风云2号卫星云图在短时强对流天气预报中的应用

风云2号卫星云图在短时强对流天气预报中的应用

傅昺珊

【摘 要】利用风云2号水汽通道的云图进行强对流天气的临近预警,发现每小时1次的风云2号云图对强对流天气有着重要指示作用,尤其水汽图反映了大气中上层的水汽分布,水汽区的活动、干湿区边界、暗区等都与强对流的发生发展有着密切关系,并找出了可以作为临近预警的关键指标,在2003年的几次强对流天气预报中,风云2号云图发挥了很好的作用.

【期刊名称】《气象科技》

【年(卷),期】2004(032)005

【总页数】4页(P363-366)

【关键词】风云2号;卫星云图;强对流

【作 者】傅昺珊

【作者单位】河北省石家庄市气象台,石家庄,050081

【正文语种】中 文

【中图分类】基础科学

第 32 卷第 5 期 2004 年 10 月 气象科技METEOROLOGICAL SCIENCE ANDTECHNOLOGY Vol.32,No.5Oct.,2004 风云 2 号卫星云图在短时强对流天气预报中的应用傅：过珊（河北省石家庄市气象台，石家庄 050081)摘要利用风云 2 号水汽通道的云图进行强对流天气的临近预警，发现每小时 1 次的风云 2 号云图对强对流天气 有着重要指示作用，尤其水汽图反映了大气中上层的水汽分布，水汽区的活动、干湿区边界、暗区等都与强对流的 发生发展有着密切关系，并找出了可以作为临近预警的关键指标，在 2003 年的几次强对流天气预报中，风云 2 号 云图发挥了很好的作用 。关键词风云 2 号 E星云图强对流引言用常规资料很难抓住暴雨、冰雹、龙卷风和大风等 中小尺度天气系统，但用时空分辨率高的静止卫星云 图，不仅可以观测大范围云系分布，而且可以观测中小 尺度云系的发生发展、成熟和消散演变的全过程。 2003 年夏季河北省气象台开展了分县短时预报业务， 每天 08:00 、 11:00 、 14 : 00、 17 : 00 （北京时，下同）发布未 来3h17 个站点的天气预报，内容包括天气状况、降水 量、风向风速、温度变化幅度。 其意义主要是对灾害性 天气实现短时跟踪和预警，雷达和 1 h 1 次的云图资料 成为短时预报和临近预警的有利依据。 2003 年 5 月 21 日日本静止气象卫星停发后，各级台站只有依赖风云 2 号气象卫星云图，处理后的云图与日本 GMSS 处理后 的云图相比，分辨率较低，经应用，证明了风云 2 号卫 星云图在强对流天气预警中的作用，水汽图对强对流 天气的预报有着重要作用［ l ］。1 用水汽云固分析水汽输送及对流的发生发展 水汽云图上反映了大气中上层的水汽分布，水 汽云图上水汽区的活动、干湿区边界、暗区等都与对 流的发生发展有密切关系 。1.1水汽带北侧暗区干区触发的对流图 1 为 2003 年 7 月 27 日 14:00 左右开始在河国家自然科学基金项目“40175007”资助作者简介傅岗珊，女， 1967 年生，硕士，从事天气预报工作 收稿日期：2003 年 8 月 8 日；定稿日期：2003 年 10 月 17 日北省中南部形成的强对流，石家庄 3 个站出现短时 大暴雨 。 在锋面云带的北界处，水汽云图上出现一 暗黑的下沉运动区，强烈的冷空气下沉运动导致其 前缘的重力不稳定，引起对流云的发生和发展 。 图 1 (a ）是石家庄站发生强对流前约 6 h 的水汽云图 。 由图可见，贯穿于东北和西南地区有一条较宽的云 带，其北侧为暗黑下沉运动区，石家庄西北方向有白 亮的小对流云出现，伴随着暗区的东移，对流云的范 围明显发展扩大，成带状 。 图 l(d ）为己发展成熟的 中尺度对流云团 。 另外，图 2 给出了 27 日 08:00 的 对流云不稳定度情况 。 由沙氏指数分布图可见，在 河北省的南部有不稳定中心，距石家庄站最近的探 空站邢台站的温度对数压力图也显示很不稳定，并 且有很大的负能量 。 在 850 hPa 天气图上，很明显 存在一条锋面，随着锋面的靠近，自北到南陆续出现 偏东风，对流很快被触发 。 对于水汽通道云图的暗 区干区触发的对流，根据冷空气的路径分成两类，一 类是西来路径，一类是北来路径 。 通过总结，分别给 出了触发强对流的冷空气关键区 。 对于北来路径， 当冷空气进入关键区 40 ＇ ～ 45'N, 110。 ～ 120。E ，而 且周围地区有亮点云发展时，未来 4 ～ 5 h 本区将出 现强对流天气 ［2 ］。 对于西来路径，当冷空气进入关 键区35 ＇ ～ 45。 N, 100。 ～ llO'E ，而且周围地区有亮 点云发展时，未来 3 ～ 4 h 本区将出现强对流天气，第32卷第 5 期2004 年 10 月气象科技METEOROLOGICAL SCIENCE ANDTECHNOLOGY Vol.32,No.5 Oct.,2004 利用风云 2 号水汽通道的云图进行强对流天气的临近预警，发现每小时 1 次的风云 2 号云图对强对流天气有着重要指示作用，尤其水汽图反映了大气中上层的水汽分布，水汽区的活动、干湿区边界、暗区等都与强对流的发生发展有着密切关系，并找出了可以作为临近预警的关键指标，在 2003 年的几次强对流天气预报中，风云 2 号云图发挥了很好的作用 。