993259889879863098198097935974972970409659639614595795495150947944940559379339296092792291765916911904709058998917589388697780881873863858698608499085684683395842831818100829817802 热带
18、气旋的强度估计举例热带气旋的强度估计举例 1983年年11月月4日在我国东海有一强热带气旋,有眼,日在我国东海有一强热带气旋,有眼,TA=4.0(圆眼)(圆眼)+2.0(眼区温度为(眼区温度为12 20 c)=6.0TB=2.0(CDO最低云顶温度最低云顶温度-74-80 c)+0.5(CDO 的面积的面积15lat)=2.5TC=2.5(螺旋云带最低云顶温度(螺旋云带最低云顶温度-74-80 c)+3.5 (中心为强对流稠密云带)(中心为强对流稠密云带)=6.0TD=3.0(螺旋云带数(螺旋云带数3.0)TS=TA+TB+TC+TD=4.0+2.5+6.0+3.0=17.5 VMAX=-36
19、.1002+6.0558 17.5=69.0m/s查表查表7-6得:最低海平面气压得:最低海平面气压P=899hpa 实际观测值为实际观测值为VMAX=65.0m/s,Pmin=896hpa.热带气旋强度估计流程热带气旋强度估计流程热带气旋强度估计热带气旋强度估计 1、西、西 行行 类类 2、西北行、西北行 3、北上类、北上类 4、东北类、东北类四四.热带气旋移动热带气旋移动 热带气旋的移动受到环境云场的影响和自身与云形特征的制约,热带气旋的移动受到环境云场的影响和自身与云形特征的制约,当二者不一致时,应考虑自身与云形特征预报未来的移动方向和位置。当二者不一致时,应考虑自身与云形特征预报未来的
20、移动方向和位置。1、依据环境云场特征预报热带气旋的移动、依据环境云场特征预报热带气旋的移动环境云场对热带气旋的影响环境云场对热带气旋的影响13 20WJ 1215JJ西西 东东大 于10WJ10个 1520WJ611WJ613WJ(PJ 8.8WJ)610WJ GG 2、依据热带气旋自身云系特征预报其移动、依据热带气旋自身云系特征预报其移动 向其长轴方向移动;向其长轴方向移动;向其云区强稠密云区方向移动;向其云区强稠密云区方向移动;呈呈“9”字型的热带气旋西行;字型的热带气旋西行;呈呈“6”字型的热带气旋北上或转向;字型的热带气旋北上或转向;由热带气旋云区长轴的旋转判断其移向。由热带气旋云区长轴的旋转判断其移向。第三节第三节 降水强度估计降水强度估计Scofield和和Oliver的降水估计流程的降水估计流程