广东省天气预报技术手册PDF电子书下载

1.1.1省境 1

1.1.2行政区划与人口 1

1广东地理概况 1

1.1概况 1

1.1.3资源物产与经济概况 2

1.2.1地形地貌 3

1.2地理环境特点 3

1.2.2江河水库 4

1.3.2南岭山脉对天气气候的影响 7

1.3.1海陆分布对天气气候的影响 7

1.3地理位置及地形对广东省天气气候的影响 7

参考文献 8

1.3.3其他地形对天气气候的影响 8

2.1.3雨量丰沛、雨热同季、干湿季明显 9

2.1.2夏长冬短 9

2广东天气气候特点 9

2.1气候概况 9

2.1.1季风环流的影响 9

2.1.6气象灾害频繁 10

2.1.5气候资源优越 10

2.1.4山丘起伏，立体气候显著 10

2.2.1自然季节环流变化及其天气特征 11

2.2环流特征 11

2.2.2主要天气系统的影响 12

2.3.1温度 17

2.3气象要素特征 17

2.3.2降水 18

2.3.3风 19

2.3.4湿度、云量和日照 20

2.4.2干旱 22

2.4.1暴雨 22

2.3.5霜、冰、雪 22

2.4主要灾害性天气 22

2.4.3热带气旋 23

2.4.4寒潮、强冷空气 24

2.4.5春季低温阴雨 25

2.4.7强对流天气 26

2.4.6寒露风 26

参考文献 27

3.1.1热带气旋的时空分布特征 29

3.1热带气旋气候概况 29

3热带气旋 29

3.1.2登陆热带气旋的统计特征 32

3.2.1广东省热带气旋灾害的类型及特点 36

3.2影响和登陆广东省热带气旋造成的灾害 36

3.2.2广东省历史上重大热带气旋灾害 37

3.3.1热带气旋形成的基本条件 38

3.3热带气旋形成的条件及主要天气过程 38

3.3.2热带气旋形成的理论 39

3.3.3热带气旋形成的主要天气过程 40

3.4.1热带气旋中心位置的确定 42

3.4热带气旋中心位置和强度的确定 42

3.4.2热带气旋登陆点的确定 44

3.4.3热带气旋强度的确定 45

3.5.1西太平洋热带气旋路径和强度特点 46

3.5热带气旋路径和强度特点及其预报 46

3.5.2影响热带气旋移动的因子及路径预报着眼点 47

3.5.3热带气旋路径预报方法概述 50

3.5.4影响热带气旋强度的主要因素及强度预报 51

3.6.1南海热带气旋活动的特点 52

3.6南海热带气旋的特点 52

3.6.2南海热带气旋路径和结构特点 53

3.6.3南海热带气旋形成条件及主要天气过程 54

3.6.4南海热带气旋的预报 55

3.7.1热带气旋疑难路径的诊断 56

3.7特殊热带气旋的分析和预报 56

3.7.2双热带气旋相互作用的诊断 58

3.7.3“微型”热带气旋的诊断 59

3.7.5“近海形成”热带气旋的分析及预报 60

3.7.4“空心”热带气旋的诊断 60

3.8热带气旋灾害性天气的成因及预报 61

3.8.1热带气旋暴雨 62

3.8.2热带气旋大风 67

3.8.3热带气旋引发的风暴潮 69

3.9常用热带气旋预报方法 75

3.9.1SAPC方法 76

3.9.2相似和最大概率方法 78

3.9.3三层引导气流方法 80

3.9.4其他客观业务预报方法简介 81

参考文献 83

3.9.5热带气旋数值业务模式简介 83

4.1.1暴雨日数的季节变化 86

4.1暴雨的气候特征 86

4广东的暴雨 86

4.1.2暴雨的地区分布 87

4.1.5暴雨灾害 89

4.1.4暴雨的极值 89

4.1.3暴雨雨量占年雨量的比重 89

4.2.1前汛期暴雨开始的环流形势特征 90

4.2前汛期暴雨的环流形势 90

4.2.2前汛期常见的几种暴雨环流形势 91

4.3.1高空槽、副热带急流和南亚高压 93

4.3暴雨的天气尺度系统 93

4.2.3前汛期暴雨结束的环流特征 93

4.3.3长波槽、东北低涡的活动与广东暴雨 95

4.3.2副热带高压活动与广东暴雨 95

4.3.4中纬短波槽和南支槽 96

4.3.5低空急流、切变、低涡和边界层辐合线 97

4.3.6地面系统 98

