卫星气象学课件42liya.ppt

由于气象卫星探测有时空分辨率较高和观测范围大的特点，所以在气象卫星图像上不仅可以识别与地面观测相应的不同种类云，而且可以分析这些云系的大范围水平和垂直分布在气象卫星图像上各种云系的大范围分布表现为与某些天气系统或大气物理过程有关的特征性云型，分析这些云系便能识别各类天气系统 一、带状云系 带状云系是一条大体上连续、具有明显的长轴且其长宽之比至少为4:l的云系如果云系的长宽之比小于4:l，则称该云系为云区带状云系宽度大于一个纬距称做云带，带状云系的宽度小于一个纬距称做云线云带主要由多层云系组成，云种有卷状云、积状云和层状云急流、锋面、赤道辐合带都表现为带状云系4.4 气象卫星图像上常见的云型、 云系及伴随的天气,二、涡旋云系 涡旋云系是一条或多条不同云量和云类的螺旋云带朝着一个公共中心辐合形成的，与大尺度涡旋相联系大尺度涡旋的水平范围为600～1500公里有组织的螺旋线或积云汇合线因与气旋性相对涡度相联系，常称作涡度中心涡旋云系可以分为两类，一类是具有清楚的螺旋云带（线）和中心；另一类不具有明显的螺旋云带，而表现为一片近乎圆形的密蔽云区，涡旋中心就是云区的几何中心 三、云线 云线长为30至几百公里，宽度小于1个纬距，由对流云团组成，可出现在中高纬度地区冷锋附近，也可出现在热带洋面上。

能指示低空风向，而高空急流卷云中的云线可作为高空风的良好指标弧形云线是中尺度对流系统中的重要成员，是雷暴外流的前边缘2008年9月0813号台风森拉克,,卷云线,四、云团 云团是产生暴雨和强对流天气的一种重要中尺度系统云团由多个大小不等的积雨云或积状云与层状云混合体组成云簇团，它们的高空卷云砧连成一片，表现为一片白亮的密实云区云团的生命史一般≥l天，有的达数日；水平范围为几十至几百公里 五、细胞状云系 卫星图像上的形似细胞状的云称作细胞状云系其直径为40～80km，是由于冷空气受到下垫面加热，在水汽较充分的条件下形成的，秋冬季我国北方海面冷锋后部，夏秋季华北冷涡和东北低压后部分为开口状和闭合状两类开口细胞的形状成指环形或U字形，中心部分为无云或少云，边缘上主要为浓积云积雨云团状结构,细胞云 O处开口细胞云； C处闭合细胞云； S处未破碎Sc云； 平坦大陆N有大的积云和积雨云带；,VIS,六、逗点云系 指形如逗号的云系它形成和发展的原因是大气的非均匀旋转，使云块变形造成的若系统不移动，云将随着旋转风场一起移动，发展成逗点状，低压中心和最大涡度中心重合；若系统东移，云系将进一步变形，最大涡度中心从低气压中心移走。

许多大尺度逗点云系的演变，要比这里给出的理论模型复杂 在红外图像上，涡度逗点云系的主要部分隐藏在卷云层下方，在可见光图像上，较高的斜压卷云盾比它移动快逗点云系的大小各不相同，可以从雷暴单体到一个大尺度的中纬度气旋，它们均与最强的正涡度平流关联，其主要形状的变化与涡度型发展所决定的正涡度平流相联系逗点云系的形成：大气闭合环流叠加云区逗点云系的结构形式与其发展阶段有关： 初期：一般均由四部分组成，即呈“S”形后边界、头部（H）、尾部（B）和干舌区（F）组成； 发展中：由宽的凸起的头部，尖的尾部云带和涡旋中心处的尖点； 成熟时期：表现为大尺度逗点云系，由斜压叶状云系，涡度逗点云系和变形云带三部分组成发展成熟的逗点云系： 斜压带云系，是逗点云系的最高层卷云顶，常为层状，除雷暴外降水呈连续性，并与冷锋、锢囚锋以及暖锋相联系； 涡度逗点云系是逗点云系中的中低层云系，具有高度对流，降水多为阵性，与冷锋和锢囚锋相联系； 变形带云系，它是逗点云系中的卷云层顶部，比斜压带卷云低，降水为连续性，与锢囚锋相联系尾带与槽前西南气流一致,逗点云系与高空气流,七、斜压叶状云型 与高空西风急流中的锋生相联系的一种植物叶片状云型。

