第章天气形势和气象要素预报.doc

第八章 天气形势和气象要素预报 目录 引言 2 8.1 天气形势预报的基本方法 2 天气形势预报的基本方法 2 8.1.1 趋势法 2 8.1.2 涡度观点的应用 3 8.1.3 位涡思想的应用 7 8.1.4 经验预报法 10 8.2 气象要素预报 11 气象要素预报 11 8.2.1 几种主要气象要素形成的宏观条件 11 8.2.2 垂直运动的定性判断 17 8.2.3 用天气学方法制作气象要素预报的一般思路和方法 23 8.2.4 数值预报产品的统计释用 25 8.3 卫星、雷达探测资料的应用 27 8.3.1 气象卫星探测资料的应用 27 8.3.2 雷达探测资料的应用 29 8.4 天气预报业务现代化系统简介 30 习题 31 参考文献 31 引言 天气变化与人们的生产活动、社会活动、军事活动以及日常生活都有着十分密切的关系。因此，自古以来，人们总是充分利用有利的天气，避开和预防不利的天气，以减少不必要的损失，获得最大的社会和经济效益。 　　天气预报是根据气象观（探）测资料，应用天气学、动力学、统计学的原理和方法，对某区域或某地点未来一定时段的天气状况作出定性或定量的预测。准确的天气预报一直是大气科学研究的一个重要目标。伴随着科技的不断进步，天气预报的历史大致经历了从单站预报阶段到目前的综合应用数值预报、卫星、雷达、风廓线仪等先进技术的阶段。目前常用的天气预报技术方法主要有：天气学预报方法、统计学预报方法和动力学预报方法，以及由这三种基本预报方法相互结合形成的天气——统计预报方法、动力——统计预报方法（MOS法和PP法）和天气——动力预报方法等。气象卫星、天气雷达等先进探测技术的广泛应用，以及人工智能技术（如专家系统、神经网络）的应用极大地改善了天气预报。面对不断膨胀的气象信息资料，借助计算机可视化技术发展起来的人机交互式的预报工作平台在预报业务现代化建设方面发挥着日益重要的作用。天气预报正朝着客观化、自动化、定量化、综合化、智能化方向发展，以适应社会不断发展的需要。然而，值得指出的是，天气预报技术作为“科学与艺术的混合体”，预报员在整个预报自动化系统中的作用是不可缺少的。为此，学好包括天气学在内的大气科学理论和方法，对于做好天气预报工作是至关重要的。 　　天气预报的种类按预报时效可大致分为，临近预报（0——2小时）、甚短期预报（2——12小时）、短期预报（12——48小时）、中期预报（3——10天）、长期预报（10天以上）等；按服务对象可划分为，日常天气预报和专业天气预报（如航空天气预报等）；按预报范围可大致划分为区域预报和站点预报等。由于服务对象不同，在预报项目、预报时效、预报用语等方面都存在一定的差异。本章重点讨论短期天气预报问题。 　天气预报分为天气形势预报和气象要素预报两部分。所谓天气形势预报，就是预报各种天气系统的生消、移动和强度的变化，它是气象要素预报的基础。形势预报的方法可分为两大类：一类是数值预报方法，另一类是天气学方法，本节主要讨论利用天气学方法制作天气形势预报的常用方法。天气学方法是一种定性的、经验性的预报方法。虽然目前天气形势的预报主要依靠数值预报方法，但是在很多情况下，天气学方法仍然是一种十分重要的常用方法，本节主要对天气形势预报方法的基本思路作一介绍。　　根据最近一段时间内天气系统演变的趋势，预报未来短时间内天气系统强度变化及移动，这种方法叫做趋势法。趋势法通常分为外推法和运动学方法两种。 1.外推法 　　根据最近一段时间内天气系统的移动速度和强度变化的规律，顺时外延，预报出系统未来的移动速度和强度变化，这种方法叫做外推法。外推法又可分为两种情况；一种是系统的移动速度或强度变化基本上不随时间而改变，按这种规律外推，叫做直线外推；另一种是当系统的移动速度或强度变化接近“等加速”状态时，外推时要考虑它们的“加速”情况，按这种规律外推，叫做曲线外推。应用外推法可以对高、低压系统和槽、脊的移动和强度作出预报。直线外推时只需要根据当时和上一时次的两张天气图即可进行，而曲线外推需要利用三张（或以上）天气图进行比较。显然，曲线外推要比直线外推更全面些，但是由于实际天气过程的复杂性，曲线外推并不一定比直线外推更准确，因此，使用外推法时必须结合其它预报方法灵活使用。 2.运动学方法 　　利用气压系统过去移动和强度变化所造成的变高（或变压）的分布特点，通过运动学公式导出的一系列定性预报规则，来预报系统未来的移动速度和强度变化的方法，叫做运动学方法。下面给出一些常用的定性预报规则： 　　（1）槽线沿着变压或变高梯度方向移动，脊线沿变压或变高升度方向移动。 　　（2）槽线（脊线）移动速度的大小与变压或变高梯度（升度）成正比，与槽线（脊线）的强度成反比，即在变压或变高梯度（升度）相同的情况下，强槽（脊）比弱槽（脊