4.3.7后汛期暴雨的热带和副热带天气系统 99

4.4暴雨的中尺度系统 100

4.4.2中尺度切变线 101

4.4.1暴雨的中尺度特征 101

4.4.4中尺度对流系统 103

4.4.3中尺度低压（涡旋） 103

4.4.6中尺度系统发生发展的大尺度条件 104

4.4.5中尺度能量锋、露点锋 104

4.5.1水汽条件的诊断分析 106

4.5暴雨的诊断分析 106

4.4.7易出现暴雨中尺度系统的地区 106

4.5.2散度、涡度和垂直速度的诊断分析 108

4.5.3大气层结稳定度的诊断分析 110

4.5.4螺旋度 112

4.5.5Q矢量分析 113

4.6.1边界层对暴雨的作用 114

4.6地形对暴雨的作用 114

4.6.2地形对暴雨的增幅作用 115

4.6.3海陆分布对暴雨的作用 117

4.7暖区暴雨 119

4.7.2回流暴雨 120

4.7.1暖区暴雨的特点 120

4.7.3高空槽和副热带急流造成的暖区暴雨 123

4.7.4强西南季风爆发的暖区暴雨 125

4.8.1暴雨预报的信号场——西南风起始场 126

4.8常用暴雨预报方法 126

4.8.2L指数及其他暴雨落区预报方法 128

4.8.3动力相似法 129

4.8.4大气结构预测方法 132

4.9几次致洪暴雨的特点 133

4.8.5数值预报产品在暴雨预报中的应用 133

4.9.1“94·6”西江、北江流域致洪暴雨 134

4.9.2“98·6”西江流域和西南部致洪暴雨 137

4.9.3“05·6”西江、东江流域致洪暴雨 139

4.9.4“82·5”北江流域致洪暴雨 142

4.9.51997年5月8日特大暴雨 145

参考文献 150

5.1.2冷空气的源地和路径 151

5.1.1冷空气的强度定义 151

5影响广东的冷空气和海面强风 151

5.1冷空气活动概况 151

5.1.3南岭山脉对冷空气活动的影响 152

5.1.4天气及灾害 153

5.2.1气候概况 154

5.2寒潮及强冷空气 154

5.2.2寒潮和强冷空气的天气形势 156

5.2.3寒潮和强冷空气过程的预报思路 159

5.2.4寒潮的预报方法 161

5.3.1气候概况 163

5.3低温、霜冻 163

5.3.3低温、霜冻的形成条件和天气形势 165

5.3.2低温、霜冻的种类 165

5.3.4低温、霜冻预报的经验方法 167

5.4.1海面强风时空分布特点 170

5.4海面强风的特点及环流形势特征 170

5.4.2海面强风与冷空气的关系 172

5.4.3地形对海面强风的影响 173

5.4.4引发海面强风的主要环流形势及天气系统 174

5.5海面强风业务预报技术 177

5.5.1海面强风天气图预报方法简介 178

5.5.2海面强风完全预报（PP）方法 179

5.5.3沿海强东北季风的概率预报方法 181

参考文献 182

6.1.1干旱的基本概念 183

6.1干旱概况 183

6广东的干旱 183

6.1.2干旱的空间分布特征 184

6.1.3干旱的时间演变特征 189

6.2.1干旱灾害的类型及特点 194

6.2干旱造成的灾害 194

6.2.2历史上重大干旱灾害 195

6.3.2秋旱的气候成因 197

6.3.1春旱的气候成因 197

6.3干旱的成因分析与预测 197

6.3.3汛期干旱的成因和预测 198

参考文献 201

7.1.1强对流天气的活动特征 202

7.1广东省强对流天气的气候特征 202

7强对流天气和短时天气预报技术 202

7.1.2各地区的强对流天气 203

7.2.1强对流天气的大尺度环流特征 206

7.2珠江三角洲强对流天气的大尺度背景场特征 206

7.2.2急流系统 210

7.2.3强对流天气区的物理量场特征 211

7.3.1茂名地区强对流天气的大尺度环流特征 213

7.3其他地区强对流天气的大尺度背景场特征 213

7.3.2潮汕地区强对流天气的大尺度环流特征 214

7.4.1飑线 216

7.4珠江三角洲中尺度对流系统 216

7.3.3潮汕地区强对流天气的物理量场特征 216

7.4.2中尺度对流云团 218

