地縣級(jí)氣象業(yè)務(wù)培訓(xùn)

地縣級(jí)氣象業(yè)務(wù)培訓(xùn)——天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)知識(shí)2023年2月6日鄒建新第一部分：天氣學(xué)原理基礎(chǔ)知識(shí)大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征大氣環(huán)流基本型天氣圖常識(shí)（高空、地面填圖，Tln-P）常見(jiàn)天氣系統(tǒng)的基本概念（氣團(tuán)、鋒面、切變線、輻合線）大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力—真實(shí)力氣壓梯度力：當(dāng)氣壓分布不均勻時(shí)單位質(zhì)量氣塊上受到的凈壓力大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力—真實(shí)力氣壓梯度力的方向大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力—真實(shí)力氣壓梯度力的特點(diǎn)1.氣壓梯度力是由氣壓分布不均勻引起的2.氣壓梯度力的方向指向-ΔP方向（由高壓指向低壓）3.氣壓梯度力的大小與氣壓梯度成正比與空氣的密度成反比，等壓線越密集，氣壓梯度越大

在同樣的氣壓梯度下，高空風(fēng)比低空風(fēng)大大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力—真實(shí)力地心引力：牛頓運(yùn)動(dòng)定律，宇宙中任何兩物體之間都具有引力，其大小與兩物體質(zhì)量乘積成正比，與兩者之間的距離成反比。大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力—真實(shí)力摩擦力：粘滯力是由空氣分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的動(dòng)量交換。與風(fēng)速垂直切邊成正比總摩擦力大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力—真實(shí)力摩擦力的特點(diǎn)大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力—視示力（一種假象的力）慣性離心力：不是真實(shí)的力，為了在非慣性坐標(biāo)系中研究物體的運(yùn)動(dòng)，而又能應(yīng)用牛頓第二定律來(lái)解釋物體的運(yùn)動(dòng)。與向心力大小相等，方向相反大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力—視示力（一種假象的力）地轉(zhuǎn)偏向力：在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中觀察空氣的運(yùn)動(dòng)時(shí)所呈現(xiàn)的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的偏向加速度而引起的一種視示力。VA大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征

影響大氣運(yùn)動(dòng)的作用力—視示力（一種假象的力）地轉(zhuǎn)偏向力的特點(diǎn)：Tln-P第二部分：預(yù)報(bào)思路的建立什么是預(yù)報(bào)思路怎樣建立預(yù)報(bào)思路一個(gè)優(yōu)秀的預(yù)報(bào)員應(yīng)具備的素質(zhì)不僅天氣預(yù)報(bào)要準(zhǔn)確，還要能解釋為什么？即能自圓其說(shuō)；不僅能給同行解釋?zhuān)€要能用通俗易懂的例子給普通大眾解釋為什么；不僅能深入淺出地解釋?zhuān)€要能發(fā)現(xiàn)、并提出問(wèn)題，進(jìn)而能提煉、升華為科學(xué)問(wèn)題。要達(dá)到此境界，一個(gè)必須面臨的基本問(wèn)題就是“預(yù)報(bào)思路”的建立問(wèn)題。一、什么是預(yù)報(bào)思路？從整體（或全局、宏觀）考慮：一是能夠追蹤單層等壓面上的影響天氣系統(tǒng)的連續(xù)（符合大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律：路徑連續(xù)、移速符合季節(jié)變化）演變趨勢(shì)，包括過(guò)去的路徑、現(xiàn)在的位置、未來(lái)的去向，即就是了解過(guò)去、把握現(xiàn)在、預(yù)測(cè)未來(lái)?？梢杂孟到y(tǒng)動(dòng)態(tài)圖來(lái)解決。二是能夠追蹤高、中、低空三維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，依據(jù)兩個(gè)診斷方程（垂直運(yùn)動(dòng)方程、位勢(shì)傾向方程）原理，用溫度平流、渦度平流、差動(dòng)溫度渦度平流等，分析追蹤系統(tǒng)的動(dòng)向及發(fā)展變化。用綜合系統(tǒng)動(dòng)態(tài)圖來(lái)解決。

從宏觀上把握天氣過(guò)程，即根據(jù)各層系統(tǒng)的移動(dòng)速度、強(qiáng)度變化，能判斷將來(lái)會(huì)出現(xiàn)什么性質(zhì)的天氣（前傾槽的強(qiáng)對(duì)流、后傾系統(tǒng)的穩(wěn)定降水，雨雪轉(zhuǎn)換等等）。從部分（微觀）考慮對(duì)于某個(gè)影響系統(tǒng)，能根據(jù)系統(tǒng)溫壓風(fēng)濕三維結(jié)構(gòu)判斷不同部位的不同天氣，能區(qū)分、辯明影響系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的天氣區(qū)及其發(fā)展變化。用概念模型來(lái)解決。數(shù)值預(yù)報(bào)只給出環(huán)流、降水量，不能給出是什么性質(zhì)、類(lèi)型的降水。而這方面判斷就要靠概念模型和平時(shí)積累的經(jīng)驗(yàn)。

