现代天气业务 下PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1 天气业务的内涵和方法 1

1.1.1 天气业务的内涵 1

1.1.2 天气业务方法 1

1.2　传统天气业务 3

1.2.1 天气业务的诞生和发展 3

1.2.2 天气图分析和预报 3

1.2.3 传统天气业务的理论和方法 4

1.3 现代天气业务 4

1.3.1 数值天气预报发展历程 4

1.3.2 气象要素和灾害性天气的中短期预报 5

1.3.3 灾害性天气短时临近预报 6

1.3.4 天气的可预报性 6

1.4 天气业务的拓宽 7

1.4.1 气象灾害预报 7

1.4.2 相关应用气象业务 7

第2章　现代天气动力学理论 10

2.1　准地转理论 10

2.1.1 地转平衡理论 10

2.1.2 准地转ω方程 12

2.1.3 准地转Q矢量 13

2.2 锋生和次级环流理论 17

2.2.1 锋生动力学 17

2.2.2　锋面次级环流 19

2.2.3 高空急流核附近的次级环流 20

2.3 中尺度不稳定理论 20

2.3.1 位势不稳定 20

2.3.2 第二类条件性不稳定（CISK） 22

2.3.3 惯性不稳定 23

2.3.4　对称不稳定 25

2.3.5 开尔文-亥姆霍兹不稳定 29

2.4 位涡理论 30

2.4.1 位涡的概念和性质 30

2.4.2 位涡思想 33

2.4.3 位涡理论的应用 34

2.4.4 小结 36

第3章　灾害性天气监测和强对流天气短时临近预报 38

3.1 强对流等灾害性天气监测 38

3.1.1 常规观测系统 38

3.1.2 非常规观测系统 40

3.1.3 快速资料融合 45

3.2 强对流天气的天气背景分析 46

3.3 雷暴发生和演变的短时临近预报 49

3.3.1 对流天气系统的一些基本概念 49

3.3.2 雷暴生成和演变的短时临近预报 50

3.4 中气旋 55

3.5 强冰雹的短时临近预报 56

3.5.1 强冰雹产生的环境背景 56

3.5.2 强冰雹的多普勒天气雷达探测和预警 57

3.6 龙卷的短时临近预报 63

3.6.1 龙卷潜势的短时临近预报 64

3.6.2 龙卷的多普勒天气雷达探测和临近预警 65

3.7 灾害性雷雨大风的短时临近预报 66

3.7.1 下沉气流的生成和维持 67

3.7.2 下沉气流与上升气流特征的比较 67

3.7.3　垂直运动方程 67

3.7.4 弱垂直风切变条件下对流风暴产生的风害 69

3.7.5 中等到强垂直风切变条件下对流风暴产生的风害 74

3.8 短历时暴雨和暴洪的临近预报与预警 78

3.8.1 造成短历时暴雨的主要因子 78

3.8.2 天气雷达在暴洪预报中的作用 80

3.9 强对流天气短时临近预报和预警步骤 84

3.9.1 天气背景分析 84

3.9.2　天气雷达数据的分析 85

3.10 客观临近预报系统 87

3.10.1 雷暴单体识别与跟踪算法SCIT 87

3.10.2 雷暴识别、跟踪、分析和临近预报系统TITAN 92

3.10.3 区域雷暴和降水跟踪系统CTREC 96

3.10.4 自动临近预报系统ANC 98

3.10.5 其他的临近预报系统 98

第4章　气象要素预报 103

4.1 精细化预报的科学内涵 103

4.2 数值天气分析预报产品解释应用方法 105

4.2.1 常用的气象要素客观预报技术 105

4.2.2 国内外客观预报应用概况 108

4.3 气象要素预报 109

4.3.1 气象要素客观预报 109

4.3.2 气象要素主观预报 111

第5章　台风监测和预报 117

5.1 台风气候概况 117

5.1.1 台风源地 117

5.1.2 台风的年际变化 118

5.1.3 台风的季节变化 118

5.1.4 登陆台风的年际变化 119

5.1.5 登陆台风的月际变化 120

5.1.6 登陆台风在各省份的分布 120

5.1.7 影响我国台风的主要路径通道 121

5.2 台风中心位置和强度的确定 122

5.2.1 卫星云图上台风中心位置的确定 123

