水文氣象在防汛抗旱中的應用課件

1、水文氣象在防汛抗旱中的應用水文氣象在防汛抗旱中的應用提 綱引言一、氣象學科簡介二、氣象觀測系統(tǒng)三、氣候形成與中國氣候特點四、降水與天氣系統(tǒng)五、業(yè)務系統(tǒng)與數(shù)值天氣預報簡介提 綱引言 引言 水文氣象在防汛工作中的作用國家防總會商常規(guī)內容：雨情、水情、工情、旱情、人情信息調度、指示（批示）、宣傳水文氣象：最先匯報，必不可少 引言 水文氣象在防汛工作中的作用（續(xù)）水文氣象匯報：過去降雨、未來降雨預測及依據(jù)、臺風活動、歷史規(guī)律分析、建議未來防汛抗旱的主要關注點業(yè)務發(fā)展過程：1975年8月淮河暴雨洪水后，原水利電力部反思總結，一是全面開展了暴雨洪水的調查研究，二是加強了水情、氣象的業(yè)務化監(jiān)視工作開始組建了

2、水文水利調度中心，設立氣象業(yè)務部門，1994年并入水利部水利信息中心。1998年大水后重新設立水利部水文局目前，除部水文局外，流域機構設有水文氣象建制或配備人員（含丹江口等大型水利水電工程）2011年5月水利部水文情報預報中心成立，下設 3個 處（水情2、氣象1）（續(xù)）水文氣象匯報：一、氣象學科簡介氣象大氣中的物理與化學現(xiàn)象大氣科學關于大氣及其運動規(guī)律的科學地球系統(tǒng)大氣圈、水圈、巖石圈、冰雪圈、生物圈與水文、地質、地理等同屬地學（地球科學）一、氣象學科簡介氣象大氣中的物理與化學現(xiàn)象大氣運動特點流體流動性和不可壓縮性準地轉風向與等壓（高）線平行（高層明顯）準水平運動水平比垂直速度高兩個數(shù)量級大氣

3、運動特點流體流動性和不可壓縮性水汽與降水水汽壓與飽和水汽壓：飽和水汽壓隨溫度升高而升高汛期溫度高，降雨強度大凝結與云云分類與降水現(xiàn)象對流云、層云主要降水系統(tǒng)：氣旋（臺風）、鋒面、槽、切變（線）、急流、低壓水汽與降水水汽壓與飽和水汽壓：（續(xù)）降水水汽凝結成云滴，云滴碰撞增大而脫離云層，降落至地面，包括降雨、降雪、冰雹等降雨形成的重要條件水汽、上升運動動力抬升熱力抬升地形抬升（續(xù)）降水水汽凝結成云滴，云滴碰撞增大而脫離云層，降落至氣象預報發(fā)展階段：看云早期資料奇缺只看局地云況天氣圖傳統(tǒng)工具數(shù)值天氣預報（現(xiàn)代） 數(shù)值模式結果加人工智能修正氣象預報發(fā)展階段：二、氣象觀測系統(tǒng)1. 地面常規(guī)觀測人工氣象站

4、：4或8次/天常規(guī)觀測，全國2400多站要素包括降水量、蒸發(fā)量、濕度、氣溫、風速、風向、氣壓、地溫、能見度、天氣現(xiàn)象等自動氣象站：目前，全國約30000站 特點：空間密度大，時間間隔小二、氣象觀測系統(tǒng)1. 地面常規(guī)觀測（續(xù)1）2. 高空探測全國120站，每天2次；覆蓋全球探測高空氣溫、風向、風速、濕度從地面一直探測到平流層，至少10多公里（續(xù)1）2. 高空探測(續(xù)2)3. 氣象衛(wèi)星極軌、靜止、其它衛(wèi)星：靜止與極軌云圖：紅外與可見光常見：靜止衛(wèi)星紅外云圖(續(xù)2)3. 氣象衛(wèi)星衛(wèi)星：靜止與極軌常見：靜止衛(wèi)星紅外云圖（續(xù)3）4. 雷達探測半徑230km（150km）規(guī)劃全國將建設超過200部多普勒雷

5、達5. 海洋浮標類似地面觀測（續(xù)3）4. 雷達探測半徑230km（150km）三、氣候形成與中國氣候的特點（一）氣候的形成1.輻射溫度、降水隨緯度遞減（一級近似）2.地球自轉三圈環(huán)流（經(jīng)向垂直環(huán)流） （二級近似） 舉例：副高的形成及地球沙漠帶三、氣候形成與中國氣候的特點（一）氣候的形成1.輻射溫3.海陸分布緯向差異（三級近似）歐洲西岸比俄羅斯東岸同緯度冬季溫度高20度溫度對輻射的滯后氣溫、海溫3.海陸分布緯向差異（三級近似）溫度對輻射的滯后氣溫（續(xù)）4.大地形影響（四級近似） 如亞洲的青藏高原、美洲的落磯山脈5.Walker環(huán)流與厄爾尼諾現(xiàn)象（五級近似） 緯向垂直環(huán)流 赤道東太平洋海溫顯著升高

