卫星云型识别

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1、卫星气象学和气象卫星在天气 分析和预报中的应用 各种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 1、带状云系： 这是指一条大体上连续、具有明 显长轴、长宽之比至少为4：1的云 系。如果云系的长宽之比小于4：1 ，则该云系称之为云区。如果带状 云系的宽度大于一个纬距，称为云 带；若带状云系的宽度小于1个纬 距，称为云线。 2、涡旋云系 涡旋云系是指一条或几条云带或 云线以螺旋形式旋向一个共同的中 心的云系，它与大气中的气旋性（ 正）涡度相联系，识别这种云系可 以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。 图1显示了红外云图上云

2、系的大尺度分布，图中A、D 、C是三个涡旋云系，其中A是西太平洋上的热带低 压云系，D是我国江淮地区的温带气旋云系，C是我 国青藏高原上的涡旋云系。B-F是位于我国南方地区 的锋面云带。同时，在图中白色的卷云线清晰可见， 它的走向与高空风的方向基本一致。 图1 带状云系和涡旋状云系(1999年9月3日08时 GMS-5红外云图) A B C F D 逗点云系 、逗点云系的形成和组成 在卫星云图上有一种形如标点 符号中“，”的云系，这种云系称 逗点云系，它是涡旋云系的一 种。它的形成可以解释为大气 闭合环流迭加于一云区，由于 闭合环流的作用，在环流中心 之南（晴空区）偏西气流侵入 云区，而在环流

3、中心以北，云 随气流由云区向西平流，最后 形成逗点状云系，这时低压中 心与最大正涡度中心重合。如 果逗点云系是移动的，则云系 发生变形，涡度中心偏于低压 中心的前方。对于逗点云发展 的不同阶段，型式也不同 图 逗点云系的形成 图8.2 逗点云系的形成 云 区 旋转中 心旋转中心中空急流 (a)(b) (c) 4 斜压叶云系 在卫星云图上，常见到一种与高空斜压区相 联系的云系，表现为“叶子状”的云型，称之“ 斜压叶状云系”，这种云系与西风带中的锋生 区或气旋生成有关，并在红外云图上表现最 清楚。 斜压叶云系可表现成多种类型，主 要有三类： (1) A类叶状云(图811.a)，这是一类最常见 的叶

4、状云，主要特征有：云系位于高空槽 前；与急流平行移动且位于急流右侧； 初期有“S”形后边界，在水汽图上表现最清楚 ；干在“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，在水 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；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类叶状云(图8.11b)，这类云的主要 特征为：于急流轴前的左侧形成；云系 位于急流左侧移动；有“S”形后边界，在红 外图上最明显；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

5、长度大致相等；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。 （3）C类叶状云(图8.11c)，主要特点有： 它表现为两个几乎平行的双叶结构的型式， 它们间有一条干带将它们分开；在水汽图 上有一条干缝，但此干缝在可见光图上有低 云。 干区 干带 干区 干区 (a) (b) (c) 干缝 图8.11水汽图上三类叶状云: (a)A类叶状云; (b)B类叶状云 (c)双叶类叶状云 5 变形场云系 由连续的静止卫星云图上观测发现，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。变形场 的云系常沿气流伸长轴作相反运动，使云系伸长，同时 在其垂直方向上压缩

6、，表现为狭长的云带。由于实际大 气中的气流常是几种气流的迭加，空气的相对运动及其 引起的变形场很难分析，但从云图上很容易识别。变形 场云系可以仅出现在对流层上部或下部，也可以出现在 一个深厚的层次内，其可以表现为不同的尺度，和从低 纬到高纬的任何一个区域内。 与变形场相联的云系有以下几种 1、图8.15a中是最一般的变形场云带，细实线为流 线、细虚线为相对气流流线，变形场云系是与相对 流线构成的变形场相联。图中分为三种情况：（1 ）第一种是两侧气流强度相当，这时云带平直；（ 2）当一方气流强于另一方时，云带由强的一侧向 弱的一侧弯曲，所以第二种情况表示的是西北气流 较强时云带弯曲情况；（3）第

