micaps中尺度天气分析经验总结(预报业务必看)

流觞曲水

    学校的天气分析课及micaps上机课没有专门教中尺度天气分析，我完全是自学自悟自己摸索的，兴趣是最好的老师。经大家建议，开这个帖，把个人经验体会详细写出来和大家讨论，欢迎预报的同行交流学习，带动micaps版块中尺度天气分析活跃起来，因为气象台业务上中分析很重要。尽管业务上很依赖于数值预报，但是实况天气分析(包括手绘天气图和micaps分析)作为预报员的一项基本技能，还是需要掌握的。
    定槽脊线、切变线、地面锋线、高低压中心、冷暖中心什么的，这些基础知识天气学分析里讲得很清楚，这里简单提一下。各线条、箭头等表示什么含义，中尺度(强天气)分析工具箱里的帮助也有，如图1，也要熟记于心。这两点是中分析的必备知识，是前提。另外，最好对中尺度气象学或中尺度天气系统有一定的掌握或了解。还有，你不能是色盲•••还有，得有观测资料啊，否则是无米之炊啊。

    业务上，中分析一般分析5层，从下往上依次是地面、925hPa、850hPa、700hPa、500hPa，500hPa以上层次很少分析。为了防止线条太多看不清，一般用5个交互符号分析，每层一个。若有两层分析要素少的话可共用一个交互符号，这看个人习惯，怎么舒服怎么来。中分析主要分析需要人工分析的要素，像高度场、温度场等这些电脑可以自动填线分析的，在电脑分析基础上进行人工订正即可，但一般不需要订正。这里我选取一个天气较为复杂的过程来分析，尽量用到最多的线条和箭头。12月20日天气较复杂，可供分析的要素较多，现用早8点的各层观测资料来分析。
    现在开始分析，一般只用到两个文件夹，即高空观测资料“high”和地面观测资料“surface”文件夹。“high”文件夹里的东西最好全部知道含义，这里我列出来了，如图2。

“surface”文件夹主要用到两个，p0(海平面气压场)和plot(地面填图)。我习惯先分析低空，现以850hPa为例，基于最新的micaps3.2版本，分析该层各要素。资料检索方式很多，这里为了方便解释，我用文件名检索。打开12月20日8时的850hPa高空观测填图(high-plot-850-12122008.000)，发现每个站都默认填了一些要素，如图3，这里主要用到两个，“显示风”和“显示温度露点差”，不需要的把勾去掉就不显示了，这样方便看清。850hPa这层常分析的项目有湿区、切变线、急流(显著流线)、干线、槽线和温度槽脊，没有就不分析。

      首先分析湿度，主要有湿舌(湿区)、干线(露点锋)。中分析技术规范里规定，当温度露点差(T-Td)小于或等于5℃, 或相对湿度(rh)超过70%时，分析湿舌，意义是判断低层的显著湿区，综合低空急流和显著流线判断水汽输送条件。在“显示设置”里点击“12年12月20日8时850百帕高空观测”，左下角图层属性框会显示出来，“图层属性”里仅把“显示温度露点差”勾上，各站就显示温度露点差了。下面开始画湿舌，单击菜单栏里的“强天气分析”，调出中分析工具箱，“显示设置”会里自动跳出一个“交互符号2”，“交互工具”也自动弹出(不用就叉掉，要用就双击“交互符号2”)。默认的那个(交互符号1透明板)暂不用，该层的要素就在“交互符号2”中分析。层次选“850”，是否标注也勾上，这样线条和箭头画出来就默认是850hPa的颜色了，鼠标停在工具箱里那些线条箭头上，会有中文显示，最好能记住，分析多了就会记住了，选择绿色齿线，如图4。