明確了“預(yù)報(bào)思路”的含義后，就知道天氣與影響系統(tǒng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)移動(dòng)速度、強(qiáng)度等有關(guān)。能把系統(tǒng)的來(lái)龍去脈、強(qiáng)度變化弄明白，就具有明確、清晰的預(yù)報(bào)思路。二、如何建立預(yù)報(bào)思路？短期天氣預(yù)報(bào)思路

短期天氣是指0-3天的天氣及要素預(yù)報(bào)。主要根據(jù)三維稠密觀測(cè)數(shù)據(jù)（地面、高空、衛(wèi)星、雷達(dá)等），依靠數(shù)值預(yù)報(bào)模式（歐洲中心、日本、美國(guó)、T639、WRF等），結(jié)合預(yù)報(bào)員的經(jīng)驗(yàn)（各類(lèi)天氣的概念模型、數(shù)值預(yù)報(bào)釋用、對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的使用能力）做出預(yù)報(bào)。（一）分析了解大環(huán)流背景。大環(huán)流背景就是從宏觀上分析大的影響天氣系統(tǒng)。大環(huán)流形勢(shì)可以判斷近期天氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性，即天氣的變化快慢。大環(huán)流形勢(shì)有：緯向型、經(jīng)向型，兩槽一脊、兩脊一槽、東高西低、西高東低型等。（二）從高空-地面分析大尺度影響天氣系統(tǒng)。常見(jiàn)的大尺度天氣系統(tǒng)有：長(zhǎng)波槽脊、氣團(tuán)（物理屬性相對(duì)均勻的大塊空氣。熱力分類(lèi)：冷氣團(tuán)、暖氣團(tuán)；地理分類(lèi)：變性極地氣團(tuán)、熱帶大陸氣團(tuán)、熱帶太平洋氣團(tuán)-對(duì)流性、赤道氣團(tuán)-季風(fēng)氣團(tuán)）、鋒（冷鋒-I型冷鋒、II型冷鋒，暖鋒，靜止鋒，錮囚鋒）、氣旋、反氣旋、低渦、急流、切變線等。冷鋒：冷氣團(tuán)推動(dòng)鋒面向暖氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)。兩類(lèi)冷鋒的區(qū)別I型冷鋒：也稱(chēng)緩行冷鋒，高空為后傾槽結(jié)構(gòu)，鋒面云系多為層狀，降水較均勻，范圍大。II型冷鋒：也稱(chēng)急行冷鋒，鋒面移動(dòng)快，高空為前傾槽結(jié)構(gòu)，鋒面云系多對(duì)流性積云，降水呈陣性，天氣劇烈。暖鋒：暖氣團(tuán)推動(dòng)鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)。鋒面范圍廣，空氣濕度大，降水區(qū)域?qū)?，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。地面鋒線移過(guò)本地后，天氣逐漸晴朗，氣溫升高，氣壓降低。

準(zhǔn)靜止鋒：冷暖氣團(tuán)勢(shì)力相當(dāng)，鋒面移動(dòng)十分緩慢或在原地?cái)[動(dòng)。通常將6小時(shí)內(nèi)鋒面位置變化小于一個(gè)緯度的鋒定為準(zhǔn)靜止鋒。鋒面維持時(shí)間長(zhǎng)，降水范圍大，累積量大。典型例子：梅雨鋒。錮囚鋒：由冷鋒趕上暖鋒或者兩條冷鋒迎面相遇疊而形成。在錮囚鋒的錮囚過(guò)程中，暖空氣被抬離地面，凌駕在上空。

氣旋：就是低壓區(qū)，在水平方向上，風(fēng)繞低壓中心逆時(shí)針轉(zhuǎn)。

氣旋的分類(lèi)根據(jù)物理屬性分為：鋒面氣旋和無(wú)鋒面氣旋。鋒面氣旋多產(chǎn)生于高原以東長(zhǎng)江中下游及以北地區(qū)。其發(fā)展過(guò)程為：初生階段—發(fā)展階段—錮囚階段—消亡階段根據(jù)地理位置分為：溫帶氣旋和熱帶氣旋。溫帶氣旋主要有：東北氣旋、蒙古氣旋、黃河氣旋、江淮氣旋、東海氣旋。熱帶氣旋：形成于熱帶海洋上，具有暖中心結(jié)構(gòu)、強(qiáng)烈的氣旋性渦旋。根據(jù)強(qiáng)度：熱帶低壓熱帶風(fēng)暴強(qiáng)熱帶風(fēng)暴臺(tái)風(fēng)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。

