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1、2024/8/311第三讲第三讲 地面与高空资料地面与高空资料图形显示图形显示上节课作业上节课作业（1）绘制一张地面观测图：把自己的家乡设为地图中心，地图上高亮显示自己的家乡选择合适的投影与地图，并截取合适的区域地面观测（显示级别为4）24hr降水大于10mm的站点（既要站点数据也要填充图）不许用默认颜色，加粗显示河流与国界漂亮，简洁（2）定义一个综合图：850hPa天气图（添加你认为必要的气象场）把一张综合图图片以及相应的综合图文件发送给我。上节课作业点评收到作业85份，另有一位同学请假。作业完成质量较高要素不全未按照要求写如何单省突出显示投影方式不恰当没有经纬度（经纬度间隔不合适）站点没有
2、分级显示底图颜色太重，气象信息不明混淆（比如在850mb填降水资料）降水的填充颜色与背景的颜色无法区分地面观测禅铎-地面图禅铎-850mb孙凯杨苏丰张炜月地面观测资料显示地面观测资料显示常规地面观测资料显示（第一类数据）常规地面观测资料显示（第一类数据）自动站资料显示自动站资料显示单要素地面观测资料显示（第三类数据）单要素地面观测资料显示（第三类数据）台风路径显示台风路径显示v要素要素显示示设置置属性窗口-填图要素设置plotconfig单击右键：显示(绿色)/隐藏(红色)双击左键出现颜色选择框，可改变要素填图符号或颜色v三三线图显示示属性窗口-地面三线图(true)，点击站点v资料料统计选择
3、统计阈值，显示符合条件的站点数；可以分省统计v变化化场计算（算（变温、温、变压等）等）v监视、显隐设置等置等常规地面观测资料显示常规地面观测资料显示(第一类数据第一类数据)c:MICAPS3modualsurfacesurface.ini字体设置字体字号=TimesNewRoman,16pt符号大小=1.8颜色调整站号=Black气压=Navy温度=Black隐现设置站号 =False气压 =True温度 =True露点 =True分级显示分级显示=True自动分级显示=True使用指定站点=specialSta.txt监视设置显示大风 =False自动站资料显示自动站资料显示v第一类数据格式
4、的自动站数据显示自动站资料写为第一类数据显示时，需要在文件说明中包含“自动”字样在配置文件C:MICAPS3modualawsaws_zh.ini中设置v自动站Z文件数据显示显示为填图，每次打开一个文件如果需同时显示多站点数据，需要将同一时刻的数据放在一个文件中v目前自动站资料显示和分析功能较弱，因此将来该部分功能会进一步开发识别字符串识别字符串=自动自动单要素地面观测资料显示（第三类数据单要素地面观测资料显示（第三类数据-p）v分析和显示离散点数据（MICAPS第三类数据），在C:Micaps3modualdiscretediscrete.iniv属性设置：阈值显示、显示变化、显示统计、填值
5、分级设置，设置分级字体大小和颜色、设置分析属性和分析显示(填充或线条)、显示小数位数、站点、站号显示v基本设置：显示时间变化单要素地面观测资料显示（第三类数据单要素地面观测资料显示（第三类数据-p）v基本设置：显示统计窗口v属性-行政边界填充(若一个行政区域内有多个站点，则显示最后一个站点的数据)v快速字体快速字体调整：整：可以使用系统主窗口左侧的字体大小和颜色按钮快速修改快速修改该类数据填图字体大小和颜色，如地面填图、离散点填图、高空填图(只改字体大小)和格点数据填值字体(大小和颜色都可以改)等。v分析分析设置置分析方法（CRESSMAN）分析范围（自动、中国、自定义）填色显示显示分析线条单