显然，分析湿舌，本质上就是手工找出温度露点差为5℃的那条等值线，圈起来就是了。注意：有齿的那一面是包着湿区的，不要画反了，那些没有数据的站点就不用管了。顺时针画包围圈，这跟手绘天气图等高线差不多，边画边估计相邻两站(一个T-Td＞5℃，一个T-Td≤5℃)5℃大致的位置，鼠标点一下，继续走，东部海区不用管，也没多少数据，主要把大陆包起来，画好之后右击，就OK了，发现系统还自动标注了850，湿区可闭合也可不闭合，画好后如图5。

下面分析干线(没有就不分析)。规定，当相邻两站的露点温度Td相差10℃以上时，沿湿度梯度最大处分析干线，意义是判断水平干湿分布不均匀引起的大气不稳定。当有显著流线自干线的干区一侧吹向湿区时，强对流天气易发生。显示各站露点温度值，找出至少两对相邻站的Td相差10℃以上，在其之间按所需线条画出干线，如有相邻站Td相差更大的则关心更大的，或者直接打开温度露点差场，文件为“high-‘t-td’-850-对应时次”，看等T-Td线密集的地方画，这比较直观，如图6。

      接下来分析切变线和槽线，来判断低层的辐合区。切变线和槽线是分别从风场和气压场上定义的不同的天气系统。“图层属性”里仅把“显示风”勾上，各站显示风场。熟悉天气分析的人一眼就能看出风场图上切变线的位置。选择线条(850默认为红色双线条)，暖式切变(西南风和东南风的切变)时切变线画成上凹(高数上也叫下凸)，冷式切变(西北风和西南风的切变)、东北风和西北风的切变，或者东北风和西南风对着吹时，切变线画成下凹(或上凸)，用槽线来画好像也没问题。凹凸好像这么画的，我也没见过哪本书上有具体规定，中央气象台的天气图也这么画的(见图7)。

一般鼠标从低压往高压方向点三下就OK，即两头和中间点一下，切变线位置千万不要搞错，一定要在有风向切变的相邻两站点之间，此原则要遵守，至于靠这个点近些还是靠那个点近些自己把握，这里我列出了本月的一些切变线，见图8、9、10。



另外，有相邻三角形三站风向辐散或辐合的标注气压中心，高压中心用蓝色字母G，低压中心用红色字母D，在交互工具里找，如图11、图12。


严格来说高低压中心非三站的几何中心，要看三站气压值和风速来确定离哪个站近些。有时低压中心的两条切变线亦可连成一条来画，像图8、9中的两根切变线可连起来画，有时还有风速的切变或风向加风速的切变。槽线，一般在西北风和西南风之间画，熟悉的人看风场就能画槽线，要是真看不出来，就打开高度场文件(high-height-850-对应时次)辅助分析。我习惯在交互工具里找画槽线的线条，中分析工具箱也可以画，找出实线，不过需要调宽度，宽度设为3差不多了。定槽线是天气分析课里的基本知识了，有时候为了线条的光滑好看(包括下面的温度槽脊)，也不一定非要严格画在曲率最大处，只要画出来别是西北风在槽前，或西南风在槽后就行了，这里用Lambert投影画，看风向和纬圈的平行度来定槽画在该站西侧还是东侧。有个别站是正西风的，让槽线穿过那站。有阶梯槽(北槽略慢于南槽)时，画一根槽线有点别扭，可分开画，不过只要保证槽前后的风向没错，画一根也没太大问题，南部要向东倾，如图13。