5.2.2 雷达图像上台风中心位置的确定 126

5.2.3 地面观测对台风中心位置确定的作用 126

5.2.4 台风强度的确定 127

5.3　路径预报 130

5.3.1 大尺度流场特征与台风的移动 130

5.3.2 影响台风移动的因子 135

5.3.3　相似路径法 137

5.3.4 台风路径数值预报和集合预报 138

5.3.5 位涡倾向与台风移动 139

5.4 强度预报 141

5.4.1 台风强度预报水平概述 141

5.4.2 外推预报方法 142

5.4.3 统计预报方法 142

5.4.4 统计动力预报方法 143

5.4.5 数值模式预报方法 143

5.4.6　集合预报方法 143

5.4.7 综合预报方法 144

5.5 风雨预报 146

5.5.1 大风预报 146

5.5.2 降水预报 148

5.6 中央气象台台风预警标准 151

5.6.1 红色预警 151

5.6.2 橙色预警 151

5.6.3 黄色预警 151

5.6.4 蓝色预警 151

第6章　暴雨预报 157

6.1 气候特征 157

6.1.1　地理分布 157

6.1.2 流域暴雨特征 159

6.1.3 雨带变化特征 161

6.2 华南前汛期暴雨 164

6.2.1 华南前汛期暴雨概述 164

6.2.2 大尺度环流背景 164

6.2.3 主要天气系统 166

6.2.4 物理条件 171

6.2.5 预报思路及预报技术方法 175

6.3　梅雨锋暴雨 178

6.3.1 概述 178

6.3.2 大尺度环流背景 178

6.3.3 主要天气系统 182

6.3.4 物理条件 186

6.3.5 预报思路及预报技术方法 190

6.4 华北暴雨 192

6.4.1 大尺度环流背景 192

6.4.2 主要天气系统 196

6.4.3 物理条件 201

6.4.4　机理分析 202

6.5　东北暴雨 204

6.5.1 大尺度环流背景 204

6.5.2 主要天气系统 206

6.6 西北暴雨 213

6.6.1 大尺度环流背景 214

6.6.2 主要天气系统 216

6.6.3 物理条件 219

6.7　西南暴雨 224

6.7.1　概述 224

6.7.2　天气气候特征 224

6.7.3　大尺度环流背景 225

6.7.4 主要天气系统 226

6.7.5 物理条件 230

6.7.6 预报思路和着眼点 233

6.7.7 预警标准 234

6.8　华西秋雨 234

6.8.1 概述 234

6.8.2 天气气候特征 235

6.8.3 大尺度环流背景 237

6.8.4 影响华西秋雨的主要天气系统 239

6.8.5 物理条件 240

6.8.6 预报思路和着眼点 241

6.8.7 预警标准 241

6.9 中央气象台暴雨预警标准 242

6.9.1 红色预警 242

6.9.2　橙色预警 242

6.9.3 黄色预警 242

6.9.4 蓝色预警 242

第7章　强对流天气预报 244

7.1 强对流天气诊断分析与预报 244

7.1.1 诊断分析 244

7.1.2 预报和监测的关系 245

7.1.3 风暴强弱的预报 245

7.1.4 预报强对流天气的部分参数 245

7.1.5 部分强对流天气指数 247

7.2　对流性大风预报 248

7.2.1 对流性大风形成的环境场条件 248

7.2.2 对流性大风的预报着眼点 249

7.2.3　对流性大风个例分析 251

7.3 冰雹预报 254

7.3.1 气候特征 254

7.3.2 冰雹天气的分析和预报 258

7.3.3　冰雹的临近预报 260

7.3.4　冰雹天气个例 260

7.4 雷电预报 264

7.4.1 我国雷电时空分布特征 264

7.4.2 雷暴云和雷电的发生 269

7.4.3 雷暴的发生、强度及移动 269

7.4.4 雷电的监测和预报 271

7.4.5 雷电的临近预报 273

7.4.6 雷电天气个例 274

第8章　大雪预报 279

8.1 降雪气候特征 279