6、要素地面观测资料分析图形制作单要素地面观测资料分析图形制作vE:MICAPS3modualdiscrete台风路径显示台风路径显示vMICAPS第7类数据，可以通过C:MICAPS3modualtctracktrack.ini设置显示属性v属性窗口：显示属性设置：设置台风路径的显示属性，包括线宽、线颜色、标注方式（时间、台风名称或编号等）、风圈显示等台风路径动画显示：设置台风路径动画显示，路径动画显示时，从台风生成位置开始逐段绘制路径，绘制完成后，停止动画显示。高空观测资料显示高空观测资料显示高空观测填图高空观测填图TlogPTlogP探空时空剖面探空时空剖面AMDARAMDAR资料显示资料显
7、示高空观测填图高空观测填图v显示高空观测资料(MICAPS第2类数据)，modualhighhigh.ini改变缺省属性设置v可通过显示设置窗口快速设置某些简单属性v可通过属性设置窗口详细设置显示属性（更方便）HighPropertyHighProperty站点颜色站点颜色=Black温度颜色温度颜色=Red高度颜色高度颜色=Black露点颜色露点颜色=Black风颜色风颜色=Black隐藏温度隐藏温度=True隐藏高度隐藏高度=True隐藏温度露点差隐藏温度露点差=True隐藏风隐藏风=True隐藏站号隐藏站号=False字体字体=宋体宋体,9.75pt符号大小符号大小=1.8线宽线宽=1探
8、空热力图的种类探空热力图的种类v能量能量图（Emaram, -lnP_t）v斜温斜温图（斜温气（斜温气压对数数图，SkewT_Logp）v假假绝热图（Stuve Diagram,-Pkd_T）v温温熵图（ln(theta)_T）v斜温斜温图（斜温气（斜温气压对数数图，SkewT_Logp）v面积正比于能量v等温线倾斜45度，且与绝热线的交角几乎等于90度，非常有利于业务工作（稳定度分析）v重要的等值线均为直线：等压线与等温线都是直线但不不互相垂直，绝热线略有弯曲，饱和混合比湿线也是直线v气象领域内应用最广泛斜温图上的线条斜温图上的线条等压线干绝热线等温线湿绝热线斜温图的线条斜温图的线条饱和混合
9、比标准大气厚度标尺v假假绝热图（Stuve Diagram,-Pkd_T）v面积不正比于能量，但是有系数校正表，可以用来计算能量v等压线、等温线以及饱和混合比湿线都是直线，干干绝热线也是直也是直线（有利于稳定度分析，可以直观地比较探空与干绝热线的斜率）利用斜温图求各种气象参数利用斜温图求各种气象参数v混合比：混合比：v先找出气压与露点的交点，再找出经过此点的饱和混合比线v饱和混合比：和混合比：v先找出气压与自由大气温度的交点，再找出经过此点的饱和混合比线v相相对湿度：湿度：v水汽水汽压：v先找到气气压与露点与露点的交点，再由此点延等温线上升或下降至622hpa处，此交点所具有的饱和混合比值即为
10、当时环境的水汽压v饱和水汽和水汽压：v先找到气气压与自由大气温度与自由大气温度的交点，再由此点延等温线上升或下降至622hpa处，此交点所具有的饱和混合比值即为当时环境的水汽压v位温：位温：v气压与温度的交点沿着干绝热线上升或下降到1000hpa标准气压面所具有的温度热力学图解上的特征高度热力学图解上的特征高度vLCLvCCLvLFCPA，NAvELvEAL抬升凝结高度抬升凝结高度LCLv意意义：当空气块自地面受外力抬升并沿着干绝热线上升而开始产生凝结的高度，其为动力作用力作用所导致的凝结面。一般为层状云云底的高度v求法：求法：气压与露点的交点沿饱和混合比线上升，气压与温度的交点沿着干绝热线上