7、三种情况是西南气 流强时云带弯曲的情况。 2、图8.15b是与逗点云系相联的变形场云系，（1 ）第一种情况是在逗点云系的尾部的变形场云系， 该处气流是气流辐散区，云系向南凸起；（2）第 二种情况是逗点云系的头部，由于变形场气流的作 用，云系向东西两方向伸展，表现为宽的云带。 3、图8.15c是高低空同时存在变形场气流时的云 系组合，带箭头的虚线是高空气流，细实线是低空 气流，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，这种情况在海上多 见，由于中空盛行西北气流，水汽较少，低层以层 积云为主。这两种云系组合实际上是与锋面云系相 对应，图中粗虚线表示了逗点云系及锋面的尾部。

8、 图8. 16 水汽图上暗区与流场配置关系 4、图8.15d是另一种与中空变形场相联的变形场云 系，其外形似一个边界破碎的“喷泉”， 在云系左侧 部分云系绕低压成气旋性弯曲，右侧云系成反气旋 弯曲，云系到达变形区渐近线之前就逐渐消散。但 是有时云系可以充满图上虚线内的区域，从而形成 明显的云边界，而有时则沿变形带处形成一条狭窄 的云带。 图8. 15 几类变形场云系 (a) (b) (d) (c) E E C A B 6.水汽图上变形暗带（干带）与湍流 观测表明，晴空大气湍流与高空气 流的波有关，波的出现使水汽图上 的暗区越来越暗，从而使干湿边界 越来越清楚。这种水汽图上变暗表 示高层辐合,有

9、冷平流导致的强的下 沉运动，出现强风速垂直切变，产 生湍流运动。在水汽图上，这种暗 带在变暗过程的同时被拉长，与高 空气流中的变形带相关。观测表明 ，（1）当水汽图上的暗带变暗达3 小时以上时，大气湍流发生。大多 数湍流发生于水汽暗带的前沿，也 即在卷云北界的晴空区内；（2） 在水汽图上暗区变暗最快的地方往 往是湍流发生最频繁和最强烈的地 方。图816给出子水汽图上最容易 变暗（变干）的高空大气流型，图 中虚线是等风速线，带箭头的实线 是流线，宽箭头是暗区移动方向。 图8. 16 水汽图上暗区与流场配置关系 7 细胞状云系 1、未闭合细胞状云系 2、闭合细胞状云系 3、未闭合细胞状云系与闭合细

10、胞状云系共存时的 特征 4、积云变稠密区 5、海面细胞状云系和积云线 6、陆地上的细胞状云系 1）夏季我国北方高空冷涡中的细胞状云系 在冷涡的后部（西侧）经常有冷空气侵入，使该地区产生细胞状云系，冷涡附近的细胞状云系 有明显的日变化，一般在中午前后由于太阳对下垫面的加热开始形成细胞状云系，由积云浓积云组 成，到傍晚前后，这些云系中的一些常发展成积雨云，并伴有强对流天气。 2）青藏高原上的细胞状云系 第二节 水汽图形的大尺度分布 1、水汽阻塞区和头边界、内边界的分 析 2、干涌边界和底涌边界 3、急流水汽边界和斜压叶云水汽边界 4、回流边界 第三节 卫星云图分析高空天气系统 分析高空槽线，脊线

11、分析南支槽云系 分析青藏高原上的切变线云系 分析输送带 冷暖输送带，干带 中纬度气旋中冷暖输送带模式 图中粗实流线为暖输送带 气流，虚线为冷输送带，细实 流线为高空槽后的干气流，细 实线为气流的高度.从图中可看 到云系与气流间的相对分布， 其中气流分成三股：一支暖输 送带从东南流入气旋，在暖区 上升，并流越地面暖锋，再向 东北从高空槽前流出系统；一 支为冷输送带在低空从东北方 进入气旋，在低压中心附近上 升，当其流出系统时，与暖输 送带合并；第三支是干气流， 生成于气旋上游的对流层上部 ，并从西侧流入气旋。 ? 400 350 400 800 500 700 500 300 400 600 5

