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衛(wèi)星云圖分析1衛(wèi)星云圖分析1目錄風云二號衛(wèi)星簡介可見光云圖紅外云圖衛(wèi)星圖像的基本特征水汽云圖衛(wèi)星云圖上識別云的六個判據衛(wèi)星云圖上各類云的識別衛(wèi)星云圖上各類云的共存紅外資料在分析強對流天氣中的應用衛(wèi)星云圖上常見的云型和云系一些重要天氣系統(tǒng)的云型特征2目錄風云二號衛(wèi)星簡介2我國成功發(fā)射“風云二號”D氣象衛(wèi)星2006年12月8日,北京時間8日8時53分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭,成功將“風云二號”D氣象衛(wèi)星送入預定軌道。經過一系列控制,衛(wèi)星將最終定點于東經86.5度赤道上空。3我國成功發(fā)射“風云二號”D氣象衛(wèi)星2006年12月8日,北京2006年12月8日我國成功發(fā)射“風云二號”D氣象衛(wèi)星42006年12月8日我國成功發(fā)射“風云二號”D氣象衛(wèi)星4我國成功發(fā)射“風云二號”D氣象衛(wèi)星“風云二號”D氣象衛(wèi)星由中國航天科技集團公司所屬上海航天技術研究院為主研制,可全天候對地球進行連續(xù)氣象監(jiān)視,獲取地球空間環(huán)境白天可見光云圖、晝夜紅外云圖和水汽分布圖;收集和轉發(fā)氣象、海洋、水文等觀測數(shù)據;監(jiān)測太陽X射線和空間粒子輻射數(shù)據等。衛(wèi)星重約1.39噸,在軌采用自旋穩(wěn)定方式。用戶為中國氣象局。5我國成功發(fā)射“風云二號”D氣象衛(wèi)星“風云二號”D氣象衛(wèi)星由中我國成功發(fā)射“風云二號”D氣象衛(wèi)星我國于2004年11月19日發(fā)射的“風云二號”C氣象衛(wèi)星,目前工作狀況良好。這次發(fā)射升空的“風云二號”D氣象衛(wèi)星,既可以作為“風云二號”C的在軌備份星,也可以根據需要與其配合進行立體業(yè)務觀測,實現(xiàn)我國靜止氣象衛(wèi)星雙星業(yè)務系統(tǒng)建設目標,增強衛(wèi)星在軌連續(xù)、穩(wěn)定運行的可靠性,為我國及周邊國家天氣觀測、氣象預報和減災防災發(fā)揮重要作用。這顆衛(wèi)星的發(fā)射成功,還對加強我國與國際氣象組織的合作,提高我國在氣象領域的國際地位具有重要意義。6我國成功發(fā)射“風云二號”D氣象衛(wèi)星我國于2004年11月1“風云二號”D氣象衛(wèi)星將為北京奧運預報天氣“風云二號”D氣象衛(wèi)星將負責全面預報北京奧運期間天氣,特別是奧運會開、閉幕式等大型活動及重要賽事時的天氣變化情況,為北京奧運氣象保障體系提供準確、及時的服務。7“風云二號”D氣象衛(wèi)星將為北京奧運預報天氣“風云二號”D氣象2020年以前中國還將發(fā)射22顆氣象衛(wèi)星中國氣象局有關負責人透露,2020年以前,中國還要發(fā)射22顆氣象衛(wèi)星。據了解,這22顆氣象衛(wèi)星包括4顆風云二號系列衛(wèi)星,12顆風云三號系列衛(wèi)星和6顆風云四號系列衛(wèi)星。82020年以前中國還將發(fā)射22顆氣象衛(wèi)星中國氣象局有關負責人中國已將8顆氣象衛(wèi)星送入太空中國第二顆業(yè)務型靜止軌道氣象衛(wèi)星——風云二號05星(風云二號D星)已于8日上午在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功,這是中國發(fā)射的第8顆氣象衛(wèi)星。9中國已將8顆氣象衛(wèi)星送入太空中國第二顆業(yè)務型靜止軌道氣象衛(wèi)星中國已將8顆氣象衛(wèi)星送入太空此前中國已將7顆氣象衛(wèi)星成功送入太空,這七顆氣象衛(wèi)星包括4顆風云一號極軌氣象衛(wèi)星和3顆風云二號靜止軌道氣象衛(wèi)星,它們的發(fā)射歷程如下:1988年9月7日,“風云一號”A星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。1990年9月3日,“風云一號”B星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。1997年6月11日,“風云二號”A星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。1999年5月11日,“風云一號”C星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。2000年6月25日,“風云二號”B星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。2002年5月15日,“風云一號”D星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。2004年11月19日,中國首顆業(yè)務型靜止軌道氣象衛(wèi)星——“風云二號”C星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。風云二號05星是風云二號C星業(yè)務應用的在軌備份與接替星,必要時兩顆星可實現(xiàn)雙星觀測,進一步擴大觀測區(qū)域,實現(xiàn)重點區(qū)域的立體成像和重大災害天氣的短時間高頻次監(jiān)測,能夠最大限度地減少災害性天氣所造成的損失。10中國已將8顆氣象衛(wèi)星送入太空此前中國已將7顆氣象衛(wèi)星成功送入與01批衛(wèi)星相比,02批衛(wèi)星在業(yè)務能力上有了顯著提高,主要標志是:

提高了衛(wèi)星的業(yè)務觀測能力01批衛(wèi)星每天,28個時次,02批衛(wèi)星提高到非汛期每天28個時次,汛期每天48個時次。改善了星上有效載荷的性能星載掃描輻射計從3個光譜通道增加到5個光譜通道;改善了可見光光譜的觀測譜段;提高了紅外通道的輻射分辨率,量化等級從8比特提高到11比特,以改進各種定量產品的反演精度。改進了低分辨率數(shù)據的廣播方式將模擬低分辨率數(shù)據廣播(WEFAX)改為符合世界氣象組織建議標準的低速率數(shù)據廣播(LRIT)。11與01批衛(wèi)星相比,02批衛(wèi)星在業(yè)務能力上有了顯著提高,主要標1、風云二號衛(wèi)星簡介風云二號氣象衛(wèi)星定位于東經115°赤道上空,它提供了以我國中部經度為中心的三分之一個地球范圍內每小時一次的云圖資料。這些云圖資料將填補我國西部、西亞、印度洋上的大范圍資料空白,對天氣預報有十分重要的意義。我國處于中緯度西風帶,天氣系統(tǒng)大多從西邊來,過去我國天氣預報用的衛(wèi)星云圖主要使用日本的GMS衛(wèi)星。在GMS云圖上,我國處于觀測區(qū)的西北邊緣,不僅云圖畸變很大,還不能看到從西邊過來的天氣系統(tǒng)。而從西伯利亞南下的冷空氣,從西藏高原上東移的天氣系統(tǒng)以及從印度洋上北上的暖濕氣流都對我國天氣有十分重要影響。有了風云二號氣象衛(wèi)星以后,從我國西面過來的天氣系統(tǒng)將處于它的監(jiān)視范圍之內。風云二號氣象衛(wèi)星的導風資料,將填補印度洋上的廣大資料空白區(qū)。印度洋上空幾乎沒有島嶼,氣象資料十分缺乏。印度洋上的衛(wèi)星導風資料將是在這個地區(qū)進行天氣分析的重要的基本資料。由于我國夏季季風的進退與印度洋上的天氣系統(tǒng)關系密切,風云二號氣象衛(wèi)星在印度洋的導風資料,還將對改進我國夏季季風進程的預報有意義。121、風云二號衛(wèi)星簡介風云二號氣象衛(wèi)星定位于東經115°赤道1、風云二號衛(wèi)星簡介(續(xù))風云二號氣象衛(wèi)星每小時提供一次云圖。在需要的時候,還要以進行加密觀測。這種高頻次的云圖資料,可以有效地監(jiān)視暴雨、臺風等災害性中小尺度天氣系統(tǒng)。風云二號氣象衛(wèi)星的射出長波輻射資料,提供了大氣中云的信息以及熱帶地區(qū)大尺度環(huán)流系統(tǒng)分布的信息。這些信息揭示了大氣中赤道輻合帶、副熱帶高壓等大尺度環(huán)流的中期振蕩,是中期天氣預報的有用工具。131、風云二號衛(wèi)星簡介(續(xù))風云二號氣象衛(wèi)星每小時提供一次云圖1、風云二號衛(wèi)星簡介(續(xù))風云二號氣象衛(wèi)星在亞洲地區(qū)第一次提供了水汽云圖。水汽輸送是大氣中產生暴雨的基本條件。水汽云圖所提供的大氣中、高層水汽輸送情況對于我國暴雨形成的分析服務也是十分有意義的。141、風云二號衛(wèi)星簡介(續(xù))風云二號氣象衛(wèi)星在亞洲地區(qū)第一次提1、風云二號衛(wèi)星簡介(續(xù))FY-2衛(wèi)星采用自旋穩(wěn)定的姿態(tài)保持方式:自旋軸垂直軌道平面誤差<0.5;自旋速率為98±1轉/分(rpm),運行中可能提高為110rpm。FY-2氣象衛(wèi)星的主要任務是:獲取可見光、紅外云圖和水汽圖;收集來自海洋漂浮站、無人自動氣象站的觀測數(shù)據;播放展寬數(shù)字云圖、低分辯率云圖和天氣圖。151、風云二號衛(wèi)星簡介(續(xù))FY-2衛(wèi)星采用自旋穩(wěn)定的姿態(tài)保持2、可見光云圖可見光云圖:氣象衛(wèi)星通過可見光波段(一般是0.5到0.7微米)探測獲得的資料。不同的地表、海洋等在可見光波段有不同的特征,可見光云圖的探測值為反照率。可見光資料只能在白天使用。在FY-2云圖中為通道5(ch5)的資料。162、可見光云圖可見光云圖:氣象衛(wèi)星通過可見光波段(一般是2、可見光云圖(續(xù))可見光云圖是衛(wèi)星掃描輻射儀在可見光譜段,如AVHRR儀器的CH1(0.68-0.725微米)通道或靜止衛(wèi)星的(0.52-0.75微米),測量來自地面和云面反射的太陽輻射,如果將衛(wèi)星接收到的地面目標物反射太陽輻射轉換為圖象,如果衛(wèi)星接收到的輻射越大,用越白的色調表示;而對接收到的輻射越小,則用越暗的色調表示,這就得到可見光云圖。172、可見光云圖(續(xù))可見光云圖是衛(wèi)星掃描輻射儀在可見光譜段,2、可見光云圖(續(xù))在可見光云圖上,物象的色調決定于反射太陽輻射的強度。而衛(wèi)星接收到的反射太陽輻射決定于入射到目標物上的太陽輻射,及目標物的反照率。入射至目標物的太陽輻射又與太陽高度角有關。因此,在可見光云圖上物象的色調與其本射的反照率和太陽高度角有關。182、可見光云圖(續(xù))在可見光云圖上,物象的色調決定于反射太陽反照率對可見光云圖上色調的影響在一定的太陽高度角下,衛(wèi)星接收到的輻射僅決定于物體的雙向反射率,如果將地面看成朗伯面,則衛(wèi)星接收的輻射僅取決于物體的反照率,物體的反照率愈大,它的色調愈白;反照率愈小,色調愈暗;表2給出了各種云和地面目標物體的反照率。表3給出了各類地面目標物在可見光云圖上的色調。反過來,可以根據衛(wèi)星云圖上的色調估算入射到地表面的太陽輻射、物象的反照率和雙向反射率。19反照率對可見光云圖上色調的影響在一定的太陽高度角下,衛(wèi)星接收表2一些主要云和地面目標物的反照率云和地面目標物主要特征反照率積雨云大而厚92積雨云小,云頂在六公里左右86卷層云厚,下面有中低云和降水74積云,層積云陸地上,云量>80%69層積云陸地上,云量>80%68層云厚,出現(xiàn)在洋面上,云厚約0.5公里64沙漠白砂60層積云洋面成片60積雪舊雪,已有3-7天,大部分在森林地區(qū)59新雪80層云薄洋面上42卷云薄,單獨出在陸地上.36卷層云單獨在陸地上32晴天積云陸地上云量云量>80%29中云(高層高積云)中等厚度68沙地谷地、平原、坡地,77沙地和矮樹林