通常，该云系在垂直方向深厚，地面伴有锋生现象，并且还可能有地面气旋形成在可见光和红外图像上都很容易看见它 斜压叶状云型通常为一个拉长的云型，它两边的边界清晰（大振幅槽云系中斜压叶最好确定）它向极地一侧，通常有一个浅或小曲率的“S”形；上游尾部呈气旋式弯曲，下游尾部呈反气旋式弯曲，并且最终变成逗点头尾部的“V”形凹口是由急流伸至云系西端造成的，常常是逗点云要发展的第一信号斜压叶状云与高空、地面流场中的主要有以下关系： 上游急流带窄而伴有最大风；下游急流轴位于它的南部并且风速较小，并可能产生北移涡度中心位于斜压叶边界上游一侧晴空中气旋式和反气旋式弯曲的过渡点；一般情况下，平行于急流上游的狭窄状切变涡度瓣与平行于斜压叶的平流涡度瓣在涡度中心（X处）相交，形成一个大致的“L”形（图中点划线和虚线） 对应的云和锋面，最高云顶通常位于斜压叶东半部上方，东半部分末端将变成逗点头；云顶向西降低，“V”形凹口北边界西端有中层云顶出现，南边界由低云组成，且沿着地面冷锋 新形成的冷锋将沿着斜压叶的南边缘，其东端位于斜压云系深厚部分的下方，可为静止锋，并伴有切断型地面气压场可以有地面槽出现，但锋面系统反而不清楚。

4.5 重要天气系统的云型特征和天气 一、锋面云系 气象卫星图像上，锋面云系为一条长达数千公里、宽近百至数百公里不等的长云带，并且常常由多层云系组成云带的特征，依赖于锋区是否活跃、周围的环境条件和水汽是否丰沛等 1、冷锋云系 与温带气旋连接的冷锋云带，一般长1000km左右，宽200～300km，并且距涡旋中心越远云带愈窄；云带的气旋性曲率明显可见光图像上，云带的色调比较均匀，内部嵌有一些对流性亮区冬季在较高的纬度地区，太阳高度角较低，冷锋云带的云顶高度不均匀性会造成云带中多纹理结构1)、利用卫星云图确定地面冷锋位置 由卫星云图确定地面冷锋的位置可以依据云的边界和云系的稠密状况，一般而言，风的切变较明显，云的边界较光滑，大致分为三种情况： ①如果云带的前界清楚、光滑整齐，表明该处有明显风切变，地面 冷锋就定在云带的前界处； ②同理，如果云带的后界清楚整齐，地面冷锋就定在云带的后界； ③如果云带的前后边界不整齐，则地面冷锋定在云带中云系由稠密 到稀疏的地方 (2)、南方冷锋云系 在长江以南地区，由于热带洋面的水汽输送，水汽丰富，冷锋 常表现为一条连续的云带在冬季，南方冷锋锋面坡度小，云带很 宽，有时达5个纬距以上，地面冷锋定在云带前界附近，700hPa 切变线位于云带中低云的北界处。

到夏季，副热带高压加强北上 西进，南方冷锋的坡度变大，云带变窄，由于冷空气变性，冷锋 云系演变为切变性云系南方冷锋云带上的云系的组成随季节、大气环流和周围环境 而异，分成三种情况： ①冬春季节，受越过青藏高原的下沉气流的作用，云系以稳定的中低云为主，红外云图上表现为灰到较暗的色调； ②当青藏高原上的高空槽云系东移，与南方冷锋云系重叠时，云带以稳定的多层云为主； ③在夏季，由于太阳对地表的局地加热作用，冷锋云带的前界附近处出现对流云 在我国南方地区冷锋云系的另一个特点是时常出现高空冷 锋，由于高空气流速度较低空大，与冷锋相伴随的中高云系的移速 也较低空要快，这就使得低云在中高云的后部暴露出来上图表示了高低气流不一致时冷锋云系的分布状况在图(a)中，高低气流的速度相当，表现一条高中低云结合一起的云带；在图(b)中，高空风较低空风速大，高中、低云部分分离，部分重叠，分离的低云E出现于高云U的后部；在图(c)中高空风远大于低空风速，高中低云完会分离，出现一条中高云带U和一条低云带E如上图所示，比较可见光和红外云图，可以发现南方冷锋表现为两条云带F1一F1和F2一F2，两云带间有明显的晴空区，其中云带F1一F1较窄，局部表现为云线，明显向南凸起，地面冷锋可定在云带前界的弧状云线处；F2一F2较宽，云带也较稠密，红外云图上F2一F2云带的后界呈明显的气旋性弯曲；形成F1一F1云带的原因是冷空气在低层向南扩散形成的，所以云带窄，同时在云带C处因低层冷空气的触发，有对流云形成。