7.5.1珠江三角洲强对流天气卫星云图特征 219

7.5强对流天气的卫星云图和雷达回波特征 219

7.5.2珠江三角洲强对流天气雷达回波特征 220

7.6.1对流性天气的预报着眼点 224

7.6强对流天气短时预报方法 224

7.6.3强对流天气预报指标 227

7.6.2强对流天气的预报着眼点 227

7.6.4早春强对流天气中期预警方法 228

7.6.5前汛期0～12h强对流天气预报方法 229

7.6.6潮汕地区0～12h强对流天气预警指标 234

参考文献 237

8.1.2高影响天气类型及危害 238

8.1.1高影响天气概念 238

8广东省的高影响天气 238

8.1高影响天气概况 238

8.2.1高温的定义及时空分布 239

8.2高温 239

8.2.2导致高温天气的天气形势和系统 240

8.2.3高温天气的气候特征 242

8.2.4高温天气的预报 244

8.3.1雾及其与天气因子的关系 245

8.3雾 245

8.3.2雾的预报 248

8.3.5雾的监测 252

8.3.4雾的数值模拟研究 252

8.3.3人工消雾 252

8.4.1灰霾天气的气候特征 253

8.4灰霾 253

8.4.2灰霾与大气污染 255

8.4.3灰霾天气的监测与预警探讨 256

8.4.4正确识别雾与霾 257

8.5.1国内外火险预测、预报系统应用现状 258

8.5城市、森林火险 258

8.5.2火险气象要素分析 259

8.5.3火险天气预报 260

参考文献 261

9.1.2我国中期天气预报的发展 263

9.1.1中期天气预报的回顾 263

9中期天气预报技术 263

9.1中期天气预报的历史发展及一般思路 263

9.1.3中期天气预报的一般思路 264

9.2.2中期天气过程模式 266

9.2.1中期天气过程特征 266

9.2中期天气过程的预报 266

9.2.3中期天气过程预报 267

9.3.1天文周期 272

9.3广东省中期业务预报常用方法简介 272

9.3.2灰色预测 273

9.3.3相似预报 274

9.3.4均生函数 275

9.3.5最优气候均态模型 276

9.3.6降水的概率回归预报 277

9.3.8连续暴雨的动力相似预报 278

9.3.7温度的动力统计释用——卡尔曼滤波 278

9.3.9登陆或严重影响广东省热带气旋的动力相似预报 280

参考文献 282

10.1.1气候变化的原因 284

10.1短期气候预测简介 284

10短期气候预测 284

10.1.3气候预测发展的四个阶段 285

10.1.2气候预测的含义 285

10.2.2短期气候预测的主要思路 286

10.2.1短期气候预测研究 286

10.2短期气候预测主要思路和方法 286

10.2.3短期气候预测方法 287

10.3.1场相关分析 289

10.3常用的统计预报技术 289

10.3.2回归分析 290

10.3.5谱分析 291

10.3.4灰色系统 291

10.3.3时间序列分析模型 291

10.3.6均生函数分析 292

10.3.9聚类分析 293

10.3.8判别分析 293

10.3.7相似分析 293

10.4.2短期气候预测研究简介 294

10.4.1短期气候预测业务基本情况 294

10.3.10车贝雪夫多项式展开 294

10.4广东省短期气候预测业务和研究 294

参考文献 297

11.1.2数值预报发展史 299

11.1.1引言 299

11数值预报、评价和释用 299

11.1数值预报模式简介 299

11.1.3我国现有业务模式介绍 300

11.1.4广州区域气象中心数值预报业务模式简介 301

11.2.1基本控制方程组 303

11.2数值预报模式动力框架 303

11.2.3资料同化 304

11.2.2静力平衡与非静力平衡系统 304

11.2.4三维变分同化（3D-Var） 305

11.2.5四维变分同化（4D-Var） 306

11.2.7模式物理过程参数化 307

11.2.6人造台风技术 307

