卫星气象学课件6-09教材.ppt

第六章 中纬度天气系统的卫星云图分析 第一节 中纬度地区大尺度云系分析 第二节 水汽图形的大尺度分布 第三节 卫星云图分析高空天气系统 第四节 锋面云系 第五节 温带气旋云系 第六节 高空急流云系的分析,第一节 中纬度地区大尺度云系分析 卫星的大范围和高时、空分辨率观测，获得云的大范围分布状况云的大范围分布表现为一定的结构型式，这些特定的结构型式与一定的天气系统和大气物理过程相联系识别云系有助于对天气系统分析预报和大气物理过程的理解 一、带状云系 大体连续、有明显长轴、长宽之比至少为4：1的云系，称为云带；若带状云系的宽度小于1个纬距，称为云线云带主要由多层云系组成，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 二、涡旋云系 指一条或几条云带或云线以螺旋形式旋向一个共同中心的云系，与气旋性(正)涡度相联系，根据云系可定出扰动中心的位置和强度有时涡旋云系表现为一片密蔽的圆形云区，涡旋中心就是云区的几何中心 如温带气旋云系FY2C IR1 2006042305,2003年3月2~5日 急流云系 3日新疆12级大风 4日西部大雪天气,5日高空急流 80 m/s（日本附近）,三、逗点云系 1．逗点云系的形成和结构 在卫星云图上有一种形如标点符号中“逗点”的云，称为“逗点云系”，它是涡旋云系的—种。

其形成可认为闭合环流叠加于一云区，闭合环流、偏西气流侵入、环流中心形成、云区向西平流等作用，最后形成逗点状云系，低压中心与最大正涡度中心重合逗点云系移动，则云系变形，涡度中心偏于低中心前方 逗点系云发展的不同阶段，型式也不同，有三情况： ①初生的逗号点云系，由“S”形的后边界、头部(H)、尾部(B)和干舌区(F)组成； ②发展中的逗点云系，则有一个宽的凸起的头部，尖的尾部云带，和涡旋中心处表现一个尖点； ③成熟的逗点云系，表现成一个大尺度的逗点云系，由涡度逗点云系、斜压叶状云系和变形云带三部分组成，斜压叶状云系以层状云为主，顶部为卷层云；涡度逗点云系以对流性中低云为主，降水为阵性，与冷锋、锢囚锋相联系；变形场云系处在逗点云系的头部，以卷状云为主通常涡度逗点云隐藏在斜压叶状云系的下面2．逗点云系与高空气流（如图6．5所示） ①在图中，云系涡旋中心与环流中心重合，“×”是正涡度中心位置，处于云系涡旋中心东南侧； ②在逗点云系头部(D2)是变形场区，表现为一支环绕云系涡旋中心气旋式旋转和向东经过脊区反气 旋大的两支气流； ③逗点云系尾部云带(D1)与高空槽前西南气流相一致；,2003年4月10日06时GMS5,2003年4月10日14时GMS5,2003年4月5日~4月10日 气旋和气旋族（2次过程连续发展）大风、降温（7、8日） 新疆、青海、甘肃 沙尘暴、降水（9日） 高原斜压扰动系统,2003年4月9日16时GMS5,2003年4月11日06时GMS5 广东，广西，湖南，浙江龙卷、冰雹灾害,3．逗点云系与地面气流 逗点云与低层气流的关系(图6．5) ： ①低空的环流中心与云系的涡旋中心重合； ②逗点云云带尾部与低空变形场气流相配合；变形场区中心靠冷区一侧(D1)气流辐散，云系逐步减少，两端云系加强。

4．逗点云系与涡度场 又称最大正涡度平流云系(图6．6)， 在涡度逗点云处．为强平流涡度 区，伴随强上升运动和云系稠密 区图中粗实线是涡度平流零线， 涡度等值线与等高线平行，切变 涡度区，是逗点云带，上升运动 变弱，云带变窄逗点云系后无 云区，等高线与等涡度线 有明显 交角，是负涡度平流区，下沉运动区5．逗点云系与急流 逗点云区中的急流分布关系(见图6．7)有两种情况： ①A类逗点云系(也称A型气旋)，如图6．7(a)所示，急流以反气旋方式穿过逗点云区，急流轴的南侧为冷的盾状卷云区；急流轴北侧为暖的中低云区，急流核穿过舌区曲率最大处 ②B类逗点云系(也称B型气旋)：急流不穿过急流云区，急流轴分成两段：其中为段处在在云区后部的干区中，J2处于逗点云头部边界处，从逗点状云的头部到尾部为连续的卷云覆盖区，云区中没有强风轴出现进一步B类逗点云系还分两种情况，一种如图6．7(b)所示：逗点云处发展的初期，云的后界不出现暗的中低云区；另一种如图6.7 (c)所示，B类逗点云加强发展，其云后部的急流侵入到云区，云区后界处出现暗的中低云区6．逗点云系与湍流 逗点云系常与中、高空的湍流有关，据分析，湍流与逗点云系的关系如图6．8所示。

