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论文及报告


天气站

地面图

Surface Map

地表气温(2米);海平面气压;地表风场(10米)

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地面图一般用来观察当前天气状况,特别是中纬度锋面气旋系统、热带台风系统、梅雨准静止锋系、阻塞高压等。由于地表摩擦作用,地面图上的风矢量不完全地转于压力场,而显示出次地转特性,从而形成低压幅合、高压幅散的特点,为垂直输送创造了条件。由于青藏高原等大地形的影响,地表气压订正到海平面上误差较大,从而影响了周边地区信息的准确性。地面图上常常需要定“锋面”、定“高/低压中心”、定“台风眼”等信息,由于用计算机定出这些信息的难度较大,这里从略。利用地面图理解当前天气状况直接而简易。

850 mb

850mb

柱可降水量;850mb风场

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850mb图一般用来观察水汽输送。水汽在热带海洋上很多,在对流层下层很多,在PBL之上(即850mb)由于没有湍流阻碍,可快速地远距离输送,从而在夏天形成影响我国的水汽通道(甚至是富含水汽的低空急流),把印度洋和太平洋的水汽引入我国东部地区。冬季,水汽也可从遥远的北大西洋输送过来,尽管总量很小。这里为了更清楚地显示水汽随风输送的特性,去掉了850mb等高线,事实上,在这一层风场和高度长已基本满足地转关系。

700 mb

700mb

对流潜能(CAPE);700mb高度场;700mb风场

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700mb图介于850mb和500mb之间,是过度层面。特别地,这里给出了对流潜能的分布,从中可看出哪里有发生大尺度对流的可能性。对流潜能很好地表征了大气垂直层结的稳定度,和潜在的由于对流所能释放的能量,再加上大尺度的高度场和风场,有利于理解1-3天的天气状况。

500 mb

500mb

绝对涡度;500mb高度场;500mb风场

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500mb是观察中纬度斜压波动(大气长波)的特征层面。由于这一层地转关系严格成立,也称为无幅散层。通过观察500mb高度场槽脊的运动,可做1-7天的天气预报,特别是尺度较大的天气斜压波动,都会在这一层表现出发生、发展、加强、消亡的生命过程。500mb高度场不适合热带地区的分析,这主要是由于高度场在热带失去了梯度,和风的关系不好,因此在热带地区应多关注风场。很多重要的天气系统都定义在这一层上,诸如:副高的588线,阻塞高压的闭合中心等。这里为了更好地体现500mb的涡旋特性,将绝对涡度(地转涡度+相对涡度)作为背景。

500 mb 北半球、南半球大尺度环流

nhsh500

北半球500mb高度特征范围(5600-5800gpm);南半球500mb高度特征范围(5100-5500gpm)

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500mb高度场在极射赤面投影(简称极地投影)的等值线图,常用来观察大气长波的槽脊运动,而这又是7天左右天气预报的最重要参考。在夏天,当纬向环流盛行时,天气稳定温度回升;当经向环流盛行时,锋面气旋活跃,天气阴雨温度降低。在冬天,常用来观察阻塞高压等大尺度驻波型天气系统。南半球相对于北半球,由于下垫面均一,波动相对较少,因而等值线平直而南北梯度较大。

北京地区沿纬线剖面

nhsh500 demo

沿北京地区(北纬40度)纬向垂直切面:彩色shading是温度场;等值线是高度场(减掉了纬向平均)

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沿纬线的剖面图,可用来观察大气“东-西”和“上-下”的槽脊运动。东-西方向的槽脊分布,预示着未来槽来脊去的可能。上-下方向的槽脊分布,表征了高低压系统的高低位置和深厚程度。再配合温度的高低,可以用来做1-3天的冷暖平流和高度平流预测。在这张图上,北京位置以蓝五角星表示,在北京西侧的槽脊和冷暖状态,一定程度上可用来预报1-3天的实况。以上都是以“北半球中纬度西风带带动一切天气系统由西向东移动”为假设。

北京地区沿经线剖面

nhsh500 demo

沿北京地区(东经116度)经向垂直切面:彩色shading是云水混合比;等值线是垂直速度

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沿经线的剖面图,适合观察大气的水汽输送,这对于以南北方向分布为主的季风环流是重要的。此图中的shadding可认为是“云量”,应与卫星观测的云量吻合,从中可以看出雨云的位置和高度,进而清晰地指示夏季梅雨风系的雨带位置。此图中的contour是垂直速度w,是云形成的必要条件,两者应配合得很好才是。

天气站说明:

天气站每天更新四次(见下表),显示最新的气象观测资料,为学生学习、课堂教学、和科研工作提供参考。数据源自美国NOAA通过NOMADS释放的全球实时同化资料FNL(全球1x1覆盖,包含对流层和平流层中下层),使用气候组的服务器绘图并放在此网页上。请注意:由于WMO规定每天四次常规观测的时间以格林威治时间(GMT)为准,图片title的时间就是GMT,需加上8个小时才对应北京时间。我们非常想做得更好,因此一直在努力改善,非常期待您多多批评指教,也欢迎有创意、有梦想、想建设一个精美细致的网上天气站的同学与我们联系。

早晨5:10 - 昨天晚上20点的观测数据; 上午9:00 - 当天凌晨02点的观测数据; 下午15:10 - 当天上午08点的观测数据; 晚上20:50 - 当天下午14点的观测数据

History

2010年7月22日 增加北京地区经向剖面图,简称cs.lon.beijing,有助于了解南北方向的水汽输送和云的形成
2010年7月21日 增加北京地区纬向剖面图,简称cs.lat.beijing,有助于了解东西方向的槽脊运动
2010年6月27日 总结建站以来的各方面情况,查看PPT点击这里 http://www.phy.pku.edu.cn/climate/realtime/doc,具体可查看报告01
2010年6月22日 在处理missinglist的脚本manual中,加入sed语句,使得补全的id得以自动去除,如此可以更方便地用manual补全
2010年6月21日 增加北半球、南半球500mb特征线图,简称nhsh500,有助于了解行星尺度的环流大势
2010年6月17日 在组内Server端C-Shell脚本中,加入对“下载文件失败”的判断,并写入missinglist文件,用于之后的手工补全
2010年6月15日 加入历史图片存档,可访问 http://www.phy.pku.edu.cn/climate/realtime/archive 来查看过往图片,使过往图片发挥发挥余热
2010年6月14日 图左下角加入画图时间,可看出当前图是何时画的,有利于了解服务是否正常
2010年6月14日 数据下载自 http://nomad3.ncep.noaa.gov/pub/gdas/rotating/ ;网页做好;服务器端NCL脚本编好;CRONTAB作业进入队列;开始试运行

关键字:天气分析;天气图;当前天气;气象实况;实时预报;实时气象监测

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北京大学物理学院北559室(地图) 本页最后更新:2010年07月