17植被

18針葉林12海洋,湖泊,河流

9(7)表2一些主要云和地面目標物的反照率

20表2一些主要云和地面目標物的反照率云和地面目標物主要特征反照色

調目

1.黑

色海洋、湖泊、大的河流2.深灰色陸地上大面積森林覆蓋區(qū)、牧場、草地、耕地3.灰

色陸地上晴天積云、塔里木沙漠、陸地上單獨出現(xiàn)的卷云4.灰白色大陸上的中高云5.白

色積雪、冰凍的湖泊和海洋、中等厚度的云(中云、積云和層積云)6.濃白色大塊厚云、積雨云團表3

可見光云圖上主要目標物的色調

21色

調目

物1.黑

色海洋、湖泊、大的河流2.3、紅外云圖紅外云圖:通過氣象衛(wèi)星上紅外探測器得到的云圖。一切絕對溫度高于0度的物體都會發(fā)出紅外輻射,氣象衛(wèi)星通過紅外掃描儀可探測物體的溫度。紅外云圖的優(yōu)點是不論白天夜間都可以實現(xiàn)連續(xù)觀測,它的探測值是物體表面溫度的分布情況。223、紅外云圖紅外云圖:通過氣象衛(wèi)星上紅外探測器得到的云圖。3、紅外云圖(續(xù))在紅外云圖上的色調分布反映的是地面或云面的紅外輻射或亮度溫度分布,在這種云圖上,色調愈暗,溫度愈高,衛(wèi)星接收到的紅外輻射愈大;色調愈淺,溫度愈低,輻射愈小。根據衛(wèi)星云圖上的色調差異可以估計地面、云面的溫度分布。233、紅外云圖(續(xù))在紅外云圖上的色調分布反映的是地面或云面的3、紅外云圖(續(xù))由于地表和大氣的溫度隨季節(jié)和緯度而變,所以紅外云圖上的色調表現(xiàn)有以下幾個特點:243、紅外云圖(續(xù))由于地表和大氣的溫度隨季節(jié)和緯度而變,所以3、紅外云圖(續(xù))

紅外云圖上地面、云面色調隨緯度和季度而變化

在紅外云圖上,從赤道到極地,色調愈來愈變白,這是由于地面和云面的溫度向高緯度地區(qū)遞減的緣故。同一高度上的云,愈往高緯度,云頂溫度降低,其低云比中高云尤為明顯。這就造成了在高緯度地區(qū),低云和地表面的色調同中高云的色調很相近,這種現(xiàn)象在冬季最明顯,而且尤其是在夜間,最不容易區(qū)分出冷的地表面上空的云。在冬季熱帶和副熱帶地區(qū),地表面和高云的溫度差達110℃以上,在云圖上有明顯的反差;但是大陸極地區(qū)域,這種溫度差不到20℃,這就是說在高緯度地區(qū)地表和云之間的溫度差很小,所以在紅外云圖上只有很小的色調反差,不容易將云與冷地表區(qū)別開,云的類型也難以區(qū)別。253、紅外云圖(續(xù))

紅外云圖上地面、云面色調隨緯度和季度而變3、紅外云圖(續(xù))

紅外云圖上水面與陸地色調的變化

在冬季中高緯度地區(qū),海面溫度高于陸地溫度,因此海面的色調比陸面要暗。但是到夏季,陸面的溫度要高于海面溫度,特別是在我國北方沿海地區(qū),還不到夏季白天陸地增溫較快,如山東半島地區(qū)就表現(xiàn)為較暗的色調。如果陸地與水面的溫度相近,則它們的色調相近,水陸界線也不清楚。在白天的陸地上,干燥地表的溫度變化較大,其色調變化也大;潮濕或有植被覆蓋的地區(qū),溫度變化較干燥的地區(qū)小,其色調變化也較小。263、紅外云圖(續(xù))

紅外云圖上水面與陸地色調的變化在冬季中4、衛(wèi)星圖像的基本特征:

可見光云圖與紅外云圖的比較可見光云圖上物象的色調決定于其的反照率和太陽高度角,紅外云圖上物象的色調決定于它的溫度,所以比較這兩種云圖,有一些外貌上相差很大,但也有些是十分相似的。274、衛(wèi)星圖像的基本特征:

可見光云圖與紅外云圖的比較可見光云圖1可見光和紅外云圖的比較

可見光云圖的西北側E處色調很暗,這是因在該處太陽高度角太低,光照不足之故;圖上,越往東南,太陽高度角越大,云色調越白。相應在紅外云圖上E處,由于該時已是深秋時刻,地表的溫度較低,顯現(xiàn)較淺的色調。圖中A—B為白色卷云帶,之下為中低云區(qū),之南M處為較厚的中低云區(qū)。在紅外云圖上,越往南,溫度越高,色調越暗。28圖1可見光和紅外云圖的比較可見光云圖的西北側E處色調很暗5、水汽云圖以6.7微米為中心的吸收帶是水汽強吸收帶,在這一帶內,衛(wèi)星接收的是水汽發(fā)出的輻射,水汽一面吸收來自下面的輻射,同時又以自身溫度發(fā)射紅外輻射。如果大氣中水汽含量愈多,吸收來自下面的紅外輻射愈多,到達衛(wèi)星的輻射就愈少。所以由衛(wèi)星測量這一吸收帶的輻射就能推測大氣中水汽含量。由這一吸收帶得出的圖象稱水汽圖。295、水汽云圖以6.7微米為中心的吸收帶是水汽強吸收帶,在這一5、水汽云圖(續(xù))對于給定的T(z),衛(wèi)星在水汽通道測量的輻射決定于水汽含量。水汽越多,透過率越小,衛(wèi)星接收的輻射越小,因此根據衛(wèi)星測量的水汽輻射可以推算大氣中的水汽分布。在水汽圖上,色調愈白表示大氣中水汽含量愈多,反之就愈少。305、水汽云圖(續(xù))對于給定的T(z),衛(wèi)星在水汽通道測量的輻5、水汽云圖(續(xù))比較水汽圖和紅外云圖,發(fā)現(xiàn)水汽圖有以下特點:在水汽圖上,積雨云和卷云的表現(xiàn)十分清楚,其特征與紅外云圖類同;難以在水汽圖上見到地表和低云(低于850百帕),其發(fā)射的輻射被大氣全部吸收而不能到達衛(wèi)星;在水汽圖上的水汽表現(xiàn)遠比紅外圖上的云區(qū)要寬廣,因為在沒有云的地方仍然有水汽存在;因此在水汽圖上水汽區(qū)比云區(qū)要連續(xù)完整;在水汽圖上色調淺白的地區(qū)是對流層上部的濕區(qū),一般與上升運動相聯(lián)系;色調為黑區(qū)是大汽中的干區(qū),相應大氣中的下沉運動。315、水汽云圖(續(xù))比較水汽圖和紅外云圖,發(fā)現(xiàn)水汽圖有以下特點圖(a)1999年9月5日11時GMS-5可見光

可見光云圖,云系更為斷裂,D渦旋沒有任何表現(xiàn)。但可見光圖上的有些目標物,特別是低云在水汽圖上沒有表現(xiàn)。

32圖(a)1999年9月5日11時GMS-5可見光可見光云圖圖(b)1999年9月5日11時GMS-5紅外

紅外云圖上的A-B-C和G-D-E-F呈現(xiàn)斷裂云系,D處渦旋較為清楚,但不如水

汽圖清淅明顯,I處的雷暴仍很清楚。33圖(b)1999年9月5日11時GMS-5紅外紅外云圖上的圖(c)1999年9月5日11時GMS-5水汽

從A-B-C為一條寬的水汽帶,D處為一渦旋,從G-D-E-F是另一條水汽帶;兩水汽帶間為一窄的暗帶,在G-D-E-F的西側為一大片暗區(qū);在A-B-C水汽帶的I處鑲嵌一雷暴云團,在水汽圖上的色調最明亮。34圖(c)1999年9月5日11時GMS-5水汽從A-B-C6、衛(wèi)星云圖上識別云的六個判據在衛(wèi)星云圖上,云的識別可以根據以下六個判據:結構型式范圍大小邊界形狀色調暗影紋理356、衛(wèi)星云圖上識別云的六個判據在衛(wèi)星云圖上,云的識別可以根據6.1結構形式在云圖上,所謂結構型式是指目標物對光的不同強弱的反射或其輻射的發(fā)射所形成的不同明暗程度物象點的分布式樣,這些物象點的分布可以是有組織的,也可以是散亂的,即表現(xiàn)為一定的結構型式。衛(wèi)星云圖上云的結構型式有帶狀、渦旋狀、團狀(塊)、細胞狀和波狀等。366.1結構形式在云圖上,所謂結構型式是指目標物對光的不同強6.1結構形式(續(xù))由云的結構型式有助于識別云的種類和云的形成過程,如:冬季洋面的開口細胞狀云系,是由積云或濃積云組成,它是冷空氣到達洋面受海面加熱變性而形成的;大尺度的帶狀云系主要是由高層云和高積云組成的;團狀云塊一般是積雨云等。由云的分布型式有助于識別天氣系統(tǒng),如鋒面、急流呈帶狀云系,臺風、氣旋(低壓、冷渦)具有渦旋結構等。376.1結構形式(續(xù))由云的結構型式有助于識別云的種類和云的6.1結構形式(續(xù))在一張云圖上,常包含有許多復雜型式,并且有些型式是相互重迭的,這種重迭型式常是由于陸地地貌、水、冰雪和云同時存在引起的,或者是由于高、中、低云同時造成的,這種復雜型式的分析要很仔細,可借助不同時相和多通道云圖相互比較,以及對物象的認識,判別結構型式和形成原因。386.1結構形式(續(xù))在一張云圖上,常包含有許多復雜型式,并6.2范圍大小在衛(wèi)星云圖上,云的類型不同,其范圍也不同。如與氣旋、鋒面相連的高層高積云和卷云的分布范圍很廣,可達上千公里;而與中小尺度天氣系統(tǒng)相聯(lián)的積云、濃積云和積雨云的范圍很小。因此從云的范圍可以識別云的類型、天氣系統(tǒng)的尺度和大氣物理過程。如在山脈背風坡一側出現(xiàn)的排列相互平行的細云線,就能知道這是山脈背風坡一側重力波形成的。396.2范圍大小在衛(wèi)星云圖上,云的類型不同,其范圍也不同。36.3邊界形狀在衛(wèi)星云圖上,各類物象都有自已的邊界形狀,所以根據不同的邊界可以判別各類物象。各種云的邊界形狀有直線的、圓形的、扇形的,有呈氣旋性彎曲的、也有呈反氣旋性彎曲的,有的云(如層云和霧)的邊界十分整齊光滑,有的云(積云和濃積云)的邊界則很不整齊。云的邊界還是判斷天氣系統(tǒng)的重要依據,如急流云系的左界整齊光滑,冷鋒云帶呈氣旋性彎曲等。406.3邊界形狀在衛(wèi)星云圖上,各類物象都有自已的邊界形狀,6.4色調色調有時也稱亮度或灰度,它是指衛(wèi)星云圖上物象的明暗程度。