8.2 降雪预报思路 282

8.2.1 气候背景 282

8.2.2 影响系统 283

8.2.3　相关物理量 283

8.2.4 其他资料 283

8.2.5 数值预报产品 283

8.2.6 主观集成预报 283

8.3　新疆大到暴雪 283

8.3.1 两支急流汇合型 283

8.3.2　急流波动型 284

8.3.3 南支槽型 284

8.3.4 低空急流 285

8.3.5 水汽特征 285

8.4 内蒙古大到暴雪 286

8.4.1 西风槽（涡）类 286

8.4.2 蒙古低槽 287

8.4.3　贝加尔湖低槽 288

8.4.4　急流特征 289

8.4.5 水汽条件 289

8.4.6 内蒙古大到暴雪预报着眼点、指标 291

8.5 华北大到暴雪 292

8.5.1 两槽一脊型 292

8.5.2　高纬低压型 294

8.5.3　低涡低槽型 295

8.5.4 气旋型 297

8.5.5 “79·02”华北大暴雪过程简介 298

8.6 东北地区大到暴雪 300

8.6.1 蒙古气旋型 300

8.6.2　地面倒槽型 300

8.6.3　江淮气旋型 302

8.7 黄淮地区降雪预报 306

8.7.1 横槽型 306

8.7.2 两槽一脊型 307

8.7.3 不稳定小槽发展型 309

8.8 青藏高原东部大到暴雪 311

8.8.1 北脊南槽型 311

8.8.2 乌山脊型 312

8.8.3 南北槽叠加型 312

8.8.4 巴湖低槽型 313

8.8.5 水汽条件 314

8.8.6　预报着眼点 314

8.9　全国寒潮暴雪 314

8.9.1 寒潮天气过程概述 314

8.9.2　环流形势演变分析 314

8.9.3　水汽输送特征 315

8.10 中央气象台暴雪预警标准 316

8.10.1 红色预警 316

8.10.2 橙色预警 316

8.10.3 黄色预警 316

8.10.4 蓝色预警 316

第9章　冰冻预报 317

9.1 气候特点 317

9.1.1 雾凇和雨凇的空间分布特征 317

9.1.2 冰冻日数的分布特征 319

9.1.3　冰冻厚度的气候分布特征 320

9.1.4 冰冻的影响 321

9.2　冰冻天气发生发展的大尺度环流背景 321

9.3　冰冻天气的主要类型 322

9.3.1 先冷后暖北方型 322

9.3.2　先暖后冷南方型 324

9.3.3 先冷后暖转先暖后冷全国型（即北方型转南方型） 325

9.4　冰冻天气的物理条件与形成机制 325

9.4.1 锋面特征 325

9.4.2 大气层结 327

9.4.3 降水与冰冻的关系 328

9.4.4 气温与冰冻的关系 329

9.4.5 下垫面、地形与冰冻的关系 330

9.5　2008年特大冰冻雨雪天气过程分析 330

9.5.1 冰冻天气特点 331

9.5.2 大尺度环流背景分析 333

9.5.3 大气环流系统异常配置分析 333

9.5.4　水汽输送特征分析 335

9.5.5 冻雨成因分析 336

9.6 冰冻天气分析、预报思路和着眼点 347

9.6.1 北方暖空气的预报指标 347

9.6.2 南方冷空气的预报指标 348

9.6.3 雨凇结束的预报 348

9.7 中央气象台冰冻预警标准 348

9.7.1 橙色预警 348

9.7.2 黄色预警 348

第10章　雾预报 349

10.1 气候特点 349

10.1.1 定义和等级划分 349

10.1.2 时空分布特征 349

10.2 雾的监测 351

10.2.1　地面常规观测 351

10.2.2　卫星遥感监测 351

10.3 雾的数值预报 352

10.3.1 一维模式 352

10.3.2 三维模式 353

10.3.3 集合预报 354

10.4 临近预报 355

10.5 雾的分类、形成条件和特点 355

10.6　辐射雾的预报 356

10.6.1 持续性和气候统计方法 356

10.6.2　天气学方法 356

10.6.3　UPS辐射雾预报方法 359

10.7　平流雾的预报 359