11、升，两者的交点即为LCL对流凝结高度对流凝结高度CCLv意意义：地球表面受到太阳辐射加热使空气块产生上升运动，并造成凝结的高度。其为热力作用力作用所导致的凝结高度。一般为积云云底高度。v求法：求法：露点与1000hpa的交点沿着饱和混合比线上升或下降至与探空温度曲线相交的高度，即为CCLv对流温度：流温度：当地球表面受辐射加热后开始形成对流时的地面温度v求法：求法：由CCL沿着干绝热线下降至地面时的温度。自由对流高度自由对流高度LFCv意意义：当气块经干绝热线达到饱和，并沿着湿绝热线上升过程中，当气块比环境温度暖时的高度，此时由于浮力作用可以自由上升而不需要借助外力。v求法：求法：由LCL沿湿
12、绝热线上升至与探空温度曲线相交的高度，即为LFCLCL,CCL,and LFCvCCL是由热力作用所造成的，LCL则是由动力作用造成的vCCL与LCL与探空图中的求取方式不同，因此正、负面积的求法亦不同，需看具体情况v理论上CCL的高度会高于LCL，当地面至云底温度递减率为干绝热率时，两者相同vLCL只要有水汽就会存在，但LFC不一定，LFC的出现主要取决于气块水汽含量以及大气的稳定度情况负面积（负能区，负面积（负能区，Nositive Area，NA）v定定义：气块沿着湿绝热线上升，且温度大于环境温度，空气块能自由上升，此时湿绝热线与层结曲线所围的面积与空气块所释放的的动能成正比，此面积称之
13、为正能区，它代表着气块在上升过程中所释放出来的能量的大小，也就表示大气所潜藏的不稳定程度。v求法：求法：v1.因加热作用所形成：（如太阳辐射）v由CCL沿干绝热线下降至地面，层结曲线与干绝热线所围的面积即为因加热作用所导致的负能区v2.因抬升作用所形成：（地形、锋面、辐合）v由地面沿干绝热线上升至LCL，再从LCl沿湿绝热线至与层结曲线相交，此所围的面积即为因抬升作用所导致的负能区抬升导致的正负能区平衡高度平衡高度EL与等面积高度与等面积高度EALvEL：高于环境温度的空气块继续上升，当气块温度再次与环境温度相等时候的高度，即为EL,也称中性浮力层LNB。在气流过山时，此高度可视为山前云层之云
14、顶高度vEAL：正面积与负面积相等时的高度，理论上的云顶高度vTlogP图文件三种打开方式菜单“高空观测”-“TlogP”(最新)工具栏按钮“打开”中的文件直接打开方式直接拖动最新TlogP文件到主窗口中v显示TlogP图界面，确保属性窗口“显示TlogP”属性为trueTlogP图图vTlogP图显示区还叠加显示T-Td4湿度层(绿色)，纵坐标可以显示固定高度层及特殊高度层(如0，-20层)的位势高度v风矢端图窗口大小可以调整v风速垂直分析速垂直分析图显隐：要与：要与风矢端矢端图配合分析，配合分析，线段段颜色表色表示的意示的意义相同，能清楚相同，能清楚显示示风速大小随高度的速大小随高度的变化
15、化v辅助窗口助窗口显隐风矢端图：风向刻度、风矢端线、速度圈物理量列表：单击物理量名可以显示多站物理量值v交互窗口交互窗口显隐：对TlogP图属性设置、抬升方式选择，或直接比较指定层，使结果更有针对性v鼠鼠标浮浮动帮助窗口帮助窗口显隐v物理量批量物理量批量导出：出：将算出的物理量生成文本文件vTlogP图片保存、复制按扭片保存、复制按扭v特殊特殊层次分析次分析点击工具条上的特殊层次分析或在显示区域点击鼠标右键都可以显示特殊层次分析菜单（右键菜单上还包含更多功能菜单）：显示湿层、显示不稳定层、显示下沉有效位能（600hPa开始）、显示下沉有效位能（最小位温开始）、显示冰相层、显示逆温层。风矢端图的