不同通道圖象上的色調代表的意義也不同。如可見光云圖上的色調與物象的反照率、太陽高度角有關。對云而言,其色調與它的厚度、成份(水滴或冰粒子性質)和表面的光滑程度有關。云的厚度越厚,反照率越大,色調越白,大而厚的積雨云的色調最白,因此由云的色調可以推算云的厚度。在相同的照明和云厚條件下,水滴云要比冰云白。對水面的色調取決于水面的光滑程度、含鹽量、混濁度和水層的深淺,一般地說,光滑的水面(風很?。┍憩F(xiàn)為黑色;水層越淺,水越混濁,則其色調越淺。416.4色調色調有時也稱亮度或灰度,它是指衛(wèi)星云圖上物象的6.4色調(續(xù))在紅外云圖上,物象的色調決定于其本身的溫度,溫度越高色調越黑。由于云頂溫度隨大氣高度增加而降低,云頂越高,其溫度越低,色調就越白;因此根據物象的溫度能判別云屬于那一種類型和地表。積雨云和卷云的色調最白,夏季白天沙漠地區(qū),溫度高,色調很黑。426.4色調(續(xù))在紅外云圖上,物象的色調決定于其本身的溫6.4色調(續(xù))在短波紅外云圖上,白天物象一方面反射太陽輻射的同時,其以自身的溫度發(fā)出短波紅外輻射,所以圖象上的色調不僅取決于反照率,還決定于溫度,造成圖象十分復雜,根據色調識別物象很困難。在水汽圖上,根據色調可以識別水汽分布,但是由水汽圖也能判別積雨云和卷云。436.4色調(續(xù))在短波紅外云圖上,白天物象一方面反射太陽輻6.5暗影暗影是在一定太陽高度之下,高的目標物在低的目標物上的投影。所以暗影都有出現(xiàn)于目標物的背光一側邊界處。暗影只能出現(xiàn)于可見光云圖上,它反映了云的垂直分布狀況。由暗影可以識別云的類別。446.5暗影暗影是在一定太陽高度之下,高的目標物在低的目標物6.5暗影(續(xù))在分析暗影時要注意以下幾點:暗影的寬度與云頂高度有關,云頂越高,暗影越寬。暗影的寬度與太陽高度角有關,太陽高度角越低,迎太陽一側云的色調越明亮,背太陽光一側出現(xiàn)暗影。所以冬季中高緯度地區(qū)或早晨的衛(wèi)星云圖上,一些較高云的暗影較明顯。而太陽高度角較高時,如低緯度地區(qū)或中午前后期間,即使是卷云或積雨云也難以從云圖上見到卷云。456.5暗影(續(xù))在分析暗影時要注意以下幾點:456.5暗影(續(xù))在上午的衛(wèi)星云圖上,暗影出現(xiàn)于云的西邊界一側;如若是下午的云圖上,則暗影出現(xiàn)于云區(qū)的東邊界一側。暗影只能出現(xiàn)于色調較淺的下表面上,如低云、積雪或太陽耀斑區(qū)內容易見到暗影。在分析暗影時要將裂縫與暗影區(qū)分開。466.5暗影(續(xù))在上午的衛(wèi)星云圖上,暗影出現(xiàn)于云的西邊界一6.6紋理紋理是指云頂表面或其它物象表面光滑程度的判據。云的類型不同、或云的厚度不一,使云頂表面很光滑或者呈現(xiàn)多起伏、多斑點和皺紋,或者是纖維狀。476.6紋理紋理是指云頂表面或其它物象表面光滑程度的判據。46.6紋理(續(xù))由云的紋理能識別不同種類的云。如果云頂表面很光滑和均勻,表示云頂高度和厚度相差很小,層云和霧具有這種特征;如果云的紋理多皺紋和斑點,就明云頂表面多起伏,云頂高度不一,積狀云具有這種特征;如果云的紋理是纖維狀,則這種云一定是卷狀云。有時候在大片云區(qū)中出現(xiàn)有一條條很亮的或暗的條紋,其可以是直線或彎曲的,這些條紋稱“紋路”或“紋線”。這種紋線與云的走向有關,指示1100—500百帕間等厚度線的走向。486.6紋理(續(xù))由云的紋理能識別不同種類的云。48A、B、C等處表現(xiàn)為云頂紋理不均勻,在這些地方出現(xiàn)云頂凸起,常稱之穿透性對流云頂,每個云頂處在迎太陽一側很明亮,背陽光一側出現(xiàn)暗影,云頂高度很高,對流強烈,地面報告相應這些云頂處有龍卷風出現(xiàn)。49A、B、C等處表現(xiàn)為云頂紋理不均勻,在這些地方出現(xiàn)云頂凸起,7、衛(wèi)星云圖上各類云的識別由以上識別云的六個判據,能識別三大類:卷狀云、對流性云和層狀云,其中包括九種云:卷狀云、積雨云、中云(高層、高積云)、積云濃積云、層積云、層云或霧等。在衛(wèi)星云圖上上顯示的云是地面觀測到云的集合體,如果地面觀測到的云小于衛(wèi)星探測的分辨率,則這種云在衛(wèi)星云圖上難以判別。507、衛(wèi)星云圖上各類云的識別由以上識別云的六個判據,能識別三大7.1卷狀云—卷云的色調卷云的高度高,溫度低,它由冰晶組成,反照率低,對可見光具有透明性。所以其色調:在紅外云圖上,通常表現(xiàn)成白色,與地表、中低云間有強的對比度,很容易將它們區(qū)分開。只有十分稀薄的卷云,色調較暗。在可見光云圖上,卷云的色調變化范圍很大,由深灰到淺白色,這決定于卷云的厚度,有時能透過卷云看到其下面的地面目標物。在水汽圖上,卷云的色調呈白色。517.1卷狀云—卷云的色調卷云的高度高,溫度低,它由冰晶組成,7.1卷狀云—卷狀云的識別在衛(wèi)星云圖上,卷云分為:卷層云纖維(羽毛)狀卷云卷云砧密卷527.1卷狀云—卷狀云的識別在衛(wèi)星云圖上,卷云分為:52卷層云結構型式:卷層云與高空槽、急流、鋒面和氣旋等天氣尺度系統(tǒng)相聯(lián),可以表現(xiàn)為盾狀、帶狀和渦旋狀;范圍大?。壕韺釉瞥1憩F(xiàn)為范圍很大云區(qū)或云帶,可達千余公里;邊界和暗影:與急流相聯(lián)的卷云,左界整齊光滑,在可見光云圖上時常有暗影出現(xiàn);紋理:卷層云云區(qū)均勻而光滑,只有在其邊界處出現(xiàn)一些短的纖維狀卷云。A-B是一條位于青藏高原東側以卷層云為主的云帶,其左界整齊,表明它與高空急流相關,云系較為均勻光滑,在它的東北側,卷云云層變薄,表現(xiàn)出纖維狀的結構