3）、冷锋云系的形成过程 在我国大部分地区，多数冷锋是伴随冷空气爆发由外部移入的，但也有不少冷锋是就地形成的多年卫星云图分析可以发现，冷锋有以下几种形成方式： ①斜压盾状云系发展成冷锋云带当斜压叶状云演变为逗点状云系时，则伴随有冷锋云带的生成和发展 ②逗点云系叠加于切变性云带形成冷锋云系当逗点云系东移与东部地区的切变线带叠加合并时，切变性云带将转变为冷锋云带； ③卷云带南移形成冷锋云系在卫星云图上，时常可以看到一条东西走向的卷云带，当其演变为冷锋云带时，卷云带的西端明显南移，呈东北一西南走向，并逐步表现为气旋性弯曲，最后形成冷锋云带；,④南北云系叠加形成冷锋云系当北方有一与涡旋相联的逗点云带时，其东南方是一与高空槽相联的盾状卷云带时，如果南北天气系统振幅叠加时，经向环流发展，高空槽前的偏南气流，及由此导致槽后的偏北气流同时加大，这时南北云系叠加，受北方冷空气的作用，云系逐步演变为气旋性弯曲，冷锋云带生成； ⑤断裂云系形成冷锋云带当夏季的卫星云图上出现排列成线(带)的离散对流云系发展时，云系相互合并，随云系发展导致西南气流和云系后部的偏北气流加强，冷空气侵入云区，从而形成冷锋云系4）、冷锋云系的强度变化 a 冷锋云系加强的特征 ①在我国大陆上，由冬到夏，通常冷锋都是由西北移向东南，由于水汽条件、地面加热条件的变化，冷锋云系将会明显加强； ②当冷锋云系尾部叠加有短波槽云系时，表现为云区的色调变浅，出现卷云区，后又逐渐成为盾状，并随西南气流沿锋面云带向北推进，结果冷锋云带显著加强； ③对流性云系演变成的冷锋云系将加强； ④冷锋云系与其它云系合并，冷锋加强； ⑤冷锋移向低纬度地区，冷锋加强。

b 冷锋云系减弱的特征 ①冷锋云系移向大片无云区，意味着冷锋进入西北干冷气流中； ②处在地面变形场区的冷锋云系将减弱5）、我国南方冷锋的移动特征 我国南方地区的冷锋活动较北方要少，南方地区的冷锋的移动不仅与中高纬天气系统有关，而且与热带天气系统有密切关系，因此冷锋的活动较为复杂分析云图得出南方冷锋移动的主要特点有： ①南方冷锋移向的确定：南方的冷锋一般从北或西北向南或东南方向移动当南北云系叠加时有利于冷锋南下，通常是北方的冷锋云带与南支槽相叠加，云系合并，此时经向环流加大，可使北方冷空气到达较低纬度 ②南方冷锋移速的确定： 南方冷锋加速移动的特征有： ●在高空槽前的云区有强的对流性降水，或者是云区向北明显凸起，则有利于槽后冷空气南下； ●当副热带高压减弱东退，则南方冷锋加速向东南方向移动； ●冷锋云带东侧有台风存在，冷锋加速南下 南方冷锋减速移动的特征有： ●如果副热带高压稳定，则冷锋移动减慢； ●冷锋上游方向有高空槽云系移向冷锋，则其将减速； ●冷锋的气旋性弯曲越来越不明显，冷锋云带南侧出现枝状云； ●中高空冷锋云系一中低空云系分离； ●当热带洋面上有台风发生发展，冷锋移速减慢2、暖锋云系 卫星图像上识别暖锋比冷锋困难，因为暖锋只是温带气旋初生阶段才比较清楚，同时暖锋的云区和云型多种多样。

活跃暖锋云系的明显特征是：为一条宽300～500km、长几百km的带状云区，由多层云系组成，上部为大片卷云，其下为高层云、雨层云和积状云，因而色调明亮，伴有较强降水；云区向冷空气一侧凸起，云区内反气旋弯曲的卷云纹线清晰可见 地面暖锋的位置定在云区向北凸起部分下方，并与云区中纹线近于平行，顶端一般位于云区由凸变凹处弱暖锋在地面图上不清楚，但气象卫星图像上表现为卷云带，暖锋位置可以定在暖锋云系里面靠近后边界处我国南方地区暖锋活动频繁，云区宽广，且以多层云系为主，其形成过程为南支槽或高原槽云系与华南静止锋云系迭加之结果北方的暖锋云系范围比南方的小，有的呈圆形，且出现涡旋结构在暖锋云带处呈反气旋性弯曲,高空槽前锋带暖气流,副高西侧热带气流,暖锋云区的形成 暖锋的形成伴随西南气流的加大，而西南气流的加大与高空槽的活动密切相关在我国暖锋的形成有以下两种情况： 一。