11.3.1大气湍流运动的复杂性 309

11.3可预报性问题 309

11.3.2大气混沌现象 310

11.4.1差分格式 311

11.4数值预报产品的误差分析 311

11.4.4舍入误差和差分近似的稳定性 312

11.4.3截断误差和差分格式的收敛性 312

11.4.2差分格式的相容性 312

11.5数值预报形势场业务评价方法 313

11.4.5混淆误差和非线性计算不稳定 313

11.5.1“马赛克化” 314

11.5.2不确定度的概念 315

11.5.3模式实时业务评价 316

11.5.4统计结果 317

11.6.2相似预报方法 318

11.6.1PP方法和MOS方法 318

11.6数值预报产品的释用方法 318

11.6.4几种常用统计模型 319

11.6.3动力释用方法 319

11.7.2集合预报及其产品 323

11.7.1集合预报系统的研究背景 323

11.7集合预报系统及其产品应用 323

11.7.3集合预报输出的处理及统计解释 325

11.7.4国外应用集合预报的情况 326

参考文献 327

11.7.6集合预报（系统）的发展趋势 327

11.7.5有关的观点 327

12.2.1雷达系统的主要构成 329

12.2CINRAD—SA多普勒天气雷达系统简介 329

12多普勒天气雷达探测和应用 329

12.1天气雷达发展简史 329

12.2.2雷达数据采集子系统（RDA） 330

12.2.3雷达产品生成子系统（RPG） 331

12.2.4主用户处理器（PUP） 333

12.2.5雷达二级终端 334

12.3.1散射理论和雷达气象方程 336

12.3多普勒天气雷达的探测原理 336

12.3.2多普勒天气雷达的工作原理 338

12.3.3距离折叠和去折叠 339

12.3.4速度模糊现象和退模糊技术 341

12.3.5地物杂波抑制 342

12.4.4γ中尺度（2～20km）风场速度图像 343

12.4.3大尺度不连续风场速度图像 343

12.4多普勒速度图像分析 343

12.4.1多普勒速度图像分析的基本知识 343

12.4.2大尺度连续风场速度图像 343

12.5.1对流单体的一般特征及其环境影响 344

12.5多普勒天气雷达探测对流性天气 344

12.5.2强风暴的雷达反射率因子特征 346

12.5.3超级单体风暴的多普勒速度特征 348

12.5.4多普勒天气雷达探测弱龙卷和冰雹 349

12.5.5多普勒天气雷达探测下击暴流和飑线 350

12.6.1多普勒天气雷达探测热带气旋 351

12.6多普勒天气雷达探测热带气旋和暴雨 351

12.6.2多普勒雷达探测暴雨 353

12.7.1Z-I关系法 354

12.7雷达定量估测降水 354

12.7.2雨量计实时校准法 355

12.7.3雷达估测降水误差 356

12.8.3部分产品的算法 357

12.8.2速度产品 357

12.8CINRAD—SA多普勒天气雷达产品 357

12.8.1反射率产品 357

12.8.4雷达组网拼图基本原理和产品 358

参考文献 359

13.1.1极轨气象卫星的现状和发展 360

13.1气象卫星的现状和发展 360

13卫星资料在预报业务中的应用 360

13.1.2地球静止气象卫星的现状和发展 362

13.2.1卫星图像分析的基本原理 364

13.2卫星图像的识别和分析 364

13.2.2云与地表的识别 366

13.2.3卫星云图上常见的云型和云系 367

13.2.4一些重要天气系统的云型特征 368

13.3.1ITCZ和热带云团 373

13.3热带天气系统 373

13.3.2TUTT和东风波 375

13.3.3热带气旋 376

13.4.1水汽探测基本原理 378

13.4水汽图像的应用简介 378

13.4.3一些水汽图像的重要边界特征 379

13.4.2水汽图像的基本特征 379

13.4.4水汽图像的应用 380

13.5.1射出长波辐射（OLR） 382

13.5气象卫星的其他应用 382

13.5.3雾的监测简介 383