53卷層云結構型式:卷層云與高空槽、急流、鋒面和氣旋等天氣尺度系纖維狀卷云纖維狀卷云在我國西部青藏高原地區(qū)很多見,原因是高原上中低云系比東部地區(qū)少,而東部地區(qū)的纖維狀卷云多出現(xiàn)于卷層云的邊界處。結構型式:纖維狀卷云可以呈帶狀;此外在渦旋狀云區(qū)中也可見到纖維卷云。紋理:這種卷云的主要特征是紋理為纖維狀。范圍大?。河械膶挾瓤蛇_50—110公里、長達千余公里,也有的僅表現(xiàn)為很短的卷云羽。A和B處是青藏高原上的纖維狀卷云,可以看到在B處越往東(云的邊緣)纖維結構越是清楚,而往云區(qū)里面,纖維結構則越不明顯54纖維狀卷云纖維狀卷云在我國西部青藏高原地區(qū)很多見,原因是高原卷云砧卷云砧是積雨云頂部的偽卷云。結構型式:在衛(wèi)星云圖上呈砧狀。邊界形狀和紋理:上風方向一側邊界整齊光滑,下風一側邊界出現(xiàn)纖維狀或羽狀紋理,且越往下風方向去色調越變暗;在積雨云頂母體處,紋理均勻光滑。暗影:在可見光云圖上??梢姷骄碓普璧陌涤啊B是夏季我國江淮地區(qū)的一個強雷暴云團,可以看到其上風邊界整齊光滑,而下風邊界出現(xiàn)卷云砧,越往下風方,卷云的色調越淺55卷云砧卷云砧是積雨云頂部的偽卷云。CB是夏季我國江淮地區(qū)的一密卷云密卷云是指冰晶很稠密,反照率很強的卷云,它的特點是:密卷云常成一團團稠密的球狀或長條狀56密卷云密卷云是指冰晶很稠密,反照率很強的卷云,它的特點是:密7.2積雨云衛(wèi)星云圖上的積雨云時常是幾個雷暴單體的集合,它的主要特點有:結構型式:積雨云在衛(wèi)星云圖上常呈團狀結構,稱為云團。當高空風很小時,風的垂直切變小,積雨云呈近乎圓型的云團;當高空風很大時,風速的垂直切變很大,積雨云呈橢圓型云團,長軸方向與風的垂直切變方向一致;積雨云團到成熟時,下風一側出現(xiàn)卷云砧。577.2積雨云衛(wèi)星云圖上的積雨云時常是幾個雷暴單體的集合,它7.2積雨云(續(xù))色調:由于積雨云頂最高最冷,所以無論是紅外云圖,還是可見光云圖或者水汽圖上,其色調最白。邊界形狀:積雨云的邊界與其發(fā)展階段、風速垂直切變有關。當積雨云處于初生階段時,云的邊界光滑整齊;當積雨云到發(fā)展和成熟階段時,其邊界處出現(xiàn)短的卷云羽。當風的垂直切變很大時,積雨云出現(xiàn)卷云砧的邊界特征。587.2積雨云(續(xù))色調:由于積雨云頂最高最冷,所以無論是紅7.2積雨云(續(xù))范圍大小:積雨云是一種與中小尺度天氣系統(tǒng)有關的云系,其尺度相差很大,小的只有十幾公里,大的可達幾百公里。一般說來,初生的積雨云尺度小,呈小顆粒狀;成熟的積雨云云體較大。有些積雨云相互合并,連成一片,形成尺度達數(shù)百公里的云區(qū),這種云系稱為對流復合體。597.2積雨云(續(xù))范圍大小:積雨云是一種與中小尺度天氣系統(tǒng)7.2積雨云(續(xù))紋理:積雨云云頂達對流層頂,所以一般地說,積雨云的紋理較為光滑均勻,尤其是在紅外云圖上。但是當出現(xiàn)穿透性強對流云時,云頂呈多起伏,在可見光云圖上呈多皺紋和斑點的紋理特征。暗影:一般地說,積雨云云頂高,有暗影。但是積雨云在夏季最活躍,這時除早晚時刻,太陽高度角大,暗影不時時都明顯。分析時要注意。607.2積雨云(續(xù))紋理:積雨云云頂達對流層頂,所以一般地說圖6高空風小時的圓形積雨云紅外云圖Cb為一個強雷暴云團,其東北一側出現(xiàn)一條弧狀云線,西南側出現(xiàn)短的卷云砧圖7增強紅外云圖A是長江流水域夏季梅雨鋒上的一個強雷暴云團,通過增強顯示,可以看到云中結構和強對流中心,圖中A處色調最白的地方,表示云頂最冷、高度最高,該處對流強度最大61圖6高空風小時的圓形積雨云紅外云圖圖7增強紅外云圖617.3中云(高層、高積云)在衛(wèi)星云圖上,由于高積云單體遠小于衛(wèi)星儀器的分辨率,無法將高積云與高層云區(qū)別開來,只能將高積云和高層云統(tǒng)稱為中云。中云是與天氣尺度系統(tǒng)相聯(lián)的一種云系,它的一些特點與大尺度天氣系統(tǒng)有關。627.3中云(高層、高積云)在衛(wèi)星云圖上,由于高積云單體遠小7.3中云(高層、高積云)(續(xù))結構型式和范圍大?。褐性圃谛l(wèi)星云圖上表現(xiàn)為一大片,范圍可達二萬到二十萬平方公里。其型式可以是渦旋狀、帶狀、線狀和逗點狀。637.3中云(高層、高積云)(續(xù))結構型式和范圍大?。?37.3中云(高層、高積云)(續(xù))色調和紋理:在可見光云圖上,與鋒面、氣旋相連的中云色調很白,紋理均勻,常常伴隨有低云(雨層云)和降水同時出現(xiàn)。如果中云下面沒有低云,則其色調從灰色到白色不等;如果只有一層中云,其色調為灰色。如果中云區(qū)多斑點和皺紋,則說明云區(qū)內有對流出現(xiàn)或云層厚度不一。大多數(shù)中云出現(xiàn)在卷云下面,如果卷云下面有中云,則其色調更白一些。在紅外云圖上,中云的色調介于高云和低云之間的中等程度灰色,對于較厚的中云色調呈淺灰色。647.3中云(高層、高積云)(續(xù))色調和紋理:647.3中云(高層、高積云)(續(xù))中云不一定有暗影和確定的邊界形狀,所以根據暗影和邊界不能識別中云。657.3中云(高層、高積云)(續(xù))中云不一定有暗影和確定的邊7.4積云、濃積云在衛(wèi)星云圖上的積云濃積云實際上是積云群,這些積云群在地面觀測中不容易觀測到。在衛(wèi)星云圖上判別積云和濃積云的依據有:結構型式:積云濃積云常表現(xiàn)為線狀、開口細胞狀等結構型式;有時積云濃積云呈離散分布型式。紋理:積云濃積云是由于下墊面加熱形成的,加熱的差異和大氣穩(wěn)定度不同,使得積云區(qū)內對流云頂高度不一,厚度有參差,云頂溫度不一致,無論在可見光云圖還是紅外云圖上,表現(xiàn)為多斑點、皺紋,為不均勻的紋理。667.4積云、濃積云在衛(wèi)星云圖上的積云濃積云實際上是積云群,7.4積云、濃積云(續(xù))邊界:由于局地加熱的不均勻性,積云濃積云的邊界不整齊不光滑。色調和暗影:由于積云濃積云主要由水滴所組成,所以在可見光云圖上呈白色。在紅外云圖上由于積云濃積云的高度參差不齊,云頂溫度有差異,色調也不一致,對流較強的積云濃積云云頂較冷,色調較白;對流弱的積云濃積云頂較暖,色調較暗,因此紅外圖上云的色調差異可以判斷對流的強度。如果在一片層狀云區(qū)內出現(xiàn)對流,則在云區(qū)內會有暗影出現(xiàn),在可見光云圖上可以根據暗影的寬度和積云的相對亮度確定對流的強度和云的垂直厚度。677.4積云、濃積云(續(xù))邊界:由于局地加熱的不均勻性,積云7.4積云、濃積云(續(xù))晴天積云:一般分布很稀疏,不能為儀器所分辨,在云圖上不能識別。但是當這類積云越來越多,云區(qū)范圍擴大,這時云圖上表現(xiàn)為淡灰色,與地面的色調差異很小,云的單體無法分辨,所以不容易識別。687.4積云、濃積云(續(xù))晴天積云:一般分布很稀疏,不能為儀圖8積云、濃積云和積雨云的可見光圖和紅外云圖A、B是積雨云,C1、C2是積云濃積云69圖8積云、濃積云和積雨云的可見光圖和紅外云圖697.5低云—層積云層積云是行星邊界層內空氣的亂流混合造成的,通常出現(xiàn)于低層不穩(wěn)定、高層穩(wěn)定的大氣條件下,也就是低空有對流,高空為下沉氣流的情況下。707.5低云—層積云層積云是行星邊界層內空氣的亂流混合造成的7.5低云—層積云(續(xù))結構型式:在冬季洋面冷鋒后或副熱帶高壓的東南象處,層積云常表現(xiàn)為球狀的閉合細胞狀云系。在鋒面云帶附近,層積云表現(xiàn)為一大片或帶狀。色調:在海洋上,水汽豐富,層積云一般密蔽天空,云頂均勻,在可見光圖上呈白色,類似于中云的色調;在大陸上,層積云反照率低,層積云是斷裂的、稀疏分布的,表現(xiàn)為灰色。在紅外云圖上,層積云表現(xiàn)為深灰到灰色,可與中云區(qū)分開。717.5低云—層積云(續(xù))結構型式:在冬季洋面冷鋒后或副熱帶7.5低云—層積云(續(xù))范圍大小:層積云的范圍相差很大,大體上與弱風到中度風區(qū)域相一致。層積云可出現(xiàn)于冬季冷鋒后高壓的東南象限,也出現(xiàn)于副高的東南象限,鋒面云帶附近,還出現(xiàn)于山脈背風坡一側穩(wěn)定大氣中。727.5低云—層積云(續(xù))范圍大小:層積云的范圍相差很大,大圖9層云和霧區(qū)的可見光云圖出現(xiàn)在華北的霧區(qū)A處于冷鋒云帶E-F的前方的西南氣流里四川盆地霧區(qū)B的西邊界與青藏高原的東邊界相一致,霧區(qū)的某些地方還迭加有其它類型的云華南沿海的層云和霧區(qū)C與海岸線的走向相一致73圖9層云和霧區(qū)的可見光云圖出現(xiàn)在華北的霧區(qū)A處于冷鋒云帶E7.5低云—層積云(續(xù))層云和霧對交通運輸?shù)挠绊懱貏e大,所以對層云和霧的監(jiān)測特別重要。由于衛(wèi)星觀測無法判斷云底是否到達地面,所以不能從衛(wèi)星云圖上區(qū)別層云與霧。747.5低云—層積云(續(xù))層云和霧對交通運輸?shù)挠绊懱貏e大,所7.5低云—層積云(續(xù))層云與霧在衛(wèi)星云圖上判別的依據有:紋理:由于大多數(shù)層云與霧是在穩(wěn)定大氣(逆溫)條件下,暖濕空氣平流到冷的表面上形成的,層云與霧的云頂高度均勻,所以其紋理光滑均勻。色調:在可見光云圖上層云(霧)的色調從灰色到白色,這決定于云的厚度和稠密程度,霧越厚、越濃,色調越白。如果層云(霧)超過300米,則層云(霧)表現(xiàn)為很白的色調。邊界:層云(霧)的邊界光滑整齊清楚,受地表的影響大,它常常沿著山脈、河流、海岸線或一條低空切變線突然結束。范圍大?。簩釉疲F)的范圍相差很大,所以不能根據層云(霧)的范圍判別它。757.5低云—層積云(續(xù))層云與霧在衛(wèi)星云圖上判別的依據有:7.5低云—層積云(續(xù))層云(霧)一般出現(xiàn)于冷高壓后部,或低壓前部,或冷鋒前方等天氣系統(tǒng)的有關處,這些地方存有暖濕空氣在冷表面上平流。此外,冬季中高緯地區(qū)地表的輻射冷卻也有助于層云(霧)的形成。767.5低云—層積云(續(xù))層云(霧)一般出現(xiàn)于冷高壓后部,或美國北卡羅來納州上空大片的輻射霧和層云A,其消散是從云區(qū)的外邊界逐漸向內消散在霧消散的同時,沿最初的邊界處形成積云線B,隨霧消散,在A和B之間形成一黑色的無云區(qū)霧最濃的中心部分C最后消散圖11一次霧消散的實例