反氣旋：就是高壓區(qū)，在水平方向上，風(fēng)繞低壓中心順時(shí)針轉(zhuǎn)。反氣旋分為：冷性反氣旋和暖性反氣旋。冷性反氣旋：冷空氣堆積而形成，如:極低高壓，蒙古高壓。暖性反氣旋:南亞高壓，副熱帶高壓。

切變線：是指風(fēng)向、風(fēng)速發(fā)生急劇改變的狹窄區(qū)域，即風(fēng)向、風(fēng)速的不連續(xù)線。

切變線的分類(lèi)：冷式切變線、暖式切變線、準(zhǔn)靜止式切變線。切變線的天氣特點(diǎn)：切變線多出現(xiàn)在1500-3000米的大氣層中。切變線易形成陰雨天氣，暖式切變線容易產(chǎn)生暴雨和雷暴。急流：大氣層中強(qiáng)而窄的氣流帶。急流的分類(lèi)：高空急流、低空急流、超低空急流。高空急流：通常指位于對(duì)流層上部（100-200HPA），一般風(fēng)速大于（或等于）30米/秒。水平風(fēng)切變5米/秒/km,垂直風(fēng)切變5-10米/秒/km。低空急流（Low-levelJet,LLJ）是位于對(duì)流層下部離地面1000-4000米層（600-900百帕之間）中的氣流帶，中心風(fēng)速一般大于等于12米/秒。低空急流的作用低空急流的氣流多來(lái)自熱帶洋面上，因此它往往起著輸送低空大氣的熱量、水汽和動(dòng)量的作用。當(dāng)它將暖濕空氣向北輸送到較干較冷空氣的下方時(shí)，就形成了對(duì)流性不穩(wěn)定的層結(jié)，在低空急流左側(cè)上升運(yùn)動(dòng)的觸發(fā)下，容易產(chǎn)生暴雨、冰雹等對(duì)流性降水，甚至出現(xiàn)龍卷天氣。暴雨大都出現(xiàn)在低空急流軸線左側(cè)200公里之內(nèi)。低空急流與暴雨（1）低空急流的出現(xiàn)有利于暴雨的形成：①輸送水汽，水平水汽通量輻合；②輸送暖濕氣流，導(dǎo)致大氣產(chǎn)生不穩(wěn)定層結(jié)；③產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)。（2）暴雨產(chǎn)生于低空急流左前方200公里處。（3）低空急流與暴雨相互作用—經(jīng)向垂直環(huán)

流與暴雨的相互作用。（三）綜合分析判斷是否有降水根據(jù)高低空、地面天氣系統(tǒng)配置確定是否為有利降水的形勢(shì)。高空槽前、高空切變線附近、低渦附近、地面鋒面附近、地面高壓后部、倒槽等。根據(jù)物理量場(chǎng)判斷會(huì)不會(huì)出現(xiàn)降水及降水量級(jí)。通?？礉穸葓?chǎng)、水汽通量、水汽通量散度、渦度、散度、垂直速度等。（四）確定有降水判斷降水量級(jí)性質(zhì)天氣系統(tǒng)：低空急流、低渦暖切、地面倒槽、地面靜止鋒、地面低渦波動(dòng)等。物理量：大范圍大濕區(qū)、水汽通量大值區(qū)、水汽通量散度負(fù)值中心、負(fù)散度中心、正渦度中心、負(fù)垂直速度中心等。云圖特征：結(jié)合地面實(shí)況判斷降水云系移向、移速、云狀：對(duì)流云團(tuán)、MCS。雷達(dá)特征：大片強(qiáng)回波區(qū)移向、移速，雷達(dá)產(chǎn)品。降水性質(zhì)判斷對(duì)流性：對(duì)流云團(tuán)、雷達(dá)回波特征：絮狀，團(tuán)狀，中心強(qiáng)度強(qiáng)。普通雨：層狀云，范圍大（地面實(shí)況、雷達(dá)回波特征）雨雪判斷：冷空氣強(qiáng)度、700、850、地面溫度。（五）風(fēng)向風(fēng)速預(yù)報(bào)風(fēng)向預(yù)報(bào)：地面系統(tǒng)（高、低壓）位置、移速、移向。確定預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)本地處于系統(tǒng)的何位置。高壓前部北風(fēng)、高壓后部南風(fēng)、高壓頂部西風(fēng)、高壓底部東風(fēng)。低壓相反。（可結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)）風(fēng)速預(yù)報(bào)：冷、暖空氣強(qiáng)度；高低壓強(qiáng)度；氣壓梯度。系統(tǒng)的移速、移向，本地處于系統(tǒng)何位置。（結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)和經(jīng)驗(yàn)）（六）溫度預(yù)報(bào)溫度高低決定因子：冷暖平流（氣團(tuán)性質(zhì)、風(fēng)場(chǎng)），輻射升、降溫情況。最高溫度：是否有冷暖平流，天空狀況（太陽(yáng)輻射加熱），前一天基礎(chǔ)