1.天气预报是怎么形成的

未来一周天气状况分析报告_未来一周的天气状况

我国十二省区严重干旱分析快报

2008年10月下旬以来降水量持续偏少的影响,我国京、津、冀、晋、鲁、豫、皖、苏、鄂、陕、宁、陇十二省区出现三十年一遇的罕见干旱,部分地区重旱程度达五十年一遇。一点五七亿亩小麦受旱,中国首次拉响Ⅰ级抗旱警报。本快报就这次干旱过程以及气象成因初步分析,并对未来两周天气给出展望。

一、雨情

去年10月下旬以来,北京、天津、河北、山西、山东、河南、安徽北部、江苏北部、湖北东北部、陕西北部、宁夏、甘肃东部等北方冬麦区降水量较常年同期偏少五至八成,山西中部、河北中南部、河南东北部和中部、山东西部、安徽西北部等地降水量偏少八成以上。华北大部、黄淮西部、江汉等地平均无降水日数达到1951年以来历史同期第二位,其中,河南的无降水日数为历史同期最多(图1,图2)。

二、旱情

中国气象局二月五日气象干旱监测显示,北京、河北中南部、山西大部、山东北部和西部、河南大部、安徽北部、陕西大部、甘肃东部、湖北北部等地气象干旱达到中到重度,其中,河南中东部、安徽西北部地区达到特旱。图3(a)为2009年1月31日中国干旱监测图,图3(b)是2月6日亚洲干旱监测图。从此图上也可以看到,除了我国的干旱外,在北非、印度、中南半岛地区也发生了严重的干旱。

据农业部农情调度,截至二月五日,河南、安徽、山东、河北、山西、陕西、甘肃、江苏等主产区小麦受旱一点五七亿亩,其中严重受旱六千四百八十二万亩。八省旱区受旱麦田中已灌溉面积七千八百七十七万亩,占受旱面积的百分之五十。

国家防汛抗旱总指挥部二月四日启动Ⅱ级抗旱应急响应的基础上,五日宣布启动Ⅰ级抗旱应急响应。这也是中国历史上首次启动Ⅰ级抗旱应急响应。

根据气象与水文学上的定义,某一次异常气候或水文的重现期为30~50年一遇,我们称之为极端气候或水文。这次的干旱是一次极端气候。

三、气象成因

这次我国大范围严重干旱是较长时期降水稀少所造成的。从气象成因监测和分析看,应该从2008年11月大气环流异常开始分析。

北半球中高纬度存在准静止的环流系统,这种稳定的环流形势是造成这次干旱灾害的主要成因。图4a给出2008年11月1日~2009年2月3日北半球500 hPa平均高度及其距平场。图4b是在这段时间里,每天高度距平大于10 gpm以及高度负距平小于10 gpm的天数占总天数的百分率,表示500 hPa平均高度场各个系统的稳定程度。欧亚中高纬度主要环流系统是西欧北部的阻塞高压,这个阻塞系统在12月达到鼎盛,一直持续到2月初,其距平中心的稳定性达到70%以上(即有67天以上持续为正距平所盘踞)。而其西南侧欧洲西海岸为稳定的低压槽(负距平区),其持续性也达到70%以上,反映在欧洲西部上空高空槽活动频繁。沿着30~50°N北半球存在长定波列,表现在东亚大槽维持在日本东北部(千岛),高原上空为稳定的高压脊,中国大陆长时期处于东亚大槽槽后西北气流控制下,冷空气活动频繁。东亚大槽和高原上空的高压其持续性也在70%以上。在北半球10~20°N 附近的纬度带, 基本上为副热带高压控制,副热带高压明显偏强,而受中纬度120°E地区低压槽影响,西太平洋副热带高压西伸北抬不明显(图4b)。2008年11月~2009年1月逐月平均的500 hPa平均高度场与图4类似(图略),正是这种异常环流及其稳定,造成干旱形成并加剧。从2009年1月1日~2月3日平均的300 hPa的等风速线分布上看(图5a),有一支急流从大西洋中部、非洲及亚洲大陆沿20~35°N地区(北非、中东、印度北部和中国西南地区)向东伸向日本南部。在这支急流中,300 hPa经向风扰动动能的大值区集中在70°E以西地区,表明从亚洲西部过来的扰动系统不容易东移到东亚上空,从而使水汽不能输送到70°E以东地区,造成了亚洲大范围的干旱。

