天氣學(xué)診斷實習(xí)報告范本.doc

. . . . .南京信息工程大學(xué)天氣學(xué)診斷分析實習(xí)報告實習(xí)名稱 天氣學(xué)診斷分析 日期 2016年12月17日 得分 指導(dǎo)教師 系 大氣科學(xué) 專業(yè) 大氣科學(xué) 年級 班次 姓名 學(xué)號 一、 實習(xí)目的熟練使用天氣學(xué)原理和中國天氣中所學(xué)的知識，診斷分析常用的動力和熱力參量（渦度、散度、渦度平流、溫度平流、水汽通量、水汽通量散度、垂直速度等）。1、學(xué)會使用Fortran程序讀入有格式的數(shù)據(jù)文件，輸出二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件。2、學(xué)會使用Fortran編程計算渦度、散度、渦度平流、溫度平流、水汽通量、水汽通量散度、垂直速度等動力和熱力參量。3、學(xué)會使用Grads讀入二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件，繪制等值線圖、矢量圖等，并存儲。4、掌握如何分析得到的各物理量的圖形。二、實習(xí)要求完成計算各物理量的Fortran程序，并畫出各物理量的圖形，結(jié)合所繪出的圖形，分析這次南方氣旋形成時各要素場的配置情況，對這次降水過程進(jìn)行天氣診斷分析。三、實習(xí)資料該過程的觀測資料和再分析資料，實習(xí)要求用micaps資料進(jìn)行計算和分析。1、觀測資料：計算范圍：東經(jīng)30-160，北緯10-80，格距 2.5*2.5。所給要素為高度場，風(fēng)場，溫度以及溫度露點差，共11層。時次是2013年5月21日08時到2013年5月31日18時，每12小時一次，共22個時次。2、再分析資料：東經(jīng)30-160，北緯10-80，格距 2.5*2.5。所給要素為高度場，風(fēng)場，溫度以及比濕（單位為：kg/kg），共17層，時次是2013年1月1日00時到2013年5月31日20時，每6小時一次，共604個時次。四、實習(xí)內(nèi)容：1. 利用所給資料和繪圖軟件繪制等高線、等壓線、等溫線，了解當(dāng)時環(huán)流形勢（主要是500和850hPa）。2. 計算渦度和散度（主要是300，500，850hPa），500hPa實測風(fēng)渦度平流，計算850hPa溫度平流并繪圖，利用高空和地面形勢預(yù)報方程，從熱力和動力因子分析南方氣旋生成、發(fā)展的原因，以及散度高低層的配置。3. 計算850，700，500hPa水汽通量并繪圖，分析水汽通量輸送較大的層次及水汽通量散度，指出水汽輸送通道大致范圍，并說明水汽輻合區(qū)域的位置，什么位置有利于降水的發(fā)生，原因是什么。比較水汽通量中水汽平流和風(fēng)的散度項的大小4. 編制計算垂直速度程序，并繪制500hPa垂直速度。用第二種修正方案，其中大氣層頂?shù)拇怪彼俣瓤梢灾苯硬捎?，也可以用絕熱法。5. 以上任務(wù)完成后，有興趣的同學(xué)可以編寫計算流函數(shù)和勢函數(shù)的程序。也可以對以上計算結(jié)果模仿文獻(xiàn)繪制一些垂直剖面圖等，從不同角度對該次過程進(jìn)行分析。五、結(jié)果分析本次實習(xí)內(nèi)容為2013年5月25-28日一次南方氣旋發(fā)展過程，25日20時氣旋在貴州境內(nèi)生成，處于波動階段，至26日08時發(fā)展成熟，此時降雨強度也明顯加大，氣旋在成熟階段持續(xù)了近一天時間，26日20時氣旋發(fā)展至最強，且移動緩慢，于27日20時開始減弱， 28日08時氣旋填塞。環(huán)流形勢分析從850hpa的高度場可以看出，5月25日20時大約在北緯30度、東經(jīng)100度貴州附近有一個氣旋生成，氣旋強度較弱，之后開始加強并向東移動。500hpa高空大約東經(jīng)85度附近有一個低槽，此后低槽緩慢東移并加強發(fā)展。