用常规资料很难抓住暴雨、冰雹、龙卷风和大风等中小尺度天气系统，但用时空分辨率高的静止卫星云图，不仅可以观测大范围云系分布，而且可以观测中小尺度云系的发生发展、成熟和消散演变的全过程。2003 年夏季河北省气象台开展了分县短时预报业务，每天 08:00 、 11:00 、 14 : 00、 17 : 00 （北京时，下同）发布未来h17 个站点的天气预报，内容包括天气状况、降水量、风向风速、温度变化幅度。 其意义主要是对灾害性天气实现短时跟踪和预警，雷达和 1 h 1 次的云图资料成为短时预报和临近预警的有利依据。 2003 年 5 月 21日日本静止气象卫星停发后，各级台站只有依赖风云 2号气象卫星云图，处理后的云图与日本 GMSS 处理后的云图相比，分辨率较低，经应用，证明了风云 2 号卫星云图在强对流天气预警中的作用，水汽图对强对流天气的预报有着重要作用［ l ］。用水汽云固分析水汽输送及对流的发生发展水汽云图上反映了大气中上层的水汽分布，水汽云图上水汽区的活动、干湿区边界、暗区等都与对流的发生发展有密切关系 。.1 水汽带北侧暗区干区触发的对流图1为2003 年 7 月 27 日 14:00 左右开始在河作者简介傅岗珊，女， 1967 年生，硕士，从事天气预报工作收稿日期：2003 年 8 月 8 日；定稿日期：2003 年 10 月 17 日北省中南部形成的强对流，石家庄 3 个站出现短时大暴雨 。 在锋面云带的北界处，水汽云图上出现一暗黑的下沉运动区，强烈的冷空气下沉运动导致其前缘的重力不稳定，引起对流云的发生和发展 。 图(a ）是石家庄站发生强对流前约 6 h 的水汽云图 。由图可见，贯穿于东北和西南地区有一条较宽的云带，其北侧为暗黑下沉运动区，石家庄西北方向有白亮的小对流云出现，伴随着暗区的东移，对流云的范围明显发展扩大，成带状 。 图 l(d ）为己发展成熟的中尺度对流云团 。 另外，图 2 给出了 27 日 08:00 的对流云不稳定度情况 。 由沙氏指数分布图可见，在河北省的南部有不稳定中心，距石家庄站最近的探空站邢台站的温度对数压力图也显示很不稳定，并且有很大的负能量 。 在 850 hPa 天气图上，很明显存在一条锋面，随着锋面的靠近，自北到南陆续出现偏东风，对流很快被触发 。 对于水汽通道云图的暗区干区触发的对流，根据冷空气的路径分成两类，一类是西来路径，一类是北来路径 。 通过总结，分别给出了触发强对流的冷空气关键区 。 对于北来路径，当冷空气进入关键区 40 ＇ ～ 45'N, 110。 ～ 120。E ，而且周围地区有亮点云发展时，未来 4 ～ 5 h 本区将出现强对流天气 ［2 ］。 对于西来路径，当冷空气进入关键区35 ＇ ～ 45。 N, 100。 ～ llO'E ，而且周围地区有亮点云发展时，未来 3 ～ 4 h 本区将出现强对流天气，364 第 32 卷这对于强对流天气的临近预警有很大帮助图 1 2003 年 7 月 27 日 08:00 ～ 15: 00 河北省中南部上空的对流云图（ι08:00;b.10:00;c.12:00;d.15:00) 200 主妇皿..L一」-"'-llJ>,._」00田 ’02领E 10 203040 图 2 2003 年 7 月 27 日 08:00 河北省中南部上空对流云的不稳定度(a.沙氏指数等值分布，b 邢台温度对数压力图；阴影区为负能量）1.2 气旋头部湿区南边界处对流的发生图 3 为 2003 年 5 月 28 日 17:00 左右开始在河北省中北部形成的强对 流，河北省北部出现短时暴 雨和大暴雨，石家庄东北部 、保定南部、衡水西北部 4个站出现冰雹 。 图 3(a ）为石家庄发生对流前约6h 的水 汽情况。可见在气旋头部湿区的前部有水汽的不连续，湿区的西南侧有干空气积聚，该处有利于对流生成和发展，实际上 13:00 已经有一个个亮 点云系在发展 。 图 3(d ）中，小对流单体沿水汽不连 续回流边界发展连成一片形成中尺度强对流云团， 而且，在 500 hPa 高空图上 40。N 关键区内存在急流 核，雹暴云系出现在高空急流的前方，冷锋的后面， 位于冷涡的下方 。 冷涡的逗点云系容易在气旋头部 湿区西南边界处产生对流云 。卷2003 年 7 月 27 日 08:00 ～ 15: 00 河北省中南部上空的对流云图00 田’0 2领E10 20 30 40 22003 年 7 月 27 日 08:00 河北省中南部上空对流云的不稳定度2003 年 5 月 28 日 17:00 左右开始在河北省中北部形成的强对 流，河北省北部出现短时暴雨和大暴雨，石家庄东北部 、保定南部、衡水西北部46 h的水 汽情况。可见在气旋头部湿区的前部有水于对流生成和发展，实际上 13:00 已经有一个个亮点云系在发展 。 图 3(d ）中，小对流单体沿水汽不连续回流边界发展连成一片形成中尺度强对流云团，而且，在 500 hPa 高空图上 40。N 关键区内存在急流核，雹暴云系出现在高空急流的前方，冷锋的后面，位于冷涡的下方 。 冷涡的逗点云系容易在气旋头部湿区西南边界处产生对流云 。