10.8 中央气象台大雾预警标准 362

10.8.1 黄色预警 362

10.8.2 蓝色预警 362

第11章　沙尘暴预报 364

11.1 气候特点 364

11.1.1 定义及过程等级划分 364

11.1.2 时空分布特征 365

11.2 沙尘天气监测 366

11.2.1 地面常规观测 366

11.2.2 专业沙尘暴监测网 366

11.2.3 卫星遥感监测 367

11.3 沙尘天气主要移动路径 368

11.3.1　偏西路径 369

11.3.2 西北路径 369

11.3.3　偏北路径 369

11.3.4 南疆盆地型 369

11.4　天气形势特征 369

11.4.1 冷锋型 369

11.4.2 蒙古气旋型 370

11.4.3 冷锋与蒙古气旋结合型 372

11.4.4 低压型 373

11.5 沙尘暴数值预报方法 374

11.5.1 沙尘暴数值模式 374

11.5.2　风蚀方案 375

11.6 沙尘暴短期预报 375

11.6.1 天气气候学预报方法 376

11.6.2 统计学预报方法 377

11.7 中央气象台沙尘暴预警标准 378

11.7.1 黄色预警 378

11.7.2 蓝色预警 378

第12章　大风高温寒潮预报 379

12.1 大风预报 379

12.1.1 时空分布特征 379

12.1.2　冷空气大风预报 382

12.1.3　爆发性气旋大风 384

12.1.4　地形性大风 388

12.2 高温预报 390

12.2.1 时空分布特征 390

12.2.2 主要天气系统 395

12.2.3　高温预报 398

12.2.4 中央气象台高温预警标准 401

12.3　寒潮预报 401

12.3.1 气候特征 402

12.3.2 主要天气系统 403

12.3.3 中高纬度环流特征 404

12.3.4 天气过程 404

12.3.5 寒潮的预报 408

12.3.6　寒潮天气预报 409

12.3.7 中央气象台寒潮预警标准 410

第13章　中期天气预报和延伸期预报 411

13.1 中期天气预报思路 411

13.1.1 中期天气预报理论基础概述 411

13.1.2 中期天气预报业务内容 412

13.1.3 中期天气预报技术方法和思路 412

13.2 中期客观预报工具和方法 414

13.2.1 中期预报辅助图表 414

13.2.2 综合相似预报方法 417

13.2.3 旬平均温度距平客观预报方法 418

13.2.4 寒露风害客观预报方法 418

13.2.5 集合预报产品在中期预报业务中的应用 418

13.3 灾害性天气中期预报 420

13.3.1 麦收期间连阴雨的预报 420

13.3.2 江南春季低温阴雨天气的预报 421

13.3.3 干热风的预报 422

13.3.4 江淮梅雨的中期预报 423

13.3.5 长江中下游地区高温伏旱的预报 424

13.3.6 华西秋雨的预报 424

13.3.7　寒露风的预报 425

13.4 延伸期预报的可行性分析 426

13.5 延伸期预报方法 427

13.5.1 动力学方法 428

13.5.2 动力统计学方法 428

13.5.3 物理统计学方法 429

13.5.4 天气气候学方法 429

第14章　天气引发的次生灾害预报 431

14.1 天气引发的次生灾害预报思路 431

14.2 山洪预报 432

14.3 洪水预报 433

14.3.1 我国气象与水文耦合模型研究进展介绍 433

14.3.2 国外洪水预报现状 433

14.4　地质灾害预报 434

14.4.1 地质灾害气象预报历史进程 434

14.4.2 地质灾害气象预报方法 435

14.4.3 中央气象台地质灾害气象预警业务 435

14.5 森林和草原火险气象等级潜势预报 440

14.5.1 我国森林火险气象等级潜势预报业务 441

14.5.2 我国草原火险气象等级潜势预报业务 444

14.6　城市积涝预报 445

14.6.1　定义和影响 445

14.6.2 成因 445

14.6.3 预报方法 446