初始階段溫度場大致落后于高度場，為氣旋發(fā)展提供有利的發(fā)展條件，這是此次南方氣旋過程的環(huán)流背景。中低空東移的低渦和切變線是主要的影響系統(tǒng)，此次氣旋活動伴隨著降雨的發(fā)生。500hPa渦度平流分析：500hpa的8個時次渦度平流差異較大，高低值中心有些散亂，但從正負(fù)值所處的區(qū)域來分析，可大致得出，5月25日東經(jīng)95度地區(qū)有正渦度平流中心，對應(yīng)有利于氣旋的形成，隨后正渦度平流中心向東移動，氣旋也隨之向東移動。正相對渦度平流對應(yīng)的是負(fù)變高，為槽的發(fā)展和形成創(chuàng)造良好的條件，而負(fù)相對渦度平流對應(yīng)的是正變高，有利于脊的發(fā)展和形成，500hPa高度上的正渦度平流是氣旋生成重要條件，氣旋在我國大約西南地區(qū)形成，隨后往東移動。850hPa溫度平流分析：從850hpa溫度平流的圖中可以看出，有冷平流從我國北方向東部沿海輸送冷空氣，較弱的暖平流從南海洋面向東部沿海輸送暖濕空氣，在我國中東部地區(qū)匯聚，為降水提供有利的條件。從500hpa的溫度平流可以看出，大致槽前有暖平流，槽后有冷平流，有利于槽的加深發(fā)展，槽的加深發(fā)展有利于地面槽前的氣旋加深發(fā)展。分析高低空的散度：在我國東部高空有輻散，地空有輻合，對應(yīng)著上升運動，為降水提供有利的條件。850hPa水汽通量分析：從850hPa水汽通量圖可看出，水汽主要來自于洋面上，水汽通量矢量箭頭匯集與此地，有較強的水汽來自南海和我國東部沿海地區(qū)，是較強的水汽輸送帶，西南方向即孟加拉灣地區(qū)也有些微水汽通量，作用要弱一些，為降水提供了充足的水汽條件。低層水汽通量較大。850hPa水氣通量散度分析：水汽通量散度在我國沿海，也即氣旋對應(yīng)的區(qū)域是負(fù)值中心，水汽通量的負(fù)值中心是對應(yīng)著水汽的輻合，這也說明氣旋附近有著很強的降水。5月25日20時，水汽通量輻合，之后最大輻合區(qū)隨著氣旋東移。水汽輻合持續(xù)時間較長，輻合較強，為此次暴雨提供了充足的水汽。對各層水汽通量和散度場的對比分析:發(fā)現(xiàn)在低層850hpa和900hpa水汽通量較大地區(qū)風(fēng)的散度也比較大，水汽輻合比較明顯，為降水提供有利條件。由于其低層?xùn)|南邊有著豐富的水汽輸送，而從北面有冷空氣南下，干冷和暖濕的氣流在我國東部地區(qū)相遇，水汽在此處輻合，有利于降水的發(fā)生，氣旋附近會形成強烈的輻合上升運動，有利于降水的形成。500hPa垂直速度分析：在w方程中，負(fù)值代表上升，正值代表下沉。對流運動得以形成，主要歸功于垂直運動的產(chǎn)生，而我們可以通過散度來衡量大氣的垂直運動情況，低空輻合，高層輻散對應(yīng)著上升運動。通過對高低層散度的分析，可以看出來，在降水區(qū)多是低層輻合，而高層對應(yīng)著輻散。5月25日上升運動不太強，隨后上升運動向我國東部地區(qū)擴(kuò)展。26日上升運動達(dá)到最強，強烈的垂直上升運動為此次降水的形成提供了充足的動力條件，此時降雨強度也是最強的。隨后上升運動明顯減弱，氣旋于27日20時開始減弱，28日08時氣旋填塞。六、實習(xí)小結(jié)通過對本次南方氣旋的分析，讓我對南方氣旋的生成過程有了深刻的認(rèn)識，讓我認(rèn)識到氣旋生成的動力、熱力、水汽及垂直運動等條件。本次實習(xí)著重考察了我對天氣過程中對各變量的診斷分析能力，它既要求我擁有足夠的編程和繪圖知識，同時，還對我對課堂上所學(xué)的各物理量的計算和處理有足夠的理解和把握。實習(xí)過程中遇到一些困難，但經(jīng)過翻閱fortran書籍和向老師請教，我明白了我遇到的困難大都出于同一些問題并解決了它們。通過天氣學(xué)診斷分析這門課，讓我鍛煉了自己的編程與畫圖能力并使我對理論知識有了更深次的認(rèn)識，是一門很實用的課程。寧可累死在路上，也不能閑死在家里！寧可去碰壁