16、使用风矢端图的使用用法参考用法参考1、确定冷暖平流：红线段-暖平流，蓝线段-冷平流2、判断大气稳定度：高冷低暖-不稳定度增加-低层红线高层蓝线；还可以判断不同方位上的不稳定度3、判断锋面：1）看有无较大的热成风层次，如有，则有可能有锋区存在该层，也就是图中小线段的长度 2）判明该层是冷平流还是暖平流，以确定是冷锋还是暖锋4、分析测站附近气压系统v在图上双击左键可以放大v圆点为起始点v红线段（实线）表示风向随高度顺时针旋转为暖平流v蓝线段（虚线）表示风向随高度逆时针旋转为冷平流v线段颜色深浅表示层次高低，深色代表低层，浅色代表高层v单击物理量名可以在地图上显示多站物理量值物理量导出向导物理量导出
17、向导v1、时段选择v2、选择文件加入要处理的文件v3、选择存储文件方式，如按站点或日期排列v4、选择横坐标排列方式v5、选择要处理的站点v6、选择要处理的物理量v7、选择目标文件夹v8、完成按扭-系统进行计算并按要求输出数据大气温湿类Tg对流温度TT总指数AA指数TQ整层比湿积分层结稳定度类SI沙氏指数KK指数mK修正K指数DCI深对流指数IL条件对流稳定度指数SLW斯拉维指标Wd_D干静力稳定度Wd_L静力能潜在稳定度指标Wd_S静力能条件稳定度指标Wd_C静力能对流稳定度指标Wd_P静力能位势稳定度指标BI对流稳定度指数BIC最大对流稳定度指数FaustFaust指数IC对流稳定度指数IC
18、CBarber对流不稳定指数LIMax最大抬升指数JI杰弗逊指数TMJ修正杰弗逊指数TefferTeffer指数ChTTCharba总指数mK0Charba修正K指数Shr粗理查森数切变Ls干暖盖指数动力类w_cape对流加速度w_cin气块向上冲击速度Wm最大上升气流速度MDPI潜在下冲气流指数VV大风指数热力动力类BRN粗RICHARSON数SWISS00瑞士雷暴指数1SWISS12瑞士雷暴指数2SWEAT强天气威胁指数TQG通气管参数SRH风暴相对螺旋度Dm经验估计最大雹块直径能量指数类CAPE虚温订正对流有效位能CIN对流抑制能量GCAPE归一化对流有效位能EHI能量螺旋度指数WCAP
19、E伪CAPE特殊高度厚度DcDoswell云的厚度aa4w参加对流厚度aa8w参加对流厚度ZH0度高度ZH20-20度高度ZH30-30度高度TCL抬升凝结高度LFC自由对流高度ELC平衡高度YDC理论云顶高度CCL_Cen对流凝结高度CCL_Cenmod修正的对流凝结高度Wd_EL不稳定Cape处宽度Ld_EL不稳定Cape处长度Hd_020混合相层Hd_204BB增长层系统提供以下参数输出K 指数：中低指数：中低层稳定度和湿度条件的定度和湿度条件的综合指合指标 沙氏指数：气层稳定度指标沙氏指数：气层稳定度指标沙氏指数：沙氏指数： Si0稳定,Si0不稳定 Si3不可能有雷雨,0Si3,可能
20、有阵雨 -3Si0,可能有雷雨,-6Si-3,有强雷暴 K指数：指数： K20无雷雨, 20K35有局部雷雨 K35有成片雷雨 sese850-500850-5000 稳定稳定 sese850-500850-5000 不稳定不稳定探空资料报告探空资料报告v单击层结资料页后可查看各站的层结资料报告v包括了实况报文资料，各层比湿、饱和比湿、相对湿度、凝结函数、位温、假相当位温、虚温、静力温度等v一些特殊层的资料，如TCL(抬升凝结高度)、ELC(平衡高度)、LFC(自由对流高度)、YDC(云顶高度)、CCL(对流凝结高度)、ZH(0度层高度)、-10H(负10度高度)、-20H(负20度高度)等垂
