衛(wèi)星氣象學(xué)課件：第7章 熱帶天氣分析0-1

1、1,第七章 衛(wèi)星云圖在熱帶天氣分析和預(yù)報中的應(yīng)用-1,2,第一節(jié) 衛(wèi)星云圖在熱帶天氣分析中的應(yīng)用,一、衛(wèi)星云圖在熱帶地區(qū)的作用 利用衛(wèi)星云圖對熱帶地區(qū)可以開展以下幾方面的工作： 監(jiān)視熱帶低壓(擾動)和熱帶風(fēng)暴(臺風(fēng))的形成，確定其中心位置，追蹤其云系演變和移動路徑，估計和預(yù)報臺風(fēng)強(qiáng)度以及未來的移動路徑； 分析熱帶天氣系統(tǒng)，確定如熱帶輻合帶、東風(fēng)波、高空冷渦等主要天氣系統(tǒng)的云系分布，確定其位置、類型和結(jié)構(gòu)，以及與臺風(fēng)之間的關(guān)系； 分析南北半球和中低緯度天氣系統(tǒng)之間的相互作用，根據(jù)靜止衛(wèi)星云圖及其導(dǎo)得的風(fēng)矢量，可以分析南北半球氣流間的相互作用的實(shí)際過程，揭示中緯度天氣系統(tǒng)對熱帶云系的作用和反作用，

2、熱帶水汽向中緯度地區(qū)的輸送； 分析熱帶天氣系統(tǒng)的基本組成單元(云團(tuán))，這是衛(wèi)星觀測揭示出來的新發(fā)現(xiàn)。,3,二、控制熱帶云系分布的物理因素,在熱帶地區(qū)，云系分布受一些物理因子所制約，這些物理因子有： 海陸熱力狀況分布,4,5,6,海面溫度； （TYPHOON）,7,海面溫度:,8,中低緯度的相互作用（TROUGH）:,中緯度槽振幅加大，伸向低緯度地區(qū)，熱帶云系向中緯度推進(jìn) 中緯度冷鋒侵入熱帶洋面，冷空氣變性，云系斷裂和變窄 高空冷渦侵入熱帶洋面，熱帶洋面上渦旋云系增多,其它小尺度因子等（ISLAND）,9,三、熱帶地區(qū)云的類別和云系的尺度,1、種類 在熱帶海洋或陸地上空，各種云都能出現(xiàn)，但最多出

3、現(xiàn)的是積狀云，其中有碎積云、淡積云、濃積云、積雨云。 2、云系的尺度 在衛(wèi)星云圖上熱帶云系表現(xiàn)為以下四種尺度(見圖72)： 1）對流尺度云系(D尺度) 熱帶大氣運(yùn)動的最小尺度，表現(xiàn)為l10km的積云或積雨云單體。 2）中尺度對流系統(tǒng)云系(C尺度) 由許多積雨云單體集合而成，其范圍達(dá)10一l00km的中尺度對流云群，生命史在幾小時至l天。在云圖上表現(xiàn)為小的球狀云團(tuán)，或線狀和環(huán)狀云團(tuán)。,10,3）云團(tuán)(B尺度) 由若干個中尺度對流云頂部的卷云砧合并成大片卷云覆蓋區(qū)，直徑達(dá)1001000km，生命達(dá)l5天左右。 4）長波尺度系統(tǒng)(A尺度) 范圍100010000km，相應(yīng)于熱帶輻合帶、東風(fēng)波等大尺度

