1、第二节第二节 气温的预报气温的预报1、低温对航天发射的影响 Case 1：强冷空气夹带的低温是航天器升空的障碍。1986年1月28日，美国“挑战者号”后天飞机升空后，在大约14000米高空爆炸解体，机上7名航天员全部遇难，酿成了世界航天史上最大的惨剧。当年“挑战者”号的发射时间从前一年（1985年）的夏天推迟到了次年的1月28日，为航天飞机生产密封圈的厂家提醒，低温会使密封圈变硬，可能导致密封圈失灵。但是这一提醒并没有引起人们的注意，最终，“挑战者”号因为燃料泄漏发生爆炸。Case 2：2002年年底，酒泉卫星发射中心气温骤降至-30以下，创历史之最。当时“神舟”四号正整装待发。飞船发射时能承
2、受的最低温度有一定的限制，该不该如期发射飞船？经过综合分析，指挥部决定12月30日凌晨发射。因为当时天气预报，30日气温暂时回升，而从31日起，又将出现寒流。最后的结果证明，这一果断的决定是正确的。2、气温对飞机飞行的影响（1）对飞机性能的影响 南京某机场1992年7月31日，民航飞机失事，飞机起飞拉不起来，撞到堤坝上断为三截。原因：气温过高，发动机推力不够。关键：温度、水汽。水汽由于气温下降凝成水滴，如温度到达冰点以下仍然是液体，这些水滴便成为积冰的原料。(一)在低空时，因水滴受到扰动而积结于机身表面，而成为积冰。明冰是较大的水滴在机身上迅速增加而形成，它的形成在冰点和冰点以下四度之间最为迅
3、速。在此以上的高度会形成雾淞与混合冰，雾淞较明冰轻，但能使机翼形状改变而减低其浮力。混合冰通常比较少见。(二)在高空也有积冰情况，但不如低空积冰普遍与严重。它可以在机翼上或引擎上很快形成，在这高度上的积冰但以雾淞居多，偶而为明冰。（2）空中温度过低，飞机积冰。运12型飞机上安装着云粒子测量系统的探头;飞机在过冷云区飞行过程中，测量的探头出现了很厚积冰;飞机着陆后，测量积冰厚度为6厘米，前支柱上积冰厚度为4毫米容易产生积冰的时间和地区容易产生积冰的时间和地区l季节：主要出现在冬半年季节：主要出现在冬半年l高度：高度：5000米以下，米以下，3000米左右最大米左右最大l温度：通常形成于温度：通常
4、形成于0-20范围内（范围内（80）；强积冰多发生在）；强积冰多发生在-2-10范围内范围内l地区：锋面附近或穿越锋区时积冰的地区：锋面附近或穿越锋区时积冰的l 概率较大概率较大（3）对人员战斗力的影响。高温疲劳、中暑低温感冒、冻伤一、影响气温变化的因子dtdQcrrTVtTpd1)(平流项 垂直运动项 非绝热作用项 3、低层大气稳定度 2、风的影响1、云的影响4、地表的干湿 5、城市热岛效应 二、地面气温的预报(一)最低气温的预报1、经验法 2、比较法 3、利用夜间降温量进行定量查算 4、利用“指标站”预报最低温度 5、应用统计方法作定量预报 最低气温值的大小和出现时间，通常随季节季节和天气
5、条件天气条件的改变而不同。如在预报时效内，天气形势稳定少变天气形势稳定少变，预报区内受同一性质的气团控制，则一般气温变化比较和缓，日变化比较明显，此时可根据预报气团内部气温变化的经验来预报最低气温。如在预报时效内，有锋面过境锋面过境，气温将急剧的变化，则根据锋面强度和移速，综合分析冷暖平流强度和非绝热因子对最低温度的影响。然后根据预报经验作出最低气温的预报。1、经验法 2、比较法 天气形势比较稳定 以当日早晨的最低气温为参考值 比较今晚将出现的天气状况和昨晚天气实况 定性地预报最低气温 3、利用夜间降温量进行定量查算 TTT18min例如：南京4月某日18时的气温为15，预报当晚为多云无风，从
6、表中查得夜间降温量为7，则预报次日早晨最低气温为：Tmin=15-7=8夜间降温量制成查算图 4、利用“指标站”预报最低温度 以冷锋过境为例：（1）距冷锋后8个纬距以外测站的T24值，作为该冷锋过境后降温量。（2）固定的指标站 当有锋面过境时，预报气温就当有锋面过境时，预报气温就不能单纯考虑日变化，而应该不能单纯考虑日变化，而应该考虑冷暖平流作用，在实际预考虑冷暖平流作用，在实际预报中，通常不计算平流强度，报中，通常不计算平流强度，而是以锋后测站的而是以锋后测站的24小时变温小时变温（T24）来判断平流强度的）来判断平流强度的 例如，根据历次冷空气过境后例如，根据历次冷空气过境后的资料统计，得
7、知指标站的的资料统计，得知指标站的T24比本站比本站T24平均要低平均要低2。这样，如果某次冷锋过指标。这样，如果某次冷锋过指标站的站的T24是是-8，则可预报冷，则可预报冷锋过本站后的锋过本站后的T24为为-6。5、应用统计方法作定量预报 例：江西赣州站24小时最低气温回归方程为：Y=70.751+0.917X1+0.059X2其中X1是T106数值预报产品中850hPa的格点温度值;X2是1000hPa格点的南北风分量值。(二)最高气温的预报1、利用比较法定性判断2、利用统计资料和点聚图表3、利用850hPa探空资料4、应用统计方法作定量预报比较最近几天的最高气温的变化，分析这种变化的原因