6、（續(xù)）4.大地形影響（四級近似）（二）中國氣候主要特點季風氣候降水量季節(jié)分布差異懸殊（汛期、非汛期）我國大部地區(qū)是，但新疆例外大陸性氣候氣溫年較差在同緯度最大（除沙漠）類型多樣赤道、熱帶、溫帶、寒帶；高原、沙漠、丘陵（二）中國氣候主要特點季風氣候降水量季節(jié)分布差異懸殊（汛要素特點氣溫自南向北遞減冬季南北差異最大年降水量大體上自南向北、自東向西遞減降雨量年際差異大，旱澇頻繁；暴雨強度大濕度與降水量基本一致，自東南向西北遞減要素特點氣溫自南向北遞減冬季南北差異最大我國降水時空分布特征年降水量 全國平均648mm400毫米: 漠河-張家口-蘭州-拉薩800毫米: 淮河-秦嶺長江流域:10001500

7、mm東南和華南大部:15002000mm華南及藏東南邊境: 2000mm最多: 臺灣 4000mm、藏東南最少: 柴達木、塔里木、吐魯番盆地 20mm以下，如新疆南疆我國降水時空分布特征年降水量 全國平均648mm我國主雨帶活動規(guī)律 4月6月上旬： 華南和江南南部 6月上中旬： 長江流域 7月上旬： 淮河流域 盛夏： 華北和東北 北抬較慢 南撤較快我國主雨帶活動規(guī)律 4月6月上旬： 華南和江四、降水與天氣系統(tǒng)四、降水與天氣系統(tǒng)天氣系統(tǒng)副高的形成前述“三圈環(huán)流”西北太平洋副高的活動特點我國主雨帶臺風活動及與副高的關系（強度、移速）西風帶槽、脊（低）槽（高）脊天氣系統(tǒng)副高的形成前述“三圈環(huán)流”（低

8、）槽（高）脊1、干旱天氣層面干旱的成因： （1）西風帶冷空氣不活躍，（2）大陸高壓控制；（3）冬季積雪偏少，融雪徑流量小2、洪水暴雨：盛夏短歷時強降雨參考雨量數(shù)值預報融雪：冬半年高原降雪形成積雪，遇盛夏突發(fā)高溫 參考500hPa高空場（探空站）溫度、溫度數(shù)值預報冰湖潰決：西藏廳、防辦近年關注多洪旱與氣象的聯(lián)系1、干旱天氣層面洪旱與氣象的聯(lián)系五、業(yè)務系統(tǒng)與數(shù)值天氣預報簡介內網(wǎng) 1/五、業(yè)務系統(tǒng)與數(shù)值天氣預報簡介內網(wǎng) http:/10氣象傳真產(chǎn)品日本：（1）臺風、副高、降水、流線預報 （2）中長期預報信息：海洋等歐洲：500hPa形勢預報副高、經(jīng)/緯向環(huán)流中國：（ T639/T213另有顯示方式）

9、 格點化降水預報“天眼”業(yè)務系統(tǒng)簡介氣象傳真產(chǎn)品日本：（1）臺風、副高、降水、流線預報“天眼”業(yè)目前業(yè)務常用的有：歐洲中心高空形勢預報日本降雨量預報中國全部要素數(shù)值天氣預報簡介10月12日20時例：歐洲中心500hPa形勢預報圖副高目前業(yè)務常用的有：數(shù)值天氣預報簡介10月12日20時例：歐洲數(shù)值產(chǎn)品現(xiàn)狀與評價歐洲中心的高空形勢預報7-8天；較準確日本氣象廳的降雨量預報6天；前4天較準中國氣象局的降雨量預報4-5天可用；準確率略次于日本的同類產(chǎn)品以上是對汛期而言的。數(shù)值產(chǎn)品現(xiàn)狀與評價歐洲中心的高空形勢預報7-8天；較準確氣象學基本方程最基本的是三類：（1）連續(xù)方程流體力學（2）運動方程運動力學（

10、3）熱力方程熱力學其它（描述土壤等邊界層的）氣象學基本方程最基本的是三類：求解問題復雜的偏微分方程組沒有解析解解的存在性、唯一性（或解的個數(shù)）目前在理論上都沒有解決天氣學處理：比較量級，簡化方程求解數(shù)值解的穩(wěn)定性與算法設計有關求解問題復雜的偏微分方程組若干理論問題邊界條件計算時間與空間步長集合預報概率論預報產(chǎn)品的有效時效全球模式與區(qū)域模式四維同化技術初始場降雨量數(shù)值天氣預報，為延長洪水預見期帶來曙光！若干理論問題邊界條件全球模式與區(qū)域模式降雨量數(shù)值天氣預報，為混沌現(xiàn)象與預報準確率公認大氣中存在混沌現(xiàn)象預報準確率的提高不以100%為漸近線數(shù)值解永遠有出錯的可能不是誤差目前數(shù)值擾動試驗：降水場可能是雙解單站降水預報的評估：空報率與漏報率預報時效：超短時、短時、短期、中期、長期、氣候混沌現(xiàn)象與預報準確率公認大氣中存在混沌現(xiàn)象相關公共網(wǎng)址日本氣象廳：http:/tenki.jp/typhoon/ 臺風預報香港天文臺：.hk/wxinfo/currwx/tc_posc.