12、00 700 800 600 冷输送带 暖输送带 高空急流 干气流（干舌） 图8.48 第四节 锋面云系 冷锋云系 定锋面 东北冷锋 东北地区是气旋多发地区，该地的冷锋 多与气旋相关联，在发展完好气旋云系的东 南一侧伸出一条气旋性弯曲的冷锋云带。该 地区的冷锋云带都较完整，云带以多层云为 主，宽在34个纬距左右，云带中色调最白 的地方有强降水。 有时在一条主要云带的后部，从涡旋的西北 到西南象限伸出一条或几条副冷锋云带，其 宽度较窄，从西北向东南方急速移动，在夏 季时常伴有雷暴天气。如图5.54中，F-N是一 条东北亚地区的冷锋云带，自北向东南伸展 ，其北端与涡旋D相联结，在F处色调很白， 为

13、多层云区，从F到N处色调逐渐变暗，云顶 逐渐降低，在冷锋云带尾部东南方前的C处有 几个小色调特别白亮的排列有序的对流云团 ，这是锋前雷暴云系。 图8.54 我国东北冷锋云系(1999年10月29日08 时GMS5红外云图) F N D C 贝 加 尔 湖 暖锋云系 静止锋云系 锢囚锋云系 W (2000年4月27日17时) 图8.62 南方暖锋云系 A F1 F2 W 2000年4月20日17时GMS-5可见光云图 图8.64北方地区锢囚锋云带 干 冷 空 气 气 B 第节温带气旋云系 经 典 锋 面 云 系 特 点 (d)成熟阶段 (c)锢囚阶段 (a）波动阶段 (b)发展阶段 图8.81

14、锋成气旋云系演变特征 (e)消散阶段 东北气旋云图特点 1、逗点云系诱导 2、大片云区发展成的气旋 开始在青海湖附近有一块云区，其范围较大，云内薄厚不均匀、多纹理和皱纹，有对 流云发展，高空有卷云辐散，在东移过程中发展成气旋，并没有与其它云系结合而发 展成气旋波。 最初在青海湖附近有逗点云系出现，在其前方从东北经华北至华 中一带有东北_西南走向的静止锋云带或切变线云带，当逗点云系逼 近这云带时便诱导气旋的形成，其比天气图大约提早6-42小时出现； 3、冷锋云带前方暖区中的盾状 云区发展 （1）生成阶段：从贝加尔湖到新疆有 一条东北西南走向的冷锋云带，其前方 的兰州附近有一盾状卷云区，云区北界

15、表现有纤维状的卷云，随西北冷锋向东 南方移动，盾状云区向东北方发展，两 者在河套相遇，波动也就形成。有时冷 锋东移过程中减弱分裂，南段并入盾状 云区内； （2）发展阶段:云系凸起更明显，后 边界开始向云内凹，表明干空气侵入云 区，在气旋云区北到东北有向外伸出的 卷云羽，说明气旋还要发展； （3）锢囚阶段：干舌更加明显，出 现螺旋结构，螺旋中心与500百帕低压 中心一致，冷锋后还会出现积云线和细 胞状云系； （4）消亡阶段：螺旋云系断裂，云 区中出现一些对流云，高低空冷低压中 心重合，冷空气下沉，云系消散，气旋 消亡。 (1) 生成前 (2) 生成 (3) 发展 (4)锢囚 (5) 成熟 冷 锋 盾状云 图8 .95 东北低压的发生发展 北方冷涡云系的生成 1、南北云带迭加型：如图中，表现为四个阶段 ： （a）先是从西伯利亚到我国新疆地区存有一条与500百帕高空槽相连的盾状云带(A)， 其东南方有另一条盾状云带(B)，这两支云系在东移过程中相互靠近； （b）接着是云系连接合并，在连接合并的地方(A)，云区扩大加厚； （c）然后是出现圆形涡旋状云型(H)和螺旋云线，形成冷涡云系； （d）最后冷涡云系切断，与云带分离。 (a) (b) (c) (d) 图8. 96