由图可见： ①在图6．8(a)中，尖点A处出现弱到中等程度的湍流； ②干舌B处随干冷下沉气流的加强出现湍流； ③当逗点云尾部c处有正在变干的西北气流侵入或出现横向卷云带时，弱而细的卷云带表示弱到中度的湍流，宽厚的卷云带表示有强的湍流出现； ④对于B类逗点云区中盾状云系D处，边界变得更清楚，出现横向云带，云边界D以大于40km·h-1向晴空区移动将会发生湍流； ⑤在A类逗点云系中，如图6．8(b)所示，湍流发生于逗点云头部c的前方斜压叶状云F靠极一侧，逗点头部c紧挨斜压叶状云F，急流平行于斜压叶状云F北边界当在x点附近出现横向波状云时，水汽图上正在变暗的区域，显著反气旋弯曲的地方，有强湍流出现四、斜压叶状云系 与高空斜压区相联系的云系，表现为“叶子状”的云型，称为“斜压叶状云系”，与西风带中锋生区或气旋生成有关一般特点： 1．为一条较宽的云带，后边界光滑整齐，呈现“S”形，其T处向北凸起，呈反气旋弯曲，“S”处向南凹，呈气旋性弯曲；斜压叶状云系西界W处有“V”字型缺口，这种缺口是由西北急流侵入西边界形成的云系的东半部主要以卷云为主，西部云顶高度降低，色调变暗 “V”字缺口北侧以中低云为主，南侧以低云为主。

2、斜压叶状云系与高低空流场有关，(图6．10)，实线是高层300hPa流线，粗虚线是涡度最大轴线在高空： ①斜压叶状云系处在槽前西南气流中； ②“×’’是高空500hPa涡度中心，虚线(E)是平流涡度轴线，(F)是切变涡度轴线，u—D是涡度最大值轴线； ③槽线位于斜压叶状云系后界附近； ④红外图上，后界处云系色调变暗，高空有西北冷平流侵入在低空，低压中心位于斜压叶状云系由凸到凹的靠下一点P的地方，斜压叶状带凸起的下方为暖锋，云系下凹段的前界为冷锋 3．斜压叶状云系的类型 斜压叶状云系可表现成多种类型，主要有A、B 、C三类： (1)A类斜压叶状云 图6．11(a)： ①云系位于高空槽前，是一类最常见的叶状云； ②与急流平行移动且位于急流右侧； ③初期有“S”形后边界，在水汽图上表现最清楚； ④在“s’’形边界凸起的地方，出现盾状卷云区，急流轴与整个凸起边界相平行，水汽图上，凸起边界虽清楚，但反差不大；红外图上，边界清楚反差大； ⑤在“S”形边界凹的地方，与干区相邻近，水汽图上边界很清楚，而红外图上无高云，急流轴的走向与凹部主要边界一致 (2)B类斜压叶状云图6．11(b) ①云系位于急流轴前的左侧形成；,②云系向急流左侧移动； ③有“s”形后边界，在红外图上最明显； ④在“S”形后边界凸起的地方，水汽图上反差较小，急流轴与后边界不重合，凸部与凹处的长度大致相等； ⑤在“s”形后边界凹的地方，在水汽图上的反差比凸起处要大，急流轴方向与凹边界上游一致。

