卫星水汽图像和位势涡度场在天气分析和预报中的应用 中文版PDF电子书下载

第一篇　基础知识 3

第一章　天气发展的动力学观点 3

1.1　涡度和位涡 3

1.2　位涡思维的概念 5

1.2.1　位涡守恒原理 5

1.2.2　位涡分布的可反演原理 5

1.2.3　位涡的气候分布 6

1.2.4　正位涡异常及其对天气系统发展的影响 6

1.3　位涡场在监视天气发展中的实际应用 7

1.3.1 高空动力学、动力对流层顶和对流层顶的动力异常 7

1.3.2　位涡概念观察到的天气系统发展 8

1.3.3　急流和急流核 10

1.3.4　实际大气垂直结构分析 10

第二章　水汽图像的解释 13

2.1　水汽吸收波段的辐射测值 13

2.2　水汽图像灰度中的信息 16

2.2.1　多层水汽条件 16

2.2.2　低气温和逆温 18

2.2.3　云 19

第二篇　水汽图像和大气动力场相结合的实际应用第三章　与天气尺度动力结构有关的重要水汽图像特征 23

3.1 图像上天气尺度亮区和暗区的解释 23

3.1.1　湿（亮）区 23

3.1.2　干（暗）区 26

3.2　对流层中、上部的风场 36

3.2.1 急流与对流层顶动力异常的相互作用 37

3.2.2　急流断裂 40

3.3 阻塞形势 42

3.3.1 东风带由反气旋生产生的阻塞形势形成过程 42

3.3.2　东风带由气旋生产生的阻塞形势形成过程 45

3.4 气旋生 47

3.4.1　斜压槽里的气旋生——水汽图像上的叶状和斜压叶状特征 47

3.4.2　有高空前兆的气旋生 54

3.5　一次强天气过程的水汽图像主要特征分析 58

3.5.1 与地中海阻塞形势相关联的主要特征 58

3.5.2　指示上游脊在下游槽北边跨越的K边界 60

3.5.3　与阻塞形势下急流断裂相关联的干三角特征 61

3.5.4　造成不稳定和对流的叶状系统发展 63

3.5.5　气旋生的前兆：干三角特征 67

3.6　小结 72

3.6.1　水汽图像解释的基本原则 72

3.6.2　亮的水汽图像——它与动力结构的关系 72

3.6.3　暗的水汽图像——它与动力结构的关系 73

3.6.4　水汽图像上的边界——它与动力结构的关系 73

3.6.5　水汽图像上边界之间的相互作用——与之对应的动力过程 73

3.6.6　水汽图像与动力场的叠加显示——分析天气尺度系统的工具 74

第四章　水汽图像在评估数值天气预报模式准确性和提高天气预报水平中的应用 75

4.1 位涡场和水汽图像之间的关系在业务中的应用 75

4.1.1　位涡场和水汽图像之间关系的性质和用途 75

4.1.2　涡度场与水汽图像叠加所提供的信息 77

4.1.3　干闯入、位涡异常、水汽图像之间的关系 78

4.2　合成水汽图像（用数值预报的温度和湿度分布推测出的水汽图像） 84

4.3　位涡场、水汽图像和合成水汽图像之间的比较 87

4.3.1 通过比较水汽图像、位涡场和合成水汽图像验证数值天气预报模式的输出结果 87

4.3.2 比较水汽图像、位涡场和合成水汽图像的典型个例 89

4.4　水汽图像、位涡场和合成水汽图像之间的匹配性 91

4.5 合成水汽图像／数值天气预报水汽分布和位涡场不匹配的例子 95

4.5.1　水汽图像和位涡场匹配 96

4.5.2　水汽图像和位涡场之间，以及水汽图像和合成水汽图像之间的不匹配 100

4.5.3　水汽图像和合成水汽图像之间匹配 105

4.6 水汽图像和位涡场之间不匹配，但是位涡场和合成水汽图像／数值天气预报水汽分布之间匹配 110

4.6.1　次级气旋发展 110

4.6.2　迅速气旋生初始阶段的湿上升运动 112

4.6.3　一个切断低压系统中涡旋的再次加强发展 117

4.6.4　大西洋上强纬向气流中的迅速斜压气旋生 122

4.7　用卫星水汽图像、合成水汽图像和位涡概念修正数值预报结果 129

4.7.1　大西洋上空纬向气流中气旋生的例子 129

4.7.2　高层强迫作用引发对流的例子 133

4.8　小结 138

4.8.1　将水汽图像和动力场之间的比较作为业务工具 138

4.8.2　将卫星和合成水汽图像与位涡场进行对比以检验数值天气预报结果 139

4.8.3　用卫星和合成水汽图像以及位势的概念调整数值预报初始条件，以改善数值预报 140

4.9　结论 140

附录A　辐射传输理论以及Meteosat,GOES和MSG卫星水汽通道的一些辐射效应 142

A.1 辐射传输理论 142

A.2　MSG卫星的水汽通道 146

附录B　合成（伪）水汽图像 151

附录C　用位涡修改技术以及位涡反演结果修正数值模式的初始场 152

附录D　缩略词词汇表 154

参考文献 155