13.5.2云迹风（CloudMotionWind）简介 383

参考文献 384

13.5.5美国威斯康星大学卫星产品简介 384

13.5.4火险、干旱和洪涝的监测简介 384

14.1.2影响空气污染物散布的主要因子 385

14.1.1空气污染问题 385

14城市环境气象预报技术 385

14.1绪论 385

14.2.1湍流扩散的统计理论 386

14.2大气边界层污染物扩散理论 386

14.2.3湍流扩散的梯度输送理论（K理论） 387

14.2.2湍流扩散的相似理论 387

14.3.2城市空气污染特征 388

14.3.1城市边界层微气象学特征 388

14.3城市空气污染气象特征 388

14.4.2城市空气污染预测系统（CAPPS）介绍 389

14.4.1基本概念 389

14.4空气污染潜势预报与空气质量预报 389

14.4.3天气分型预报方法 391

14.5.3人体舒适度 393

14.5.2空气污染气象条件 393

14.5环境气象指数及预报 393

14.5.1紫外线指数 393

14.5.4穿衣指数 394

14.5.7风寒指数 395

14.5.6中暑指数 395

14.5.5霉变指数 395

14.6.1广州市空气污染指数的月际特征 396

14.6广州市空气污染指数的分布特征 396

14.5.8火险指数 396

14.6.2广州市一例大气严重污染的天气特征 397

参考文献 400

15.1.1双线偏振天气雷达技术 401

15.1天气雷达新技术 401

15大气探测新技术及应用 401

15.1.2双（多）基地天气雷达技术 403

15.1.3相控阵天气雷达技术（PhasedArrayRadar） 404

15.1.4激光天气雷达技术 405

15.1.5多普勒雷达（WSR—88D）的技术更新 406

15.2.1闪电定位系统的工作原理 407

15.2大气闪电定位系统 407

15.3风廓线雷达的探测原理与应用 408

15.2.2闪电定位资料在天气预报中的应用 408

15.3.2风廓线雷达资料在天气预报中的应用 409

15.3.1风廓线雷达的探测原理 409

15.4.1GPS/MET的探测原理 411

15.4GPS/MET的探测原理与应用 411

15.4.2GPS/MET资料在天气预报中的应用 412

参考文献 413

16.1.1意义 414

16.1概述 414

16预报检验和服务评估 414

16.1.4预备知识 415

16.1.3现状 415

16.1.2历史 415

16.2二值事件预报和检验 416

16.2.5空报概率 417

16.2.4空报率 417

16.2.1准确率 417

16.2.2偏差 417

16.2.3命中率 417

16.3多级事件的预报和检验 418

16.2.7公正TS评分 418

16.2.6威胁指数（关键成功指数） 418

16.4连续型要素预报和检验 419

16.3.2Heidke技巧评分 419

16.3.1准确率 419

16.4.3平均误差 420

16.4.2直方图 420

16.4.1散点图 420

16.5空间场预报和检验 421

16.4.7距平相关系数 421

16.4.4平均绝对误差 421

16.4.5均方根差 421

16.4.6相关系数 421

16.5.3时间上的平均 422

16.5.2时间和空间的平均 422

16.5.1肉眼识别法（图形法） 422

16.5.4面向对象的方法 423

16.6.1可靠度图 424

16.6概率预报和检验 424

16.7气象服务评估 425

16.6.4分级概率评分 425

16.6.2BS评分 425

16.6.3Brier技巧评分 425

16.7.2层次分析法 426

16.7.1专家判别法 426

16.7.4模糊数学评判法 427

16.7.3主成分分析法 427

16.7.6“3S”技术在服务评估中的应用 428

16.7.5模式识别法 428

参考文献 429

17.1广东省气象台预报业务系统概况 430

17广东省预报业务系统简介 430