8、，然后在天气形势预报的基础上，综合分析有关因子的影响，根据经验大致地判断出未来的最高气温。1、利用比较法定性判断2、利用统计资料和点聚图表T日际=Tl+T2+T3T1：白天的低云量日际变化引起的变温T2：风向日际变化引起的变温T3：降水引起的变温(当日最高气温与次日最高气温之差)Tmax明日=Tmax 今日+T日际1086420-2-4-6-8-10-10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10北京6月T1查算表例子：北京6月份最高气温预报 Tl=-4.4 T2的值按三种情况分别统计:当白天风向的日际变化由偏北转向偏南(风速2-5m/s)时，T2-3，当风向由偏南转向偏北时T2-2，风向无明
9、显变化时T20 T3的值则用T3=Ct求得，这里t为降水时数，C为系数。当06-16时内有降水时，C=-0.3/时，当06时前有降水时，C=-0.1时 低云日际变化值由低云日际变化引起的温度变化值3、利用850hPa探空资料Tmax=T850+(H850-h)d其中Tmax为当天最高气温，T850为早晨850hPa 上的气温，H850为850hPa的高度，h是本站海拨高度。再根据经验作出订正：如天空有云风很小，或地表潮湿等4、应用统计方法作定量预报例：江西赣州站24小时最高气温Y=139.1332+3.0058X1 2.10X2+0.0704X3 其中X1是T106数值预报产品中850hPa的
10、格点温度值，X2是1000hPa格点的南北风分量，X3是1000hPa的温度值。（三）空中气温的预报 空中气温的变化主要是由温度平流和垂直运动造成的温度绝热变温作用引起的 1、利用平移法求算空中气温 2、利用单站测风资料求算平流变温量 3、利用数值预报输出资料 1、利用平移法求算空中气温（1）求出温度平流引起的变温量（2）求出与冷暖平流相伴随的垂直运动引起的变温订正 在某等压面上，设B处的气温(TB)经过t时间后，平流到本站A，使本站气温(TA)发生变化，其变化量(TB-TA)就是A站在t时间内的平流变温量。例如根据图12-7的形势，求出A站12小时后的空中温度；首先由A站的风记录(SW8m/
11、s=346km/12小时)，从A点沿气流相反方向移动346千米，得B点，则B点的气温TB=-13即是未来12小时后A点的气温。这里A点在12小时内的平流变温量为：TBTA=-13-(-20)=7即A站预报的空中气温为-20+7=-13AB-20-16-12 -12 10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12108642-2-4-6-8-10平流变温量变温订正值北京变温订正查算图 由于空中冷平流伴随出现下沉运动，可以使气温升高，而暖平流伴随出现上升运动，可以使气温降低。因此，对于空中气温的预报，除了考虑冷暖平流引起变温量以外，还应考虑由于冷暖平流相伴随出现的垂直运动而引起的变温量。北京
12、地区根据700hPa历史资料统计出，温度平流变温量与垂直运温度平流变温量与垂直运动引起变温量的数量关系动引起变温量的数量关系(见图12-8)。这样在求得温度平流基础上，再进行垂直运动引起的变温订正，可以作出较正确的空中气温预报。例如，预报北京700hPa上空12小时后的平流变温为+7，由图中查得订正值为-4，则订正后的变温量为+3，将此值与起始值相加，即得预报的空中气温。2、利用单站测风资料求算平流变温量根据摩擦层上大气中，由热成风来计算某一气层的平流变温量的绝对值根据摩擦层上大气中，由热成风来计算某一气层的平流变温量的绝对值 dTmmVVZTgftT平流式中t为时间变化，Z为气层的厚度,Tm
13、为该气层的平均温度，VT为该气层的热成风速，Vd为垂直于热成风的实际风分量 例如某日测得单站空中风分布如图12-9分布，图中从D到E气层中，Z=1000米，热成风DE和垂直于热成风的地转风分量OR，可用风速标尺量取，分别为9ms和3ms。该测站纬度为30N，则f=2sin=73X10-5秒-1，气层的平均温度可从当时的探空记录中求得，假设其值为270，取g=9.8ms2 .将这些数值代入，并取t=12小时,即求得12小时内的平流变温量的绝对值T12=2 用单站测风资料求算平流变温量1814106oDERVt27090tVVzTgfTdTm123.2)360012(3910002708.9103
14、.75EDVV 地转风 例如某日测得单站空中风分布如图12-9分布，图中从D到E气层中，Z=1000米，热成风DE和垂直于热成风的地转风分量OR，可用风速标尺量取，分别为9ms和3ms。该测站纬度为30N，则f=2sin=73X10-5秒-1，气层的平均温度可从当时的探空记录中求得，假设其值为270，取g=9.8ms2 .将这些数值代入，并取t=12小时,即求得12小时内的平流变温量的绝对值T12=2 由于这一气层风向随高度逆时针旋转,说明有冷平流，平流变温为负T=2；将此值加上初始气温值，即为预报的空中气温。3、利用数值预报输出资料 目前各气象中心发布的数值预报产品都有高层温度场的预报，并且随着近年来正确率的大幅度提高，在实际工作中只要稍微加以订正即可直接对外公布。數值天氣預報產品數值天氣預報產品歐洲中期天氣預報中心歐洲中期天氣預報中心英國氣象局英國氣象局香港天文台香港天文台日本氣象廳日本氣象廳美國國家環境預報中心美國國家環境預報中心 谢谢谢谢