图6．11 水汽图上三类斜压叶状云,(3)C类斜压叶状云 图6．11(c) ： ①它表现为两个几乎平行的双叶结构的型式，它们问有一条干带将它们分开； ②在水汽图上有一条干缝，但此干缝在可见光图上有低云 4．斜压叶状云系演变为逗点云系 当相应斜压叶状云系的高空槽振幅加大时，槽后偏北气流加大，并侵入斜压叶状云区，由于高空干冷的下沉气流作用，使得云区西北一侧的云顶降低变暖，这时其“S”形后边界变得更明显由于高空西北气流以气旋性方式侵入云区，最后斜压叶状云系演变成涡度逗点云（图6．12上）当出现高空槽前云区中急流断裂加强，地面低压从叶状的暖侧移向云后边界附近和水汽图中干舌已伸至逗点云的尖处，表示斜压叶状云向逗点云演变（图6．12下）图6．12的右下半部表示的是在斜压叶状云的盾状云的北侧出现较宽的暖的中云区，然后形成具有尖角的逗点状云图6．12 斜压叶状云系与逗点云系的发展,5．斜压叶状云系与逗点云间的配置 逗点云系与斜压叶状云系之间的组合常表现有以下三种情况： ①图6．13(a)逗点云系的尾部全部被斜压叶状云系所覆盖； ②图6．13(b)逗点云系的尾部部分被斜压叶状云系覆盖； ③图6．13(c)逗点云系与斜压叶状云系全部分离，逗点云位于斜压云带的北侧，且其尾部云与斜压云系紧邻接。

图6．13 逗点云系与斜压叶状云系间三种配置关系,五、变形场云系 卫星云图上某些云系与变形场相联系，并称之为变形场云系如在图6．14(a)中，表示静止系统中的简单变形场、云带，G为高压中心，D为低压中心，变形场内的空气在一个方向上压缩，垂直方向上拉长图6．14(b)是移动的系统中，实线是涡度等值线，N是负涡度中心，x是正涡度中心，云系与涡度变形场带一致云系常沿气流伸长轴作相反运动，使云系伸长，垂直方向上压缩，为狭长的云带实际大气几种气流的叠加，空气相对运动与变形场难区分，云图上变形场云系易分析与变形场相联的云系种类： 第一种：图6.15(a)一般的变形场云带，细实线为流线、细虚线为相对气流流线图中分为四种情况： ①两侧气流强度相当，云带平直； ②西北气流强于东南气流，云带向弱侧弯曲； ③西南气流强云带向东北弯曲 第二种：图6.15(b)与逗点云系相联的变形场云系，两种况： ①逗点云系尾部的变形场云系，气流辐散，云系南凸； ②逗点云系头部，变形场云系向东西伸展，为宽云带 第三种：图6．15(c)高低空同时存在变形场气流云系，带箭头的虚线是高空气流，细实线是低空气流，粗虚线为逗点云系及锋面。

图中A是与高空变形场相联的卷云带，B是与低空变形场相联的层积云区，中空西北气流，水汽少，低层层积云，对应锋面云系 第四种：6．15(d)与中空变形场云系，其外形类似破碎的“喷泉”，云系左侧成气旋性弯曲，右侧成反气旋弯曲有时云系边界明显，有时沿变形带形成一狭窄云带六、细胞状云系 卫星云图上常见类似细胞一样的云系，称为“细胞状云系”是由于冷空气受到下垫面的加热，并在较好的条件下形成的冬季洋面冷锋后面的冷空气从大陆进入海面，受到暖的海面加热，在海面与气温相差大的地区，形成开口(末闭合)细胞状云系，在海面温度相差较小的地区形成闭合细胞状云系其直径为40一80km，不易在地面上观测到出现地区，风速垂直切变较小 1．未闭合细胞状云系主要特征： ①未闭合细胞状云系呈指环或“u”字型，中间无云，四周有云； ②未闭合细胞状云系以积云、浓积云组成，有时见积雨云出现； ③未闭合细胞状云系常出现于低压南侧低空气旋性环流区； ④未闭合细胞状云系常出现于深厚不稳定的冷气团中 有时在副热带高压里可见细胞状云系，在稳定大气中形成，没有强的冷平流，下垫面强烈加热多为层积云、积云和浓积云组成的混合云区2．闭合细胞状云系与天气系统： 冬季，闭合细胞状云系也出现于洋面冷锋后，发生的条件和地方与未闭合细胞状云系不同。

①闭合细胞状云系呈球状，中央有云，四周无云或少云，从中央到四周，云变薄，色调变暗，边界为多边形； ②闭合细胞状云系主要由层积云组成； ③闭合细胞状云系出现在高压东南象限，地面反气旋气流处； ④闭合细胞状云系出现在稳定的冷气团内 出现细胞状云系的地方，低空都有受下垫面的加热或云顶辐射冷却所致低空对流未闭合细胞云系中的对流要弱，有逆温抑制对流发展，图6．17为西北太平洋寒潮爆发形成的开口细胞状云(OP)和闭合细胞状云系(CL) 3．未闭合细胞状云系与闭合细胞状云系共存时的特征 冬季洋面冷锋后未闭合和闭合细胞状云系常同时出现的特点： ①未闭合细胞。