第 5 期 傅窝珊：风云 2 号卫星云图在短时强对流天气预报中的应用365 图 3 2003 年 5 月 28 日 i l:00 ～ 17:00 河北省中北部出现的对流云图(a.11 :OO;b.13:00;c.15:00;d.17:00) 1.3 水汽羽北端对流的生成发展图 4 为 2003 年 7 月 4 日 18:00 左右在河北省中部形成的强对流天气， 7 个站出现冰雹，4 个站出现大风。石家庄市东北部 3 个县出现冰雹。 图 4(a）为石 家庄发生对流前约 6 h 的水汽状况，在山西的南部表 现为一伸向该区的的水汽羽，在水汽羽的北端处有利 于对流云的发生和发展 。 随着水汽羽的北伸，对流云 系发展，与河北省北部南伸的云带连成一片，形成完 整的对流云带。 由 2003 年 7 月 4 日 08:00 850hPa和700 hPa 的假相当位温的分布情况可见，水汽羽存在的地方存在一条 850 ～ 700 hPa 的能量脊 。 由地面 自动站 1 h 1 次的资料计算的假相当位温分布图也可 以看出，在河北省的南部偏东一带存在着高能量区， 同时在 500 hPa 图上，关键区内存在急流核和短波 槽，探空风表现出高层冷平流、低层暖平流的不稳定 形势，这特别有利于中尺度对流云团的发展。 10:00 开始自河北省东北部向西南出现偏东风，对流被触 发 。对于后向传播的云团，基本都形成于水汽羽中 。2结论 (1 ）风云 2 号卫星水汽云图对强对流天气的预警有很好的指示作用。(2）水汽云图的干区容易触发对流天气。北来 路径的冷空气进入关键区 40。～ 45°N, 110。～ 120。 E，而且周围地区有亮点云发展时，未来 4 ～ 5 h 石家 庄地区将出现强对流天气 。 西来路径的冷空气进入 关键区 35。～ 45。N,100。～ 110。E ，而且周围地区有亮 点云发展时，未来 3 ～ 4 h 该区将出现强对流天气 。 (3）头部湿区西南边界处容易引起对流云的发 展，在亮点云出现以后的 3 ～ 6 h 需要发布强对流天 气的预警 。 冷涡逗点云系往往在气旋头部湿区西南 边界处产生对流云 。(4）水汽羽北端容易引起对流的生成发展，在亮 点云出现以后的 3 ～ 6 h 需要发布强对流天气的预 警。对于后向传播的云团，基本都形成于水汽羽中。(5）上述强对流天气一定在大尺度天气形势有 利的情况下才发生，所以要充分分析天气图和数值 预报产品，然后应用 1 h1 次的卫星云图，尤其水汽 通道的云图和雷达资料来跟踪对流云团的发生发 展，以使短时预报业务向着定时、定点、定量方向发 展 。5期傅窝珊：风云 2 号卫星云图在短时强对流天气预报中的应用2003 年 5 月 28 日 i l:00 ～ 17:00 河北省中北部出现的对流云图2003 年 7 月 4 日 18:00 左右在河北省中石家庄市东北部 3 个县出现冰雹。 图 4(a）为石家庄发生对流前约 6 h 的水汽状况，在山西的南部表现为一伸向该区的的水汽羽，在水汽羽的北端处有利于对流云的发生和发展 。 随着水汽羽的北伸，对流云系发展，与河北省北部南伸的云带连成一片，形成完整的对流云带。 由 2003 年 7 月 4 日 08:00 850hPa 和700hPa的假相当位温的分布情况可见，水汽羽存在的地方存在一条 850 ～ 700 hPa 的能量脊 。 由地面自动站 1 h 1 次的资料计算的假相当位温分布图也可以看出，在河北省的南部偏东一带存在着高能量区，同时在 500 hPa 图上，关键区内存在急流核和短波槽，探空风表现出高层冷平流、低层暖平流的不稳定形势，这特别有利于中尺度对流云团的发展。 10:00开始自河北省东北部向西南出现偏东风，对流被触发 。2 结论(1）风云 2 号卫星水汽云图对强对流天气的预）水汽云图的干区容易触发对流天气。北来路径的冷空气进入关键区 40。～ 45°N, 110。～ 120。E，而且周围地区有亮点云发展时，未来 4 ～ 5 h 石家庄地区将出现强对流天气 。 西来路径的冷空气进入关键区 35。～ 45。N,100。～ 110。E ，而且周围地区有亮点云发展时，未来 3 ～ 4 h 该区将出现强对流天气 。(3）头部湿区西南边界处容易引起对流云的发展，在亮点云出现以后的 3 ～ 6 h 需要发布强对流天气的预警 。 冷涡逗点云系往往在气旋头部湿区西南边界处产生对流云 。）水汽羽北端容易引起对流的生成发展，在亮点云出现以后的 3 ～ 6 h 需要发布强对流天气的预警。）上述强对流天气一定在大尺度天气形势有利的情况下才发生，所以要充分分析天气图和数值预报产品，然后应用 1 h1 次的卫星云图，尤其水汽通道的云图和雷达资料来跟踪对流云团的发生发展，以使短时预报业务向着定时、定点、定量方向发展 。366 气 象 科 技 第32 卷图 4 2003 年 7 月 4 日 12:00 ～ 18:00 河北省中部形成的对流云图(a.12:00;b.14:00;c.16:00;d.18:00) 参考文献陈渭民卫星气象学北京：气象出版社，2003.338341 傅民珊.Darkareaof 臼tellite vaporimageryandheavyconvectivesystems.