习惯上在风向气旋性切变特别明显的两个高压之间的狭长低压带内和非常尖锐而狭长的槽内分析切变线，在气压梯度比较明显的低压槽中分析槽线。有时切变线亦可用槽线来画(像寒潮过程里的大横槽、台风倒槽、东风切变等)，将切变线都用槽线来画也不应该算错，但切变线是中尺度天气过程中很重要的系统，为了好区分其它天气系统或显眼，最好以切变专用的双实线来画，我认为。若大范围的风向一致，有一站的风向有异甚至相反时，也不用刻意迎合这个站的风向。一个闭合气旋上下左右可以有4个槽或切变线，只标注与天气有关的。由于各层槽线没有具体规定颜色，都是棕色，一般在槽线上方或下方标注层次，数字即可。有时为了分析天气演变过程，也可用黄色线条画上前12或24小时的槽线或切变线。实践中经常会遇到类似的细节问题，这不一定都能讲到。
    下面分析急流(轴)或显著流线。规定，当有2个以上连续测站风速超过12m/s(低空急流定义)时，沿12m/s以上大风区的几何中心分析低空急流轴，并在急流轴上标注最大风速值，意义是判断低层的辐合区、综合湿度分析判断水汽输送条件、综合其它层的风场分析判断垂直风切变条件。要培养自己看到风杆就知道风速甚至级数，那样分析也会快一点(一杠是4m/s，短杠2m/s，小旗子风杆是20m/s，8级风)，12m/s，就是3杠，看到2个以上连续测站的三杠风杆就分析。不知道风速也没关系，打开全风速填图，全风速填图文件为“high-‘vv-p’-850-对应时次”，风速值就显示在各站点上了，哪个地方风大风小一目了然，按照风杆和风速值，按急流去向画出急流，该层急流默认为红粗箭头，如图14。

因为这主观性比较强，每个人画的急流轴位置会有不同，不至于偏得太离谱就行了，急流箭头从哪里开始到哪里停止也是，大差不差就行了。因为探空站有限，急流轴的位置不一定经过探空站，画出的急流轴位置跟实际急流位置会稍有偏差，最大风速值暂不用标。又规定，当风速未达到低空急流的标准，但有风速明显比周围大的最大风带出现，且位于干湿气流区之间，或者位于切变线、靠近急流轴的位置时，分析显著流线，并在流线上标注最大风速值，意义是对低空急流和辐合区的辅助分析。分析步骤同急流的分析，只不过风速都小于12m/s，西南低空气流在加强成急流前可画显著流线。北方的低空急流多经向型，南方多纬向型。
    最后分析温度脊(暖脊)和温度槽(冷槽)。规定，从暖中心出发，沿等温度线曲率最大处分析温度脊，意义是判断低层增暖引起的不稳定，综合低空急流及其显著流线分析判断暖平流，最值得关注的温度脊位于最强辐合区前。打开温度场文件夹“high-temper-850-对应时次”，有闭合等温线的温度中心就标注冷、暖中心，在交互工具里找。850的温度脊默认为红色点线，选定后开始分析。从暖中心出发，沿等温度线曲率最大处分析温度脊，基本是自南向北画，把等温线和纬圈相切的点连起来即可，如图15。

温度槽分析就是，从冷中心出发，沿等温度线曲率最大处分析温度槽，意义是判断降温引起的不稳定，综合低空急流及其显著流线分析判断冷平流。850的温度槽默认为红色实心三角点线。结合云图，很容易发现云多的地方就在温度脊后面或温度槽前面，如图16。

有时候也会分析850hPa与500hPa的温度差(类似于沙氏指数)。规定在干线的湿区一侧，当850hPa与500hPa的温度差超过28℃(一说是24℃)时，间隔4℃分析等温差线，意义就是判断大气稳定度，垂直温度递减率可反映大气的稳定状态。这在春夏强对流高发季节会分析到，也不难，“图层属性”里仅把“与500hPa的温度差”勾上，分析24℃、28℃、32℃•••等温差线即可，默认为橘黄色虚线。有时候也会调出某一代表站的探空图(high-tlogp-对应时次)，来分析各指数和各层的风，判断该站附近出现强对流天气的可能性。
    850hPa要素分析好后，新建一个交互符号，为“交互符号3”，“显示设置”里把“交互符号2”眼睛那个按键点掉，消隐850hPa分析好的各线条，资料下翻一层，即菜单栏里的向下箭头，开始分析925hPa。925hPa和850hPa的分析要素差不多，但没有“与500hPa的温度差”这一项。只要在中分析工具箱中层次选“925”即可，各线条箭头就默认为该层的颜色，但温度槽脊和湿舌的线条颜色和850hPa一样，需要分析的话就在线条末端标注一下925即可。分析结果如图17。

