天文動力結構分析與災害性天氣過程預報的業(yè)務檢驗講座第1頁/共25頁檢驗的圖表和資料天文動力變量等級曲線圖天文動力歐氏距離曲線圖靜力能量不穩(wěn)定度曲線圖靜力能量歐氏距離曲線圖逐月動力靜力耦合分析第2頁/共25頁課題檢驗工作的思路由于課題都是以單站災害性天氣過程為分析研究對象的，所以進行天文動力與靜力能量對比檢驗都以單站曲線圖為主。北半球動力場的應用可以作為擴展內或下一步科研工作的前期可行性研究；課題工作都是只對災害性天氣過程進行檢驗分析，對單站的天文動力層結狀況、動力歐式距離分析、靜力能量不穩(wěn)定度、靜力能量歐氏距離四個方面進行單點檢驗分析；塔城和石河子的課題還需要對異常氣候進行必要的分析和預測，相應的技術人員要進行相應的檢驗分析工作；相應的各單站的分析圖表，由博州氣象局制作和提供。分析的技術要求和圖表分別是：1、動力變量等級（動力不穩(wěn)定層結分析）；2、動力歐氏距離（動力觸發(fā)強度分析）；3、靜力能量不穩(wěn)定度（靜力能量層結不穩(wěn)定度分析）；4、靜力能量歐氏距離（靜力能量轉換條件分析）第3頁/共25頁天文動力不穩(wěn)定層結分析變量等級的作用從本質上講，天文動力是大氣層中沒有被平衡的外力，它的作用效果就是不斷地改變大氣層的狀態(tài)，使大氣層的不穩(wěn)定不斷增加。但是距平等級是一個氣候特征量，表征狀態(tài)的意義遠比表征不穩(wěn)定度更準確，變量等級是最活躍的不穩(wěn)定度表征量，變量等級的時空積累就是動力不穩(wěn)定度的判定指標。變量等級曲線圖由逐日總力、水平力、垂直力、南北力、東西力的變量等級曲線圖組成。其中，垂直力、南北力、東西力的變量等級分別表征了三維空間上動力不穩(wěn)定度，水平力變量等級為水平力面上的動力不穩(wěn)定度，總力變量等級表征了三維空間的動力不穩(wěn)定度。圖表和工具第4頁/共25頁天文引潮力變量等級分析曲線圖第5頁/共25頁

動力層結分析原理和方法

總力變量等級為主要分析指標，垂直力、南北力為輔助分析指標。

正值區(qū)代表動力不穩(wěn)定大值區(qū)和靜力不穩(wěn)定小值區(qū)，負值區(qū)代表靜力不穩(wěn)定大值區(qū)和動力不穩(wěn)定小值區(qū)。

極大值代表動力不穩(wěn)定極大，極小值代表靜力不穩(wěn)定極大。

極大值動力不穩(wěn)定觸發(fā)，極小值為對流不穩(wěn)定觸發(fā)，正值與負值的切變線為動力斜壓觸發(fā)。

正負值的時間積累值為強天氣過程的判定指標。強負值弱正值為強天氣過程。

負值時間積累值為靜力有效不穩(wěn)定能量的堆積，是強天氣過程可以釋放的能量值的代表。正值的積累代表動力擾動。第6頁/共25頁DiagramTextTextTextAddYourTitleTextText1Text2Text3Text4Text5AddYourTitleTextText1Text2Text3Text4Text5TextText第7頁/共25頁歐氏距離動力觸發(fā)分析曲線圖第8頁/共25頁觸發(fā)動力分析原理和方法層結與動力的擬合完成動力預報分析極大值極小值交替震蕩動力擴張作用動力壓縮作用擾動調至作用原理和方法第9頁/共25頁靜力不穩(wěn)定狀態(tài)分析曲線圖第10頁/共25頁靜力不穩(wěn)定能量分析原理和方法主要指標顯溫、潛溫和位溫距平等級構成靜力不穩(wěn)定度，表征大氣地面層結的穩(wěn)定度輔助指標相對濕度的距平等級表征地面大氣飽和度情況，判定強天氣的類型變化趨勢不穩(wěn)定度出現(xiàn)頻繁的高低值振蕩，表明靜力不穩(wěn)定度處于活躍時段極小值擬合不穩(wěn)定度強極小值表征天氣能量的釋放和爆發(fā)時刻，與動力觸發(fā)極小值重合天氣最強

靜力能量的保守性是動力預報分析的訂正依據(jù)，根據(jù)靜力能量中前期不穩(wěn)定度和水汽飽和度的持續(xù)分布特征，可以有效地判定強天氣過程的類型。第11頁/共25頁靜力能量歐氏距離狀態(tài)分析曲線圖第12頁/共25頁靜力能量短期預報訂正分析原理和方法定義及含義極值的作用和意義短期預報分析方法顯溫、潛溫位溫和總能的歐氏距離值表征靜力轉換的關鍵時刻為天氣爆發(fā)的日期。歐氏距離值極小值的連續(xù)震蕩和極大值向極小值轉換的時刻即為強天氣爆發(fā)的關鍵日。極小值為靜力能量轉換的時刻，最大值為靜力能量積累的時刻，極小值與動力極小值重合為強天氣。第13頁/共25頁災害性天氣過程預報分析的思路