77美國北卡羅來納州上空大片的輻射霧和層云A,其消散是從云區(qū)的外7.5低云—雨層云(續(xù))在可見光云圖上,雨層云從白到灰白不等,當太陽高度角較低時,可以在雨層雨中見到紋線,通常雨層云出現(xiàn)于鋒面云帶中,在熱帶季風云系中也可以見到。在紅外圖上雨層云表現(xiàn)為均勻的灰色到白色。787.5低云—雨層云(續(xù))在可見光云圖上,雨層云從白到灰白不8、衛(wèi)星云圖上各類云的共存衛(wèi)星觀測云系是大面積的,難以分析云的細微結構。在許多情況下,衛(wèi)星觀測到的不是單獨的一種云,而是多種云類共存的情況。798、衛(wèi)星云圖上各類云的共存衛(wèi)星觀測云系是大面積的,難以分析云8、衛(wèi)星云圖上各類云的共存(續(xù))通常有以下幾種情形:

鋒面、氣旋、高空槽中的多層云系在衛(wèi)星云圖上經常見到一種最上面是卷云,其下是中云(高層、高積云),最下面的低云(層云、雨層云),有時還伴有積雨云,這幾種云互相重迭在一起,難以分開區(qū)別,我們把這幾層相互重迭組成的云層稱做多層云。多層云云層很厚,反照率大,云頂溫度低,所以無論在可見光還是紅外云圖上,呈白色,紋理均勻。多層云與鋒面、氣旋和高空槽等天氣系統(tǒng)相聯(lián),范圍很廣。多層云結構型式可以為帶狀、渦旋狀、逗點狀和盾狀等,它所具有那種型式主要取決于其所處的天氣系統(tǒng)。多層云一般都具有較穩(wěn)定的連續(xù)性降水。808、衛(wèi)星云圖上各類云的共存(續(xù))通常有以下幾種情形:808、衛(wèi)星云圖上各類云的共存(續(xù))積云、濃積云、積雨云和卷云積云、濃積云、積雨云和卷云經常同時出現(xiàn)。這是由于積云、濃積云、積雨云都是對流性云系,只不過是它們的強度和發(fā)展階段的不同。當對流開始發(fā)展時形成積云、濃積云,如果對流發(fā)展很旺盛便形成積雨云和卷云,由于大氣穩(wěn)定度的差異和對流強度的不同,造成積云、濃積云、積雨云和卷云同時出現(xiàn)。818、衛(wèi)星云圖上各類云的共存(續(xù))積云、濃積云、積雨云和卷云88、衛(wèi)星云圖上各類云的共存(續(xù))積云和層積云在衛(wèi)星云圖上,積云和層積云會同時出現(xiàn)。由于積云是對流相對弱的對流云,而層積云是積云進一步發(fā)展,但受到高空下沉氣流的作用,抑制其發(fā)展的結果。828、衛(wèi)星云圖上各類云的共存(續(xù))積云和層積云828、衛(wèi)星云圖上各類云的共存(續(xù))層積云和層云在可見光云圖上,經??梢砸姷綄臃e云逐漸向層云過渡的情況,也就是層積云單體越來變小,然后連成一片,呈現(xiàn)層云的特征。838、衛(wèi)星云圖上各類云的共存(續(xù))層積云和層云839、紅外資料在分析強對流天氣中的應用從衛(wèi)星上測到的紅外輻射,在無云的情況下是地面的輻射,在有云的情況下,是云頂?shù)妮椛?。因而可隊衛(wèi)星測到的紅外輻射判斷云頂?shù)臏囟?。雷暴中的上升氣流強,因而它的云頂比一般的云要高。通常云頂越高,由絕熱降溫的結果也越低。因此雷暴中上升氣流的強弱可以從最低云頂溫度及其時間的變率來推斷。849、紅外資料在分析強對流天氣中的應用從衛(wèi)星上測到的紅外輻射,9、紅外資料在分析強對流天氣中的應用(續(xù))研究表明用兩次時間間隔很短的紅外觀測,根據云頂溫度降低的速率,可以推算雷暴云中的垂直速度,這速度值可以作為雷暴強度的指示。研究還發(fā)現(xiàn),只有云頂溫度低于對流層頂?shù)臏囟鹊睦妆┎艜a生強天氣現(xiàn)象。Reynolds發(fā)現(xiàn)雷暴云頂溫度低于對流層頂溫度與冰雹的發(fā)生之間存在著正相關。859、紅外資料在分析強對流天氣中的應用(續(xù))研究表明用兩次時間10衛(wèi)星云圖上常見的云型和云系8610衛(wèi)星云圖上常見的云型和云系8610.1帶狀云系一種相對寬而連續(xù)的云型稱之為云帶。它具有清晰的彎曲或不彎曲的長軸,長和寬之比為4:1,且寬度通常大于一個緯距。屬天氣尺度云系。帶狀云系主要由多層云系組成。8710.1帶狀云系一種相對寬而連續(xù)的云型稱之為云帶。8710.2渦旋云系它是一條或多條不同云量和云類的螺旋云帶朝著一個公共中心輻合形成的,與大尺度渦旋相聯(lián)系。大尺度渦旋的水平范圍為600~1500km。有組織的螺旋線或積云匯合線因與氣旋性相對渦度相聯(lián)系,常稱作渦度中心。8810.2渦旋云系它是一條或多條不同云量和云類的螺旋云帶朝10.3云線云線由長為30至幾百公里的對流云團組成,寬度小于1個緯距。它可以出現(xiàn)在中高緯度地區(qū)冷鋒的附近,也可以出現(xiàn)在熱帶洋面上。它們能指示低空風向,而高空急流卷云中的云線,可作為高空風的良好指標?;⌒卧凭€是中尺度對流系統(tǒng)中的重要成員。是雷暴外流的前邊緣。8910.3云線云線由長為30至幾百公里的對流云團組成,寬度10.4云團云團是產生暴雨和強對流天氣的一種重要中尺度系統(tǒng)。云團由多個大小不等的積雨云、混合性云或積云與層云相鑲出現(xiàn)的云簇等組成,它們的高空卷云砧連成一片,表現(xiàn)為一片自亮的密實云區(qū)。云團的形狀,依賴于對流單體的強度、大尺度流場背景以及產生云團的擾動強度等因子。它們表現(xiàn)為圓形、準圓形及橢圓形等不同形狀,有一些云團的云系還呈現(xiàn)出螺旋狀結構,這表示與云團相關聯(lián)的擾動在流場上已有閉合環(huán)流出現(xiàn);西南季風中的云團呈紡錘狀。云團的生命史一般≥1天,但也有的達數(shù)日;水平范圍為幾十~幾百km。按照尺度劃分,它們又可以分為中尺度和中間尺度兩種;依據它們造成的天氣,還可以分成暴雨云團和雷暴云團兩種。9010.4云團云團是產生暴雨和強對流天氣的一種重要中尺度系10.5細胞狀云系衛(wèi)星云圖上形似細胞狀的云稱作細胞狀云系。其直徑為40~80km,由于尺度較大,一般在地面上不能觀測到它。細胞狀云系是由于冷空氣受到下墊面加熱,并在水汽較充分的條件下形成的,如秋冬季節(jié)我國北方海面冷鋒后部,夏秋季節(jié)華北冷渦后部和東北低壓后部。細胞狀云系分成未閉合(又稱開口)狀和閉合狀兩類。未閉合類中,細胞的形狀成指環(huán)形或U字形,其中心部分為無云或少云,邊緣上主要為濃積云。它們一般出現(xiàn)在氣溫和下墊面溫度相差很大的地方,而且低空氣流呈氣旋性彎曲,該處冷空氣受下墊面增熱很強烈,對流很旺盛。閉合類細胞狀云系呈球狀,中央主要為層積云,四周少云或無云。它們一般出現(xiàn)在冷高壓東南象限,低空氣流呈反氣旋性彎曲。低空雖有對流活動,但有一個逆溫層,是由冷空氣受下墊面加熱或云頂輻射冷卻所造成的。這兩類細胞狀云系的分界線往往是高空急流位置所在。