21、直物理量分析垂直物理量分析v单击垂直物理量页后可进行垂直物理量分析v垂直水汽分析、垂直位温分析、静力温度分析、相对湿度分析、垂直凝结函数分布、假湿球温度分布、能量线v各物理量之间还可以进行比较分析。如当比湿和饱和比湿线接近时说明相对湿度大，远离时相对湿度小。当垂直位温图的斜率呈负增长时气块不稳定等 雷雨雷雨顺能量能量线v图上画出干静力温度线，湿静力温度线，饱和湿静力温度线，能量平衡高度v图中红色区域为不稳定能量，横线区为启动能量，斜线区为潜热能，点线区为饱和能差v当pe点即能量平衡高度较高，或红色区域（不稳定能量）大时，易出现对流天气；v当潜热能大，饱和能差小时，大气接近饱和；v当T/P0（即
22、图中湿静力温度线随高度增加减小）时，气层不稳定。当不稳定层次厚度较厚且饱和能差小时易出现对流和强降水天气；v启动能量表征了要使潜在不稳定能量变成现实有用的能量，外界应提供的能量。启动能量过大，则不易发生对流，过小则不利于积累不稳定能量，只有适当才最有利发生强对流。v当干静力温度线、湿静力温度线、饱和湿静力温度线三条线整体数值较偏右，也就是整体数值较大时，能量高，易出现不稳定天气；偏左时，能量低，不易出现不稳定天气。（具体使用可参考能量天气学雷雨顺著或天气学原理及其方法（朱乾根主编）空间剖面图空间剖面图打开探空数据文件（第5类数据），且属性窗口中设置下的“显示剖面窗口”属性为“ture”左键在主
23、窗口单击选择剖面（选择点数最多不超过20个），单击右键结束选择可保存图片时间剖面图时间剖面图属性窗口中设置下的“显示时间剖面”属性为“ture”在弹出的时间剖面图右侧下方选择时间段，然后点击“绘制”按钮可保存图片AMDAR资料显示资料显示vAircraft Meteorological DAta Relay (AMDAR)飞机气象机气象资料下料下传v是MICAPS3.0定义的新增的第31类数据格式v在属性中选择显示温度、风、垂直速度、湍流度等要素v在属性中设置“探空”属性值为true，则显示探空图v如果存在同时刻的气象探空资料（第5类数据），则可以通过“叠加探空”实现两者探空的叠加显示Amda
24、r资料格式资料格式文件头：diamond31数据说明数据个数要素名称数据：发报中心年月日时航班观测时间年月日时和分钟（如果有分钟，可以使用如0245这样的两位小时和两位分钟表示）数据纬度数据经度飞行类型导航状态飞行高度（米）温度风向风速垂直速度湍流度温度可信度风可信度垂直速度可信度湍流度可信度位置可信度高度可信度文件名命名规则，可以使用MICAPS定义的格式文件名（YYMMDDHH.000），文件名使用北京时（与高空资料命名方式相同）eg：Amdar06103008.000注意：打开后要注意：打开后要在属性设置中设在属性设置中设置显示范围！置显示范围！ 课堂练习与要求课堂练习与要求1）地面填图填图设置、地面三线图、资料统计、显示变化、台风路径2）高空填图 TLOGP：风矢端图，了解单站高空分析，交互窗口显示与消隐，导出物理量，空间剖面图，时间剖面图，对各种物理量有个直观的认识AMDAR：显示，探空，叠加探空作业一：模仿这张图E:MICAPS3modualdiscrete作业二：绘制自己家乡探空图站号：station.txt（如果家乡没有探空，用省会城市代替）Tlogp 图图过去一周时间剖面图过去一周时间剖面图Top：100mb包含必要要素，美观、清晰、大方