4、天氣系統(tǒng)。,11,第二節(jié) 熱帶天氣系統(tǒng)的衛(wèi)星云圖特征,一、熱帶云團(tuán) 1、云團(tuán)的空間結(jié)構(gòu) 云團(tuán)由許多積雨云單體組成，頂部的卷云連成一片，表現(xiàn)為密實(shí)而白亮的云區(qū)，直徑大小不等，1001000km。云團(tuán)在垂直方向上分成三層：,12,流入層： 垂直運(yùn)動層：從邊界層頂或凝結(jié)對流高度到卷云底部，厚度為10km左右 流出層：從卷云砧底到對流層頂，厚度約1km，在衛(wèi)星云圖上表現(xiàn)為向外輻散的卷云覆蓋區(qū)。,13,2云團(tuán)的種類,云團(tuán)按其出現(xiàn)的天氣系統(tǒng)和范圍劃分為： 季風(fēng)云團(tuán)： 出現(xiàn)在西南季風(fēng)與偏東風(fēng)構(gòu)成的季風(fēng)槽中，南北寬度可達(dá)10個緯距，東西長達(dá)520個經(jīng)距。季風(fēng)云團(tuán)主要發(fā)生在夏季，對流十分強(qiáng)烈；在冬季，這種云團(tuán)限

5、于510N范圍內(nèi)；6月中旬開始，云團(tuán)開始向北發(fā)展，主要出現(xiàn)在1020N；8月份，云團(tuán)可向北推進(jìn)到2030N。在印度洋和東南亞地區(qū)經(jīng)常見到這種云團(tuán)；,14,信風(fēng)云團(tuán)： 出現(xiàn)在副熱帶高壓南側(cè)的偏東信風(fēng)氣流中，其尺度平均來說比季風(fēng)云團(tuán)的尺度要小，對流也不及季風(fēng)云團(tuán)旺盛。這種云團(tuán)一般沿副高南側(cè)的偏東風(fēng)氣流由東向西有規(guī)律地移動。信風(fēng)云團(tuán)常與東風(fēng)波、高空冷渦相聯(lián)系，在大洋中部，這種云團(tuán)活動很頻繁； 玉米花云團(tuán)： 寬度小于1個緯距，面積小于10000km2，它由若干個積雨云單體(約10個)組成的中尺度對流系統(tǒng)，常出現(xiàn)于南美、非洲和西藏高原上，是由局地加熱造成的。,15,3云團(tuán)的生命和天氣,在夏季熱帶洋面上，

6、云團(tuán)活動十分頻繁，生命史相差較大，云團(tuán)生命的長短與云區(qū)面積和風(fēng)的垂直切變有關(guān)，在風(fēng)的垂直切變較小時，其生命期較長，否則生命期較短；云面積越大，生命期越長。對于生命期長的云團(tuán)可以發(fā)展成臺風(fēng)。 熱帶云團(tuán)從太平洋上或南海侵襲華南和東南沿海時，可造成暴雨、大風(fēng)等惡劣性天氣。,16,二、熱帶輻合帶(ITCZ)云系,熱帶輻合帶是指低緯度地區(qū)的槽或低壓系統(tǒng)，它又稱為赤道輻合帶、赤道槽、熱帶鋒。 1熱帶輻合帶云系特點(diǎn) 一般而言，熱帶輻合帶為一條由一系列活躍對流云團(tuán)組成的近于緯向的連續(xù)云帶，寬度可達(dá)5個緯距以上，東西長達(dá)數(shù)千千米。但當(dāng)輻合帶不活躍時，云帶很窄，表現(xiàn)為斷裂的一團(tuán)團(tuán)尺度較小的云團(tuán)。也有時候熱帶輻合帶

7、內(nèi)疊加有一個或多個渦旋云系，每一個渦旋與一個低壓相伴。還有時候，熱帶輻合帶與東風(fēng)波相重疊，此時熱帶輻合帶呈現(xiàn)出大尺度的波狀云帶，在波峰處，云系稠密，顯現(xiàn)出渦旋結(jié)構(gòu)。 在通常的情況下，熱帶輻合帶只表現(xiàn)為單獨(dú)一條，但有時在太平洋地區(qū)，熱帶輻合帶表現(xiàn)為雙熱帶輻合云帶結(jié)構(gòu)，其中有一條云帶位于南半球，為西北東南走向。,17,熱帶輻合帶云系（ITCZ）,18,2007.10.05.17:25BT FY-2D IR,19,2熱帶輻合云帶的變化,長期變化(季節(jié)變化),20,21,22,(2)短期變化,熱帶輻合帶在短時間內(nèi)(幾天到十幾天)，強(qiáng)度和位置都會發(fā)生明顯的變化。比如原來是一條稀疏的云帶，會在幾天之內(nèi)演變