我们给出2009年1月200 hPa水平风距平场,代表干旱最严重时期对流层上部的环流(图6a)。沿着30°N北半球有几个反气旋性的距平中心分别位于大西洋中部、地中海以及青藏高原上空,在中国沿海岸有一个气旋性环流区。这些距平中心与对流层中层500 hPa的正、负距平区相对应。2009年1月对流层下部的700 hPa水平风距平场上可以看出(图6b),北非、印度次大陆、中南半岛和中国大部偏北距平风盛行,这表明这些地区冬季风异常盛行,来自海洋上的水汽不容易达到上述地区。

这次出现干旱严重的部分地区,在2008年1月曾经是多雪区,雪灾严重。值得对这两个过程进行对析。图7为安徽阜阳附近(116°E , 33°N) 1月平均的垂直速度(图7a)和相对湿度(图7b)廓线(实线为2009 年, 点划线为2008 年)。2008年1月暴雪期间,阜阳地区在对流层中下层(600 hPa以下)为上升运动,相对湿度在55%以上;而在2009年1月,除了近地面的边界层整层皆为下沉运动,对流层中层(400~600 hPa)下沉速度接近20Pa×s-1,在这里对流层中、上部空气下沉运动甚强,相对湿度基本上在40%以下,抑制了云和降水的发展。这两个时期扰动动能(风暴路径)的分布也不一样(图6b),2008年1月有3次低气压扰动沿青藏高原向东移入我国上空(图略)。图8 给出2008年1月11日~2月2日500 hPa平均高度及其距平场,可以看出是最有利于出现冬季强降水的“东高西低”的环流,与2008~2009年秋冬季干旱的大气环流形成明显差异。图4a与图8上这种环流近似反相的特征和异常环流的持续性在Hovm?ller图(沿35~45oN平均的300 hPa经向风时间–经度剖面,图9)上很清楚。中国东部地区除了2008年12月初和2008年12月底~2009年1月初这两次强寒潮过程,稳定在高原高压脊前的西北气流控制下。此外,从2008年底~2009年1月,大气季节内30~60天振荡(MJO)在 60~150oE很不活跃,与2008年初暴雪期间MJO在此地区的强盛差异明显(图略)。

一般在气候预测中,人们重视赤道东太平洋SST异常对全球气候异常的影响。我们注意到2008和2009年冬季赤道东太平洋SST同属冷水位相(Lanina位相),而我国气候完全相反,看来这次干旱与Lanina关系十分复杂,值得深入研究。

四、结论

造成我国大部地区入冬以来降水偏少的主要原因为:尽管去年冬天北方有几次强冷空气过程,但是冷空气没有带来降水,仅仅是大风和降温天气。降水偏少的主要原因是亚洲西部过来的扰动系统不容易东移到东亚上空,从热带洋面上过来的潮湿的暖湿气流不强盛,暖湿气流较弱,仅仅到达了长江中下游地区,无法输送到黄淮、华北、河南、山东、山西、河北等偏北的地方(图10)。

根据IPCC第五次评估报告,在全球变暖的气候背景下,全球的水份和能量循环加快,极端气候有增多趋势,中国也是如此。这次我国十二省区出现严重干旱,属于极端气候。2006年夏季川渝地区百年一遇的特大干旱,2008年初南方严重的低温、雨雪、冰冻灾害也是如此。气象业务和科研部门,应重视极端气候的监测、诊断和预测研究。

对未来天气形势的估计:

2月中旬我国南方地区的降水会比较频繁,北方部分旱区还有望迎来降水,11-13日在江淮、河套、华北地区有一次较强的降雨过程,13-14日前后在东北地区, 本次过程长江中下游、四川盆地东部、贵州、华北地区、东北大部、黄淮、及将出现一次阴雨(雪)天气过程,降水量一般有1~5毫米,部分地区可达10 毫米以上。15日后又有一次冷空气南下,但降雨主要发生在黄淮及其以南地区。此外,从美国气候预测中心(CPC)CFS中期预报场分析(图 10),到2月20日,高原附近的高压坝依然维持,“西高东低”的大气环流条件短期内不会有根本改变,北方地区可能依然维持相对少雨的形势。未来一段时间,我们应密切关注高原附近的高压坝的调整。

天气预报是怎么形成的

你参考下。

天气预报即预报未来某时段内各种天气系统的生消、移动和强度的变化。它是气象要素预报的基础。形势预报的方法可分为两大类:一类是数值预报方法,即直接积分大气方程组或其简化方程组,按所得结果对未来的气压场、温度场和风场作出预报;另一类是天气图方法。后者有以下几种作法:

经验外推法

又称趋势法,是根据天气图上各种天气系统过去的移动路径和强度变化趋势,推测它们未来的位置和强度。这种方法,在天气系统的移动和强度无突然变化或无天气系统的新生、消亡时,效果较好;而当其发生突然变化或有天气系统的新生、消亡时,预报往往不符合实际。

相似形势法

又称模式法,是从大量历史的天气图中,找出一些相似的天气形势,归纳成一定的模式。如当前的天气形势与某种模式的前期情况相似,则可参照该模式的后期演变情况进行预报。由于相似总是相对的,完全相同是不可能的,因此,用此法也往往出现误差。

统计资料法

又称相关法,是用历史资料,对历史上不同季节出现的各种天气系统的发生、发展和移动,进行统计,得出它们的平均移速,寻找预报指标(如气旋生成、台风转向的指标等),进行预报。对历史上未出现过的或移动很快及很慢的例子,则此法不能应用。

物理分析法

首先分析天气系统的生消、移动和强度变化的物理因素,在此基础上制作天气预报,此法通常效果比较好。但当对反映这些物理因素的运动方程所进行的简化和定不大符合实际时,就常常造成预报误差,甚至远远偏离实际情况。

上述四种方法各有优缺点,使用时需相互补充,取长补短,综合考虑,才能获得较好的效果。

天气预报的要素预报编辑本段回目录即预报气温、风、云、降水和天气现象等在未来某时段的变化。要素预报有以下几种方法:

经验预报方法

在天气图形势预报的基础上,根据天气系统的未来位置和强度,对未来的天气分布作出预测。例如低压移来并得到加强时,可预报未来将有阴雨天气或较大的降水。这种方法的准确性,在很大程度上取决于预报员的经验,又由于天气系统和天气现象并非一一对应,故预报效果不够稳定。

天气标识:雨转晴统计预报方法

分析天气的历史资料,寻求大气状态的变化同前期气象因子的相关性,用回归方程和概率原理,筛选预报因子,建立预报方程。将近期气象要素代入方程,即得所需的预报值。这种方法的效果主要取决于因子的正确选择。

动力-统计预报方法

将数值预报方法算出的未来气象参数作为预报因子,用回归方程求得一组预报公式,作出要素预报。随着数值模式的改进,此法的准确率可能稳定提高。

天气预报种类编辑本段回目录按天气预报的时效长短,可分为:

短时预报:根据雷达、卫星探测资料,对局地强风暴系统进行实况监测,预报它们在未来1-6小时的动向。

短期预报:预报未来24-48小时天气情况。

中期预报:对未来3-15天的预报,主要包括受何种天气过程影响,能否出现灾害性天气,以及主要的天气变化趋势。

长期预报:常指1个月到1年的预报。主要应用统计方法,根据各月气象要素平均值与多年平均值的偏差进行预报。用数值预报方法制作长期预报的方法正在试验之中,已有了一定的进展。预报时效1-5年的称为超长期预报,5年、10年以上的则称为气候展望。

按预报范围的大小,可将天气预报分为:

1、大范围预报。一般指全球预报、半球预报、大洲或国家范围的预报。主要由世界气象中心、区域气象中心及国家气象中心制作。

2、中范围预报。常指省(区)、州和地区范围的预报,由省、市或州气象台和地区气象台制作。

3、小范围预报。如一个县范围的预报、城市预报、水库范围的预报和机场、港口的预报等,这些预报由当地气象台站制作。

 我们从电视、广播、报纸听到、看到的天气预报,就是指对未来一定时期内气象要素变化形成的天气状况的预测报告。天气预报从时间上划分一般有短期、中期和长期三种,我们的短期天气预报指对未来1~3天的预报,中期指4~10天,长期指10天以上的预报,目前,县市级只能做短中期预报,而且中期预报准确率还有待进一步提高。

现在的天气预报简单来讲就是以数值预报为基础,利用天气预报交互应用系统为平台,综合各种观测的预报信息加上预报员的经验,最后制作出天气预报。具体来讲,首先要对天气的状况、例如气温、气压、湿度、风向、天气现象等要素,通过不同的方式进行观测。比如说观测的手段有卫星、雷达,地面上大家比较熟悉的还有观测站。现在各乡镇又布设了自动的观测站,这是第一步利用天气的要素进行观测。第二步就是把这些资料进行互相的传输、搜集和分析。第三步将这些资料进入计算机里面进行运行和计算,得出数值的预报信息。第四步就是预报员分析这些观测的资料和数值预报的信息作出未来一段时间的天气预报。最后,气象台预报员,把预报数据通过各种方式向各个媒体、观众、不同的部门进行传送和发布。