      700hPa比850hPa的分析要素多了一项，即变温ΔT，规定当该层变温超过-3℃时，分析显著降温区。意义是确定显著降温区，表征冷平流和冷空气强度。此外12小时温度无变化线对于预报飑线最可能发展的位置有指示意义，必要时可考虑分析。在夏半年分析24小时变温，冬半年分析12小时变温。变温分析通常在500hPa，当冷空气比较深厚时，分析700hPa变温。中分析技术规范里700hPa的急流标准是16m/s以上(天原书上的规定和850hPa急流标准一样，即≥12m/s)，“与500hPa的温度差”这一项规定T700-T500≥20℃时，间隔4℃分析等温差线，与850hPa一样，也是为了通过分析垂直温度递减率来判断大气的稳定度，线条和颜色和850hPa相同，为橘黄色虚线，需要分析的话就在线条末端标注一下700即可。该层看情况来决定分析湿舌还是干舌，湿舌画法与850hPa一样，当温度露点差大于15℃, 或相对湿度(rh)小于50%时，分析干舌，意义是判断对流层低层上部的干区，综合850hPa和925hPa的水汽分析用以确定低层湿空气的厚度。当700hPa干舌对应其以下层的湿舌，则表明可能出现的对流比较干，反之则可能出现深厚湿对流，有利于强降水的发生。该层干舌为橘黄色齿线，需标注层次。700hPa的分析结果如图18。

      500hPa的急流标准是20m/s以上。该层有时还分析分析温度冷中心(冷堆)，规定在具有类似切断低压状的温度场冷中心分析冷堆，用来判断冷空气强度，用中分析工具箱里的蓝色字母K标注。500hPa及以上水汽就比较少了，该层一般分析干舌，干舌规定和700hPa一样，意义是综合急流和显著流线的分析判断对流层中层的干侵入，综合对流层低层的水汽分析用以确定湿空气的厚度。该层干舌也为橘黄色齿线，标注层次即可，如图19，再分析低压槽、温度槽、急流等要素，分析结果如图20。


      中分析技术规范里地面需要人工分析的要素有气压中心(标注方法同其他层次)；辐合线(当地面风具有明显的风向气旋性切变时，沿风的交角最大，即风向改变最大的位置分析辐合线，当地面风具有明显的风速辐合时，沿最大风速的前端分析辐合线，用黑色虚叉线标注，意义是判断中尺度对流天气的抬升条件)；显著流线(当有多个连续测站出现同向大风速，即可标注显著流线，流线走向与风向一致，并标注最大风速值,意义是帮助确定地面最大辐合区或者低层的最大风带，以判断中尺度对流天气的抬升条件)；锋(或边界线，分析规范参照大尺度天气图分析。锋的动态分析对于判断系统的移速有重要意义，地面分析图上应标注过去3小时或1小时锋面位置，意义是判断抬升条件)；天气区(方法与大尺度天气图分析一致,当出现雷暴、大风、20mm/h的短时强降水，西部干旱地区可考虑10mm/h，冰雹等对流或强对流天气时，标注天气区。当出现零星的天气时在发生地标注对应天气符号，当出现成片的天气时，将发生区域用浅绿色阴影覆盖，并在阴影区中心标注天气符号，意义是判断中尺度对流系统的移动和发展)；三小时显著变压区(当3小时变压值达到1hPa以上时分析显著升压区，用粉色虚线标注，意义是分析出流边界、中尺度对流系统的移动和发展。当3小时变压值小于或等于-1hPa时分析显著降压区，用蓝色虚线标注，意义是判断中尺度对流系统的移动和发展)；干线(地面标准：当相邻两站的露点温度相差5℃以上时分析)、湿舌(分析参照850hPa)。地面经常分析到的要素有气压中心(图21)、辐合线(图22)、显著流线(图23)、锋(图24、25)和天气区(图26)，一些说明也已在图上标注。