中美强对流天气1临近预报技术国际研讨会，北京，2003Applicationof FY-2MeteorologicalSatelliteImagesin SevereConvectiveSystemNowcasting Fu Bingshan (ShijiazhuangMunicipal Meteorological Office,Shijiazhuang 050081) Abstract:The vaporimages ofFY-2satellitewere used in the early warning of strong convective systems.Itisfound out that vaporimages of FY-2 satellite can wellrevealvapor distributions atupper and middle levels,andactivities of vapor zones,boundaries of dry and wet areas,and dark areas are closely related to the formation anddevelopment of strong convective systems.The results indicate that there are two types of cold air paths leadingto the development of convective systems:northern path and western path.For the northern path,the key areaisaround 40。 ～ 45。N, 110。 ～ 120°£; forthe western path,the key area isaround 35° ~ 45°N,100' ~ 110'£.Ifth巳forecasting location becomes very instability,the characteristics of upstr巳am clouds can be usedto predict the occurringtime andintensity of severe convective systems.Keywords:FY-2satellite,vapor imagery,severe convective syst巳m气象科技2003 年 7 月 4 日 12:00 ～ 18:00 河北省中部形成的对流云图陈渭民卫星气象学北京：气象出版社，2003.338341 傅民珊.Darkareaof 臼tellite vaporimageryandheavyconvective systems.中美强对流天气1临近预报技术国际研讨会，北京，2003Applicationof FY-2MeteorologicalSatelliteImagesin SevereConvectiveSystemNowcasting (ShijiazhuangMunicipal Meteorological Office,Shijiazhuang 050081) Abstract:The vaporimages ofFY-2satellitewere used in the early warning of strong convective systems.Itis found out that vaporimages of FY-2 satellite can wellrevealvapor distributions atupper and middle levels,and activities of vapor zones,boundaries of dry and wet areas,and dark areas are closely related to the formation and development of strong convective systems.The results indicate that there are two types of cold air paths leading to the development of convective systems:northern path and western path.For the northern path,the key area isaround 40。 ～ 45。N, 110。 ～ 120°£; forthe western path,the key area isaround 35° ~ 45°N,100' ~ 110'£.If th巳forecasting location becomes very instability,the characteristics of upstr巳am clouds can be usedto predict the occurringtime andintensity of severe convective systems.Keywords:FY-2satellite,vapor imagery,severe convective syst巳m

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/781deccc4ad7c1c708a1284ac850ad02df800772.html