9110.5細胞狀云系衛(wèi)星云圖上形似細胞狀的云稱作細胞狀云系10.6逗點云系衛(wèi)星云圖上,一種常見的形如逗號的云系稱作逗點云系。它形成和發(fā)展的原因是大氣的非均勻旋轉,即云系的逗點狀是由于大氣繞著一個中心旋轉使云塊變形造成的。9210.6逗點云系衛(wèi)星云圖上,一種常見的形如逗號的云系稱作10.6逗點云系若系統(tǒng)不移動,那么云將隨著旋轉風場一起移動(圖a),發(fā)展成逗點狀(圖b),低壓中心和最大渦度中心重合;若系統(tǒng)東移,云系將進一步變形(圖c),最大渦度中心(x處)從最低氣壓(D)處移走。但是,許多大尺度逗點云系的演變,要比這里給出的理論模型復雜。9310.6逗點云系若系統(tǒng)不移動,那么云將隨著旋轉風場一起移10.6逗點云系逗點云系的結構,無論是小尺度渦度逗點云(中層系統(tǒng),如圖a所示),還是大尺度逗點系統(tǒng)(中高層云系,如圖b所示),一般情況下均由四部分組成,即后邊緣呈“S”形,或者說存在著拐點和相反曲率、逗點頭或逗點尾及干侵入區(qū)。發(fā)展成熟的逗點云系包括三部分云區(qū),即斜壓帶云系(圖a),它是逗點云系的最高層卷云頂,常為層狀,除雷暴外降水呈連續(xù)性,并與冷鋒、錮囚鋒以及暖鋒相聯(lián)系;9410.6逗點云系逗點云系的結構,無論是小尺度渦度逗點云(渦度逗點云系(圖b),它是逗點云系中的中低層云系,具有高度對流,降水多為陣性,并與冷鋒和錮囚鋒相聯(lián)系;變形帶云系(圖c),它是逗點云系中的卷云層頂部,但比斜壓帶卷云低,降水為連續(xù)性,并與錮囚鋒相聯(lián)系。95渦度逗點云系(圖b),它是逗點云系中的中低層云系,具有高度對10.6逗點云系在紅外云圖上,渦度逗點云系的主要部分常常隱藏在較高的卷云層方,不易看出。但在可見光云圖上,由于較高的斜壓卷云盾比它移動快,因此可以看到。逗點云系的大小各不相同,可以從雷暴單體到一個大尺度的中緯度氣旋,然而,它們均與最強的正渦度平流(PVA)關聯(lián),其主要形狀的變化與渦度型發(fā)展所決定的PVA相聯(lián)系。9610.6逗點云系在紅外云圖上,渦度逗點云系的主要部分常常10.6逗點云系影響逗點云系形狀的因子有五個:非均勻旋轉及其變化;水汽的有效性;與云發(fā)展和消散有關的垂直運動;云系的不同高度;穩(wěn)定度。9710.6逗點云系影響逗點云系形狀的因子有五個:9710.7斜壓葉狀云型衛(wèi)星云圖上,與高空西風氣流中的鋒生相聯(lián)系的一種植物葉片狀云型,稱作“斜壓葉”狀云型。通常情況下,該云系在垂直方向深厚,地面伴有鋒生現(xiàn)象,并且還可能有地面氣旋形成。在可見光和紅外云圖上都很容易看見它。9810.7斜壓葉狀云型衛(wèi)星云圖上,與高空西風氣流中的鋒生相10.7斜壓葉狀云型斜壓葉狀云型(圖)通常為一個拉長的云型,它兩邊的邊界清晰(大振幅槽云系中斜壓葉最好確定)。它向極的一側,通常有一個淺或小曲率的“s”形;上游尾部呈氣旋式彎曲(s處),下游尾部呈反氣旋式彎曲(T處),并且最終變成逗點頭。尾部的“V”形凹口(w處)是由急流(圖中箭頭串)伸至云系西端造成的,常常是逗點云要發(fā)展的第一信號。9910.7斜壓葉狀云型斜壓葉狀云型(圖)通常為一個拉長的云10.7斜壓葉狀云型斜壓葉狀云與高空、地面流場中的主要特征有以下關系(圖):上游的急流帶(D)很可能窄而伴有最大風;下游的急流軸位于它的南部并且風速較小,但它可能產生進一步的北移。10010.7斜壓葉狀云型斜壓葉狀云與高空、地面流場中的主要特10.7斜壓葉狀云型渦度中心(X處)位于斜壓葉邊界上游一側的晴空中,靠近“P”所指的反轉點處(即氣旋式和反氣旋式彎曲的過渡點);10110.7斜壓葉狀云型渦度中心(X處)位于斜壓葉邊界上游一10.7斜壓葉狀云型一般情況下,平行于急流上游的狹窄狀切變渦度瓣與平行于斜壓葉的平流渦度瓣在渦度中心(x處)相交,形成一個大致的“L”形(圖中點劃線和虛線)。10210.7斜壓葉狀云型一般情況下,平行于急流上游的狹窄狀切10.7斜壓葉狀云型對應的云和鋒面,最高云頂通常位于斜壓葉東半部上方,并且東半部分末端將變成逗點頭;云頂向西降低,并且“V”形凹口(G處)北邊界西端有中層云頂出現(xiàn),南邊界由低云組成(H處,Cb云除外),而且沿著地面冷鋒。10310.7斜壓葉狀云型對應的云和鋒面,最高云頂通常位于斜壓10.7斜壓葉狀云型圖中新近形成的冷鋒將沿著斜壓葉的南邊緣,其東端位于斜壓云系深厚部分的下方,可能為靜止鋒,并伴有切斷型地面氣壓場。在這種情況下,可以有地面槽出現(xiàn),但鋒面系統(tǒng)反而不清楚。10410.7斜壓葉狀云型圖中新近形成的冷鋒將沿著斜壓葉的南邊10.7斜壓葉狀云型圖a中的云型常常位于振幅較大的槽底或槽前,上游急流呈氣旋式彎曲,其狹窄部分可能相對短一些,急流軸很可能靠近下游的尖端。10510.7斜壓葉狀云型圖a中的云型常常位于振幅較大的槽底10.7斜壓葉狀云型圖b中的云型,最常出現(xiàn)在一個小振幅槽中,帶狀氣流或者一個長波槽后邊界處,上游急流可能相當平直,并伴有一個長狹窄區(qū)。10610.7斜壓葉狀云型圖b中的云型,最常出現(xiàn)在一個小振幅槽10.7斜壓葉狀云型圖c中的云型,常出現(xiàn)在一個長波淺脊中或者在一條地面鋒帶被卷入中層脊迅速變寬時。10710.7斜壓葉狀云型圖c中的云型,常出現(xiàn)在一個長波淺脊中圖d中的兩種云型,左邊一個為新月形,右邊一個為氣旋式帶狀火把型。它們常出現(xiàn)在一個閉合低壓周圍的斜壓帶中,在冷的一側沒有反轉點或凸起部分。108圖d中的兩種云型,左邊一個為新月形,右邊一個為氣旋式帶狀火把10.7斜壓葉狀云型雖然它們在形狀上與大多數(shù)其它斜壓葉系統(tǒng)相當不同,但它們與鋒生、降水增長以及風場特征都有著相同的關系。它們形成在上部母體閉合低壓周圍最大風的左前象限。10910.7斜壓葉狀云型雖然它們在形狀上與大多數(shù)其它斜壓葉系10.7斜壓葉狀云型斜壓葉狀云系,在適當?shù)臈l件下常常演變成一個逗點云系。下圖中給出了·個典型的斜壓葉狀云系演變成逗點云系的實例。12UTC(圖a),逗點云系發(fā)展的第一個信號是斜壓葉西部邊緣(尺處)向極地一側的“S”形結構的“V”形凹口。15UTC(圖b),上游邊界的氣旋性部分(5處)開始消失,而反氣旋式部分(7’處)仍維持輪廓分明,地面鋒生正沿著南部邊界的西半部分(u處)發(fā)生。到18UTC(圖c),大部分氣旋式北邊界(5處)已消失,留下了形成中的逗點云系尾部的較破碎邊界;隨著它向逗點狀轉換期間尾部變窄和狹口形成,地面低壓開始加深,反氣旋式部分(r處)的云型開始呈現(xiàn)出逗點狀。再過3小時(圖d),隨著“V”形凹口(干狹孔,R處)伸入該云系的較寬部分而變得更加顯著。最后(圖5—16e),逗點云系形成,并隨著它繼續(xù)加強,地面鋒面系統(tǒng)變得有完好組織。11010.7斜壓葉狀云型斜壓葉狀云系,在適當?shù)臈l件下常常演變11、一些重要天氣系統(tǒng)的云型特征

11.1

鋒面云系鋒面云系為一條長達數(shù)千公里、寬近百至數(shù)百公里不等的長云帶,并且常常由多層云系組成。云帶的特征,依賴于鋒區(qū)是否活躍、周圍的環(huán)境條件和水汽是否豐沛等。11111、一些重要天氣系統(tǒng)的云型特征

11.1鋒面云系鋒面云11.1.1冷鋒云系與溫帶氣旋連接,距渦旋中心越遠,云帶越窄;云帶的氣旋性曲率明顯?;钴S冷鋒:云帶較寬且密實完整,色調很亮。不活躍冷鋒:云帶窄而破碎和斷裂。地面天氣圖上的冷鋒一般位于云帶里。若云帶中層狀云占優(yōu)勢,冷鋒往往在接近運區(qū)的前邊界處;若積狀云占優(yōu)勢,則定在運區(qū)的后邊界附近。11211.1.1冷鋒云系與溫帶氣旋連接,距渦旋中心越遠,云帶11.1.2暖鋒云系識別較困難。云區(qū)向冷空氣一側凸起,云區(qū)內反氣旋彎曲的卷云紋線清晰可見。地面暖風位置定在云區(qū)向北凸起部分的下方,并與云區(qū)中紋線近于平行,頂點一般位于云區(qū)由凸變凹處。11311.1.2暖鋒云系識別較困難。11311.1.3錮囚鋒云系表現(xiàn)為一條寬約300km的較白亮螺旋云帶,其中心與氣旋環(huán)流(渦旋)中心重合。它的后邊界一般整齊光滑,并伴有舌狀冷空氣無云或少云區(qū),云帶的前邊界參差不齊。11411.1.3錮囚鋒云系表現(xiàn)為一條寬約300km的較白亮螺11.1.4靜止鋒云系表現(xiàn)為沒有氣旋或反氣旋曲率的寬云帶。它的邊界不規(guī)則,云區(qū)內云的分布不均勻,有時有開裂區(qū);有時云帶很寬廣,云區(qū)中云量稠密,有的還會有氣旋波發(fā)展。11511.1.4靜止鋒云系表現(xiàn)為沒有氣旋或反氣旋曲率的寬云帶11.2高空槽、脊云系對流層中部的槽和脊,由于環(huán)境條件的影響伴隨的天氣現(xiàn)象可以相差甚遠。然而,衛(wèi)星云圖上的云型與天氣現(xiàn)象聯(lián)系比較密切,并且衛(wèi)星云圖的時間分辨率高。因此,一旦能用云圖上的云型識別出槽和脊,就可以很好地追蹤槽和脊的強度變化、移動以及伴隨的天氣現(xiàn)象。11611.2高空槽、脊云系對流層中部的槽和脊,由于環(huán)境條件的11.2.1高空槽云系鑒別槽線位置的三種云型:鋒面云帶中的斷裂口增強的積云卷云紋理11711.2.1高空槽云系鑒別槽線位置的三種云型:11711.2.1高空槽云系