動力分析可以有效的判斷災害性天氣的時間段，與靜力能量特征配合分析，可以很好地確定災害性天氣的類型及具體爆發(fā)時間。靜力歐氏距離狀態(tài)及震蕩特征分析，進行強天氣的短期預報訂正。觸發(fā)動力配置分析動力層結分析1、2步驟獨立完成異常天氣過程的動力背景分析靜力能量不穩(wěn)定層結及地面大氣飽和度分析判斷強天氣類型3、4步驟靜力層結及歐式距離的特征分析可以幫助確定天氣類型及訂正天氣發(fā)生的時間。第14頁/共25頁災害性天氣過程預報的延伸——短期氣候預測ABCGFE預測方法及思路逐月靜力不穩(wěn)定層結分析逐月動力不穩(wěn)定層結分析逐月靜力歐氏距離分析動力和靜力歐氏距離狀態(tài)對比分析逐月觸發(fā)動力狀態(tài)分析動力與靜力不穩(wěn)定層結對比分析由動力和靜力層結不穩(wěn)定及歐氏距離狀態(tài)的對比分析，利用純動力逐月不穩(wěn)定層結和歐氏距離特征來預測未來各月的溫度和降水趨勢預測和分析第15頁/共25頁逐月天文動力不穩(wěn)定層結分析曲線圖第16頁/共25頁逐月動力觸發(fā)條件分析曲線圖第17頁/共25頁逐月靜力不穩(wěn)定層結分析曲線圖第18頁/共25頁逐月靜力能量歐氏距離值分析曲線圖第19頁/共25頁短期氣候氣溫和降水趨勢預測思路和方法1溫度預測分析：一般地講，動力不穩(wěn)定層結月距平等級大于100時，可能出現(xiàn)氣溫偏低的穩(wěn)定趨勢；月距平等級小于-100時，可能出現(xiàn)月平均氣溫偏高的穩(wěn)定趨勢；位于其間的月份可能出現(xiàn)氣溫正?；蚵愿呗缘偷内厔?。3溫度和降水的一般搭配：冷冬降水偏少；暖冬降水偏多；暖夏降水偏少；冷夏降水偏多；暖春降水偏多；冷春降水偏少；暖秋氣溫偏少；冷秋降水偏多。例外的情況，氣溫特高特低的月份降水偏少，正常略高略低降水偏多。2降水預測分析：一般地講，動力觸發(fā)歐氏距離月距平等級值小于-50時可能出現(xiàn)降水偏多的穩(wěn)定趨勢；月距平等級值大于50時，可能出現(xiàn)月降水偏少的穩(wěn)定趨勢；位于期間的月份降水趨勢可能為正?；蚵云嗦云仝厔?。第20頁/共25頁短期氣候預測工具的研發(fā)思路對比分析研究建立預測分析工具計算逐月距平等級計算逐月平均值歐氏距離條件分析圖表不穩(wěn)定層結圖表歐氏距離條件分析圖表不穩(wěn)定層結圖表動力觸發(fā)條件對比分析層結對比分析動力觸發(fā)指標的建立不穩(wěn)定層結指標第一步第二步第三步第四步第21頁/共25頁課題組災害性天氣過程對比分析技術要求主要對正值區(qū)和負值區(qū)分布的時間段和強度比，時間積累強度的分配狀況，綜合確定不同類天氣發(fā)生的層結分布特征、動力觸發(fā)歐氏距離特征，制作災害天氣預報。主要對各圖表中同一屬性的量進行時間積累制分析，主要判定不穩(wěn)定能量的積累程度，用以對天氣強度有效能量的預報和分析，確定災害性天氣強度預報。

主要對各圖表中

極大值、極小值進行統(tǒng)計分析，便于建立確定的臨界值，用于對強天氣過程爆發(fā)

時間的預報。極值分析時間積累制分析狀態(tài)分析第22頁/共25頁災害性天氣過程動力和靜力狀況對比分析表極值分析時間積累制分析狀態(tài)分布特征分析動力層結不穩(wěn)定圖表ClicktoaddtextClicktoaddtextClicktoaddtext動力觸發(fā)條件分析圖表ClicktoaddtextClicktoaddtextClicktoaddtext靜力不穩(wěn)定度分析圖表ClicktoaddtextClicktoaddtextClicktoaddtext靜力歐氏距離圖表ClicktoaddtextClicktoaddtextClicktoaddtext備注Clicktoa