天氣學診斷實習報告[特選參考]

1、南京信息工程大學天氣學診斷分析實習報告實習名稱 天氣學診斷分析 日期 2016年12月17日 得分 指導教師 系 大氣科學 專業(yè) 大氣科學 年級 班次 姓名 學號 一、 實習目的熟練使用天氣學原理和中國天氣中所學的知識，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、學會使用Fortran程序讀入有格式的數據文件，輸出二進制數據文件。2、學會使用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、學會使用Grads讀入二進制數據文件，繪制等值線圖、矢量圖等，并存儲。4、掌握如何分析得

2、到的各物理量的圖形。二、實習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，對這次降水過程進行天氣診斷分析。三、實習資料該過程的觀測資料和再分析資料，實習要求用micaps資料進行計算和分析。1、觀測資料：計算范圍：東經30-160，北緯10-80，格距 2.5*2.5。所給要素為高度場，風場，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30-160，北緯10-80，格距 2.5*2.5。所給要素為高度場，風場，溫度以及比

3、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、實習內容：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實測風渦度平流，計算850hPa溫度平流并繪圖，利用高空和地面形勢預報方程，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

4、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，其中大氣層頂的垂直速度可以直接采用0，也可以用絕熱法。5. 以上任務完成后，有興趣的同學可以編寫計算流函數和勢函數的程序。也可以對以上計算結果模仿文獻繪制一些垂直剖面圖等，從不同角度對該次過程進行分析。五、結果分析本次實習內容為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

5、，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，但從正負值所處的區(qū)域來分析，可大致得出，5月25日東經95度地區(qū)有正渦度

6、平流中心，對應有利于氣旋的形成，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的是負變高，為槽的發(fā)展和形成創(chuàng)造良好的條件，而負相對渦度平流對應的是正變高，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

7、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，也即氣旋對應的區(qū)域是負值中心，水汽通量的負值中心是對應著水汽的輻合，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

8、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)現在低層850hpa和900hpa水汽通量較大地區(qū)風的散度也比較大，水汽輻合比較明顯，為降水提供有利條件。由于其低層東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)擴展。26日上升運動達到最強，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、實習小結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識，讓我認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的各物