14.6.4　城市暴雨内涝业务系统 449

14.6.5 业务与服务 451

14.7　农村渍涝预报 453

14.7.1 农村渍涝概况 453

14.7.2 我国渍涝成因及时空分布特点 453

14.7.3 渍涝灾害气象等级的划分 454

14.7.4 渍涝灾害气象等级预报 455

14.7.5 渍涝灾害气象等级预报发展方向 455

第15章　海洋气象 457

15.1 海洋气象的内涵和预报方法 457

15.1.1 海洋气象的内涵 457

15.1.2　海洋气象预报方法 459

15.2 海洋气象监测 460

15.2.1 东风波 460

15.2.2 海上大风 461

15.2.3 海雾 462

15.2.4 赤道辐合带（ITCZ） 462

15.2.5 对流层上部大洋中部槽（TUTT） 462

15.2.6 风暴潮 463

15.2.7 海浪 463

15.2.8 涌浪 464

15.2.9 赤潮 464

15.2.10 浒苔 464

15.2.11 潮汐 464

15.2.12 海流 464

15.2.13 海冰 464

15.2.14 海温 465

15.2.15 温跃层 465

15.3 海洋气象预报 465

15.3.1 海洋天气系统预报 465

15.3.2 海洋天气预报 468

15.3.3 中央气象台海上大风预警标准 471

15.4　海洋水文预报 472

15.4.1 海浪预报 472

15.4.2　风暴潮预报 477

15.5 海洋气象服务 485

15.5.1 海洋军事气象服务 485

15.5.2 海洋气象导航 485

15.5.3 海洋渔业气象服务 487

15.5.4 海洋资源开发气象服务 488

15.5.5 海上救援气象服务 488

15.5.6 盐业生产气象服务 488

15.5.7 海洋灾害性天气保障服务 488

第16章　水文气象 490

16.1 水文气象的内涵和方法 490

16.1.1 水文气象的内涵 490

16.1.2 水文气象的研究方法 491

16.2 水文气象监测 491

16.2.1 监测对象 491

16.2.2 监测手段 492

16.3　水文气象预报 493

16.3.1 水文气象要素预报 493

16.3.2 水文气象专题预报 494

16.3.3 水文气象预报主要产品 495

16.4　水文预报 496

16.4.1 降雨径流预报 496

16.4.2 河道流量和水位预报 498

16.4.3 水文模型 498

16.4.4　实时洪水预报 504

16.4.5 旱情预报 504

16.4.6　凌汛预报 504

16.4.7 中长期水文预报 505

16.5　水文气象服务 506

16.5.1 服务对象及服务方式 506

16.5.2 服务类型 506

16.5.3 服务产品分类 506

第17章　交通气象 508

17.1 交通气象的内涵和方法 508

17.1.1 交通气象的内涵 508

17.1.2 交通气象业务方法 509

17.2 交通气象监测业务 515

17.2.1 低能见度监测 515

17.2.2 降水监测 515

17.2.3 温度监测 516

17.2.4　风向风速监测 516

17.2.5 雷电监测 516

17.2.6 道面综合状况监测 517

17.2.7 交通气象综合监测站 517

17.2.8 交通气象监测网络通信业务 517

17.3 交通气象预报警报业务 517

17.3.1 影响交通的降水预报和警报 517

17.3.2 影响交通的浓雾预报和警报 524

17.3.3 影响交通的区域强风预报和警报 526

17.3.4 影响交通的高、低温预报和警报 528

17.3.5 影响交通的降（积）雪与冰冻预报和警报 536

17.3.6 中尺度数值预报模式的应用 537

17.3.7 高速公路行车安全气象指数预报 537

17.4 交通气象服务业务 538

17.4.1 公路交通气象信息需求 538

17.4.2　专线服务终端 540

17.4.3 公路大屏信息显示 542

17.4.4 交通气象网站 542