17.2.2广州市“小涡旋”系统（粤港合作项目） 431

17.2.1广州市短时定量降水估测系统 431

17.2短时天气预报业务系统 431

17.3.1台风预报业务系统 432

17.3短期天气预报业务系统 432

17.2.3雷达拼图业务 432

17.3.3动力相似暴雨预报系统 435

17.3.2暴雨预报业务系统 435

17.3.5森林火险预报系统 436

17.3.4冬季沿海强风PP法预报系统 436

17.4.1寒潮预报业务系统 437

17.4中长期天气预报业务系统 437

17.3.6数值预报集成显示系统 437

17.3.7广州市城市环境预报系统 437

17.4.2短期气候监测预测业务系统 438

17.5.1新一代天气预报系统构造方式 439

17.5新一代天气预报业务流程 439

17.4.3中期连续暴雨业务系统 439

17.5.2主要功能 440

17.6.1短期天气预报图形化制作分发系统 442

17.6天气预报制作分发系统 442

17.6.2面雨量预报发布平台 444

17.7.1GRADS简介 445

17.7气象常用软件和数据格式 445

17.6.3地质灾害预报发布平台 445

17.7.3Vis5D的使用 447

17.7.2SURFER的使用 447

17.7.4NetCDF和GRIB数据格式 448

17.8.1概况 449

17.8数值预报产品 449

17.8.2热带海洋研究所数值预报产品 450

17.8.4其他数值预报产品 451

17.8.3T213产品 451

参考文献 452

18.1.1气象通信网络系统 453

18.1广东省气象信息网络系统 453

18广东省气象通信网络及数据处理 453

18.1.2主要业务计算机系统 460

18.1.4海量存储共享系统 466

18.1.3高性能计算机系统 466

18.2.1广东省气象台计算机网络 467

18.2广东省气象台计算机网络及数据处理系统 467

18.1.5视频会商系统 467

18.2.2MICAPS数据处理流程 468

18.2.3常规气象报文处理 469

18.2.4GRIB码数据处理 470

18.2.7卫星接收系统 471

18.2.6数值预报资料处理 471

18.2.5云图和传真资料处理 471

18.2.9自动站的接收处理 474

18.2.8多普勒天气雷达接收处理 474

18.3.1气象网站概况 479

18.3气象网站 479

18.3.2广东省气象局业务网 480

18.3.4气象应急网 481

18.3.3广东省气象局机关网 481

18.3.7全国气象业务服务信息网 482

18.3.6数据共享平台 482

18.3.5基于GIS的业务辅助平台 482

18.3.8全国气象情报与灾情网 483

18.3.10广东省气象公众网 484

18.3.9广东农网 484

18.3.11广东省省委省政府气象网 485

18.3.12广东省气象台网站 486

参考文献 487

19.1.2发展的条件 488

19.1.1发展的动力 488

19业务天气预报技术及发展趋势简介 488

19.1业务天气预报技术发展的基础和特点 488

19.1.3发展的特点 490

19.2.1业务现状 491

19.2我国业务天气预报技术 491

19.2.2发展过程 492

19.2.3存在的差距 493

19.3.1大气探测技术 494

19.3业务天气预报技术的发展趋势 494

19.3.2数值天气预报技术 495

19.3.3天气预报业务平台 496

19.4.1暴洪预警技术 497

19.4国外主要业务天气预报技术简介 497

19.4.2定量降水监测和预报技术 498

19.4.3临近预报技术 500

19.4.4短期气候预测技术 504

19.4.5热带气旋预报业务进展和面临的难题 505

参考文献 506

附录一 台风委员会西北太平洋和南海热带气旋命名表注释 508

附录二 风雨级别、风球信号、预报分片等定义 511

附录三 常用气象专业术语解释 517

附录四 常用物理要素 521

附录五 气象常用网站 524

参考文献 525