(1)鋒面云帶對流層中部的槽線位置常常可以由鋒面云帶和槽線與鋒面云帶的交點(圖a中的D點)來確定。在交點D處,鋒面云帶云量減少,變?yōu)樗槠瑺罨蛘呦?,并且槽線上的中層垂直運動由上升變?yōu)橄鲁?。槽線西部的鋒面云帶變得不活躍,云量減少,云的性質發(fā)生改變,基本上是反映中高層下沉運動的低云。500hPa槽線與相應云型模型圖11811.2.1高空槽云系

(1)鋒面云帶對流層中部的槽線位11.2.1高空槽云系

(2)增強的積云它是出現(xiàn)在冷鋒后部的細胞狀云,反映了該處存在著正渦度平流(PVA)。這種積云區(qū)常常在海洋上可見,因為那里較低層水汽豐沛,上升運動使積云增強,而陸地上就很少見。增強積云的持續(xù)垂直發(fā)展(與PVA聯(lián)系),最終形成小逗點云系,當它的砧羽伸進中高層,就可能形成逗點云系。短波槽逗點云系后部的增強積云區(qū)反映了主槽的位置或槽系的冷空氣中有新的渦度中心出現(xiàn),槽線位于這片增強積云區(qū)的左邊。此外,渦度逗點云系常在增強的積云區(qū)內發(fā)展。冷季陸地上,主氣旋后部的許多渦度逗點云型具有中層云特征,云圖上表現(xiàn)為層狀,并且常常具有高度地對流,但它們一般又不產生砧羽。中層槽線位置也可以由這種渦度逗點云型來確定。11911.2.1高空槽云系

(2)增強的積云它是出現(xiàn)在冷鋒后11.2.1高空槽云系

(3)卷云條紋確定槽線位置時應當分析槽線附近所有云系,以便從中找出線索,其中卷云條紋是相當有幫助的。12011.2.1高空槽云系

(3)卷云條紋確定槽線位置時應當11.2.1高空槽云系上述的槽線鑒別中的形勢主要是針對南北向的豎槽。但在許多時候,槽線呈東北—西南向的正傾斜走向,并有相應云型伴隨。在這種情況下,槽線不與鋒面云帶相交,因此云特征的強度變化不明顯。圖b為一例,槽線西北方由于下沉運動使得云的形成被抑制;槽線右邊的低層輻合、對流以及向外漫流等而產生云;D處鋒面云帶平行于槽線尾部,鋒面波動發(fā)展的機會增多。12111.2.1高空槽云系上述的槽線鑒別中的形勢主要是針對南11.2.2高空脊云系中緯度地區(qū)的高空脊,運用急流云盾可以很好地確定出它的位置。高空脊云型的寬度、走向及其前邊界特征,可用于確定脊的振幅或其陡峭程度。高空脊可以分成尖脊、中寬脊和寬脊三個主要類別。在脊區(qū)的確定中,也可以對上述槽線的確定方法起到補充和訂正作用。12211.2.2高空脊云系中緯度地區(qū)的高空脊,運用急流云盾可11.2.1高空脊云系

(1)尖脊它伴有一條南北向窄云帶(圖a),極少數(shù)情況下其前邊界陡峭(若出現(xiàn)云區(qū),云會漫過脊線)。由于尖脊相當窄,槽、脊十分靠近,從而在二者之間的狹窄區(qū)中造成上升運動。云帶的前邊界在脊線上突然結束,是因為這里的垂直運動突然由上升變?yōu)橄鲁?。尖脊通常與慢速移動的經向槽、脊系統(tǒng)相聯(lián)系。12311.2.1高空脊云系

(1)尖脊它伴有一條南北向窄云帶11.2.1高空脊云系

(1)尖脊圖b為另一種尖脊云型,它與阻塞系統(tǒng)相聯(lián)系。隨著西風槽從阻塞高壓西部逼近,槽的移速減慢,伴隨的云系變?yōu)殪o止,并可能在脊的西側徘徊數(shù)日或更長時間,直至阻塞脊變平或飄移到其他地方。12411.2.1高空脊云系

(1)尖脊圖b為另一種尖脊云型,11.2.1高空脊云系

(2)中寬脊如圖a所示,中等寬度的脊伴隨一個前邊界不太清晰的寬云帶,而不像尖脊中云的前邊界那樣可能突然結束。脊線上垂直運動的方向逐漸變化,因而部分云越過脊線向下游伸展;卷云后的脊線向下游伸展幾個經度。

12511.2.1高空脊云系

(2)中寬脊如圖a所示,中等寬度11.2.1高空脊云系

(3)寬脊如圖b所示,寬脊具有一條準東西走向很寬的云帶。在寬廣的槽、脊之間,是一個大范圍的上升運動區(qū),卷云盾完好地從伴有中云的脊線處向下游伸展,并且越過脊線。在這種寬云型中,常??梢钥吹椒礆庑綇澢募y理,它是確定脊線位置的一個最好依據。12611.2.1高空脊云系

(3)寬脊如圖b所示,寬脊具有一11.2.1高空脊云系從脊線上云系的變化可以得到,兩個相鄰高空圖分析時次間脊的陡峭度變化信息。預報員可以跟蹤脊的陡峭度變化的連續(xù)性判定是否有低壓正在加強或者阻塞脊正在崩潰。比如若圖a中的小振幅脊云型演變成了圖b中的大振幅脊云型,那么可以判定槽正在加,脊正在加強;若出現(xiàn)相反的變化,則槽脊變化相反。12711.2.1高空脊云系從脊線上云系的變化可以得到,兩個相11.3急流云系高空急流云系常表現(xiàn)為帶狀,并且以卷云為主,因此它在紅外云圖上表現(xiàn)得最為清楚。12811.3急流云系高空急流云系常表現(xiàn)為帶狀,并且以卷云為主11.3.1極鋒急流云系急流云系最常出現(xiàn)在槽前,一般地面都有鋒面或氣旋對應。云區(qū)大多寬于4個緯距,有時與鋒面云系連在一起。云型呈帶狀或寬闊的盾狀,少數(shù)呈線狀。它的靠極一側呈準直線或反氣旋式彎曲的陡峭邊緣,并且往往有明顯的暗影,在海上有時會有橫向波動出現(xiàn)。12911.3.1極鋒急流云系急流云系最常出現(xiàn)在槽前,一般地面都11.3.2副熱帶急流云系衛(wèi)星云圖上副熱帶急流有三個基本特征:位置偏南,冬季北半球它的軸線活動在17~34N之間,平均為25N;高度較高,急流中心一般在200hPa附近,并且其下方的斜壓帶只在對流層上部清楚,地面圖上沒有明顯鋒區(qū)對應;持續(xù)時間長,穩(wěn)定少變。與極鋒急流云系相比較,副熱帶急流云系表現(xiàn)出以下三個特點:云型主要分寬闊的卷云和窄的帶狀云帶;急流卷云系中出現(xiàn)橫向波動的機會多一些;急流卷云云系都出現(xiàn)在槽前。13011.3.2副熱帶急流云系衛(wèi)星云圖上副熱帶急流有三個基本11.3.3確定急流軸的四條規(guī)則急流中的垂直運動和水平運動造成卷云的特定分布,卷云區(qū)的邊界和急流軸的位置有著密切關系。單獨運用衛(wèi)星云圖確定急流位置的四條規(guī)則,可以確定出約85%的急流。13111.3.3確定急流軸的四條規(guī)則急流中的垂直運動和水平運11.3.3確定急流軸的四條規(guī)則規(guī)則1:卷云盾往往形成或持續(xù)出現(xiàn)在急流軸的反氣旋一側,并且沿著此軸有一條輪廓分明的云帶。該卷云盾稱作斜壓帶卷云(圖a)。運用此規(guī)則可以確定出約25%的急流。13211.3.3確定急流軸的四條規(guī)則規(guī)則1:卷云盾往往形成或11.3.3確定急流軸的四條規(guī)則規(guī)則2:沒有規(guī)則1中的斜壓帶卷云出現(xiàn),但有其它高云或中云組成的云帶存在,急流跨越云帶下游處的最前方(圖b中A處)。云帶的上游邊界(圖b中B處)通常輪廓清晰,在孔口里或孔口上形成“U”或“V”字形,并伴有最大風速軸。這種云型對青年短波系統(tǒng)可靠,尤其是短波移經一個長波帶狀云型或者一個

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