17.4.5 电视专栏节目 544

17.4.6 基于GIS的交通气象综合服务平台 544

17.5 发展中的现代交通气象业务 547

第18章　环境气象 549

18.1 环境气象的内涵和预报方法 549

18.1.1 环境气象的内涵 549

18.1.2 环境气象预报方法 550

18.2 空气质量监测和预报 551

18.2.1 空气质量监测 551

18.2.2 空气质量预报 555

18.3 环境污染事件监测和预报 557

18.3.1 环境污染事件监测 557

18.3.2 污染物的扩散预报 561

18.4　城市热岛监测和预报 569

18.4.1　城市热岛监测 569

18.4.2　城市热岛预报 572

第19章　健康气象 578

19.1　健康气象的内涵和方法 578

19.1.1 健康气象的内涵 578

19.1.2　健康气象方法 579

19.2 医疗气象预报 579

19.2.1 呼吸道疾病预报 580

19.2.2 心脑血管疾病预报 581

19.2.3　传染病预报 582

19.2.4　其他疾病预报 583

19.3 舒适度、风寒、热浪等气象预报 584

19.3.1 舒适度气象预报 584

19.3.2　风寒气象预报 586

19.3.3 热浪气象预报 588

19.4 臭氧、紫外线、花粉监测预报 589

19.4.1 臭氧监测预报 589

19.4.2 紫外线监测预报 590

19.4.3　花粉监测预报 592

第20章　电力与能源气象 594

20.1 电力与能源气象的内涵和方法 594

20.1.1 电力与能源气象的内涵 594

20.1.2 电力与能源气象方法 594

20.2 电力负荷预测 595

20.2.1　预测方法 595

20.2.2 气象要素对电力负荷的影响 597

20.2.3 电力负荷气象预报 598

20.3 水力发电气象保障和评估 599

20.3.1　水电站来水预报 599

20.3.2　水电站水库调度 600

20.4 电网安全气象保障 601

20.4.1 雷电 601

20.4.2 污闪 601

20.4.3 电线覆冰预报 604

20.5 风能电厂气象保障 605

20.5.1　风电场运营气象保障 605

20.5.2　风能的预报 605

20.5.3　运营安全保障 605

20.5.4 电力生产调度保障 605

20.6　核电站气象保障 606

第21章　天气业务平台和产品检验 607

21.1 天气业务平台的功能和结构 607

21.1.1 功能 607

21.1.2 结构 608

21.2 国外主要天气预报业务系统 608

21.2.1 美国天气预报业务系统 608

21.2.2 英国天气预报业务系统 609

21.2.3 法国天气预报业务系统 609

21.2.4 德国天气预报业务系统 609

21.3 MICAPS 3.1系统 609

21.3.1 MICAPS历史 609

21.3.2 MICAPS 3.1数据 610

21.3.3 MICAPS 3.1的主要功能 611

21.3.4 MICAPS 3.1系统界面和操作 611

21.3.5 MICAPS 3.1系统配置和本地化 617

21.3.6 MICAPS 3.1的二次开发 617

21.4 天气产品检验方法 618

21.4.1 天气产品检验评估的重要性与作用 618

21.4.2 天气产品的天气学检验 618

21.4.3 天气产品的统计学检验 619

21.4.4 天气系统特征量的客观检验 624

21.4.5 中期预报产品检验 624

21.4.6 概率预报产品检验 625

21.4.7 天气产品检验评估信息的使用 626

第22章　预报员在天气业务中的作用 628

22.1 预报员面临的形势 628

22.2 预报员在天气业务中的作用分析 628

22.2.1 美国主观与客观预报的对比分析及气象界的讨论 628

22.2.2 中国主观与客观预报的对比分析 629

22.2.3 精细天气预报对比分析 631

22.2.4　结论与讨论 633

22.3 天气业务发展对预报员素质的要求 633