由于地面风速一般较小，且受地形等因素影响，风向较乱，打开海平面气压场(surface-p0-对应时次)，在低压槽中可分析辐合线，沿曲率最大的地方画即可。锋面(冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋)定位及分析参考寿绍文主编的《天气学分析》。地面分析结果如图27，其中天气区只圈了降雨。

“交互工具”里文字标注的选项有改动，以前版本是红色的“注”字，3.2版本是红色字母“T”。注意，在分析中要拖动地图的话先要点击下手型图标，不然还是在画图状态，拖不了。以上各层的分析顺序或单层要素的分析顺序可调，按个人习惯来。把“显示设置”里观测资料隐去，让“交互符号2至6”显示，一幅中分析图就诞生了，即图28、29。


最后你也可以自己做一张图例。除了干湿区和槽线等需标注一下层次外，其它颜色的箭头、线条或符号，内行都应该看得懂。值得说明的是，某一时次不是所有的中分析要素都出现，也不是所有出现的要素都分析，个人把握，主要分析和天气有关的要素。
    以上就是我中尺度天气分析的心得，我也才摸索了几个月，一周时间写稿、找最近一个月观测资料做出代表形势图总结出，不是所有的情况都能列出，春夏的天气更加丰富多彩。若手头无实况资料，可到南京信息工程大学气象台网站最下面“气象资料服务”里下载micaps格式的历史资料(常规观测资料)来分析，网址：http://qxt.nuist.edu.cn/。别抱有“最新的资料才是最好的”心态，资料可不是电子产品，不会过时和贬值，天气分析课手绘天气图的那些资料还是一九七几年的呢。很多中尺度分析中的细节问题只有在自己实践的时候才会发现。有不足或者不对的地方，或有更好途径的，欢迎提出来讨论。现在业务上完全可以看看数值产品就报，完全可以不用关心实况分析，但那样就成为数值预报的奴隶，真心想提高自己业务水平的，欢迎前来讨论相互学习。

edwardli

流觞曲水 发表于 2012-12-24 14:54

                               
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我知道你的意思，但是中央气象台，包括各省地气象台在业务上都是这么分析形势场的，尺度已经超过了2000km ...

我不认为“只要上面做的就是对的”。我从未见过杨贵名首席用过中尺度分析。其他的首席也在不同的培训场合说过，中尺度分析是用来做潜势预报的，他们用只是在个别“外行”领导的指导下开展的套用。真正的中尺度分析恐怕只有省级以上能开展，不光空间精度要求高，时间精度也有要求。
当然鼓励大家做这种套用工作，的确很有用，在业务中能够发挥一定的作用。但是引用杨首席的一句话：我们搞业务的，重要的是基础，要严谨，是什么就是什么。

pyteen

还有一点，楼主多次分析850的温度槽，这个真心想吐槽一下，因为我工作多年各种中分析、形势分析的图看了不少，确实第一次看到这么多红色的850温度槽，实在非常不习惯。提醒各位，日常工作中分析较多的一般是500的温度槽（蓝色），850的温度脊（红色）。还有200hpa也是中尺度分析必须要考虑的，高层的辐合辐散怎么能忽略呢？这一点楼主说“500以上层次应用少”是有问题的。

xo2001

非常支持啊~

qq17c309

波波  你牛死了

qxtlyf

太好了，对一线预报员很有帮助，谢谢斑竹

施罗德曼

顶，辛苦了，总结的很全面

topmad

兴趣是最好的老师

流觞曲水辛苦了 总结了这么多

Lorenz混沌

学习了，真牛！

@坐井观天

曲水流觞风云客，惠风和畅气象人。

善人/jw

辛苦了辛苦了，这个必须顶啊~~
总结的很全很棒

luoziwuhui

这个必须顶啊~~
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