8、成長達(dá)幾千千米、寬達(dá)幾個緯距的云帶。熱帶輻合云帶的加強(qiáng)和減弱，常是周邊的天氣系統(tǒng)對其作用而引起的。,23,熱帶輻合云帶加強(qiáng)的特征：,當(dāng)熱帶輻合云帶向北推進(jìn)時，其云系一般加強(qiáng)。特別是盛夏季節(jié)，副高北進(jìn)加強(qiáng)，梅雨結(jié)束時，輻合云帶加強(qiáng)更顯著； 當(dāng)熱帶輻合云帶南側(cè)的西南季風(fēng)加強(qiáng)，或者是云帶南側(cè)的西南季風(fēng)與北側(cè)的偏東信風(fēng)同時加強(qiáng)，則熱帶輻合云帶加強(qiáng)； 當(dāng)副熱帶高壓加強(qiáng)時，其南側(cè)的偏東信風(fēng)氣流加強(qiáng)，則輻合云帶加強(qiáng)。,24,熱帶輻合云帶減弱的特征：, 當(dāng)熱帶輻合云帶內(nèi)有臺風(fēng)生成和加強(qiáng)，由于臺風(fēng)環(huán)流的作用，該云帶將斷裂、破壞，從而減弱消失； 當(dāng)熱帶輻合云帶內(nèi)有臺風(fēng)西移，強(qiáng)烈風(fēng)浪引起其后部洋面冷水上涌，抑制云系

9、發(fā)展，或?qū)е赂备吣下洌偈乖茙В?赤道反氣旋北上，使輻合云帶向北推進(jìn)，而原地方輻合云帶減弱消失。,25,3熱帶輻合云帶的類型,根據(jù)熱帶輻合云帶周圍的環(huán)境流場和本身的強(qiáng)度，常將其分為季風(fēng)槽和信風(fēng)槽兩類： 季風(fēng)槽：由西南季風(fēng)與副熱帶高壓南側(cè)的偏東信風(fēng)氣流之間的輻合而形成。在季風(fēng)槽內(nèi)，風(fēng)速很小，所以又稱無風(fēng)赤道槽。在這種槽中，云系十分稠密、為范圍很寬的云帶，由季風(fēng)云團(tuán)組成，其出現(xiàn)的位置也較北； 信風(fēng)槽：由東南信風(fēng)與東北信風(fēng)之間的輻合形成，它表現(xiàn)為一條氣流輻合漸近線，其輻合強(qiáng)度比季風(fēng)槽要弱得多，加上信風(fēng)逆溫的抑制和氣旋性切變不明顯，云區(qū)中對流弱，范圍小，時常表現(xiàn)為一條斷裂云帶。它常出現(xiàn)于太平洋中部

10、和東太平洋地區(qū)，副熱帶高壓的東南側(cè)。,26,27,4熱帶輻合云帶的地面輻合線的確定,如果熱帶輻合云帶內(nèi)沒有渦旋，云帶連續(xù)完整，北界整齊，則地面輻合線定在云帶的北界附近； 如果輻合云帶內(nèi)出現(xiàn)渦旋結(jié)構(gòu)，則地面輻合線必須穿過渦旋中心。,28,6.熱帶輻合帶云系與大氣環(huán)流,在衛(wèi)星云圖上發(fā)現(xiàn)，熱帶輻合帶有時只有一條，有時則有兩條，即雙熱帶輻合云帶，這種云系的特殊分布也反映了大氣環(huán)流分布。 (1)熱帶經(jīng)向大氣環(huán)流與赤道輻合帶云系 圖7.10表示了熱帶輻合云帶垂直剖面與大氣環(huán)流的綜合模型，這是由云量和不穩(wěn)定帶引起的下沉氣流綜合建立的。,29,30,(2)熱帶緯向大氣環(huán)流與云分布（圖7-11）,31,性質(zhì)：熱

11、帶波動 位置：副熱帶高壓南側(cè) 云類：積狀云 意義：15%可發(fā)展為熱帶氣旋， 表現(xiàn)形式：常為倒V形、逗點(diǎn)狀渦旋、積云團(tuán)。,三、東風(fēng)波云系,32,東風(fēng)波是熱帶偏東信風(fēng)氣流中的一個槽或氣旋性曲率最大的波動，波的振幅在對流層低層或中層最大。 產(chǎn)生東風(fēng)波的原因是： 對流層上部的冷低壓或伸向赤道附近的中緯度槽在中低空的反映； 低緯度低層氣旋在靠極一側(cè)東風(fēng)氣流中反映出來的倒槽； 熱帶東風(fēng)氣流中的波動。,33,1東風(fēng)波云型,(1)倒“V”狀云型 東風(fēng)波經(jīng)常表現(xiàn)為倒“V”狀云型。如圖712所示，這種云系由一條條狹長的、在東風(fēng)波軸線上向高緯凸起的云帶，云帶的排列與低層風(fēng)切變相平行，且越往低緯越變平，東風(fēng)波的軸就是

12、倒“V”狀云的軸。這種云型每天以相當(dāng)穩(wěn)定的速度自東向西移動，并與對流層中部氣壓場中的波狀擾動相聯(lián)系。,34,(2)渦旋狀東風(fēng)波云系,如果東風(fēng)波云系表現(xiàn)為渦旋狀云系，這表明系統(tǒng)已出現(xiàn)弱的閉合性環(huán)流，比起一般的東風(fēng)波要深厚。圖713為概念模式，渦旋密蔽云區(qū)一般位于渦旋中心的東側(cè)，但有時例外。,35,2太平洋地區(qū)的東風(fēng)波云系,在西太平洋地區(qū)，基本氣流與大西洋上不同，因而東風(fēng)波云系也不完全一樣。西太平洋上的東風(fēng)波云系有兩種:一種出現(xiàn)在緯度較高的副熱帶洋面上，另一種出現(xiàn)在緯度較低的510N的洋面上。,36,(1)太平洋副熱帶洋面上的東風(fēng)波云系,盛夏，當(dāng)西太平洋上的副高呈緯向帶狀分布，脊線位于3035N附近時，在副高南側(cè)2025N的東風(fēng)氣流中有東風(fēng)波云系向西移動。這種東風(fēng)波云系最先出現(xiàn)在日本東南方的洋面上，后向西移動。較強(qiáng)的東風(fēng)波云系有較為完整的螺旋結(jié)構(gòu)，在地面有降水天氣和負(fù)變壓區(qū)相伴隨；弱的東風(fēng)波云系只表現(xiàn)有小的云區(qū)，在氣壓場和風(fēng)場上沒有明顯的反映，也沒有明顯的天氣。 東風(fēng)波云系在l2天內(nèi)生成或消失。一般東風(fēng)波先出現(xiàn)在高層，以后隨東風(fēng)波發(fā)展，逐漸伸到低層，此時高低空都出現(xiàn)閉合環(huán)流，中心氣壓下降，風(fēng)力加大，降水增加，并西移影響我國東南沿海浙閩地區(qū)。,37,(2)熱帶太平洋(510N)上的東風(fēng)波云系 根據(jù)太平洋上高空測風(fēng)和衛(wèi)星云圖發(fā)現(xiàn)，在熱帶輻合云帶北側(cè)東風(fēng)氣流中有一個個強(qiáng)度弱的東風(fēng)波自東向西