
- •Нина Александровна Дашко
- •Часть 1
- •1. ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Состав и строение атмосферы
- •1.2. История развития метеорологии как физической науки
- •1.2.1. Древнегреческий период развития науки
- •1.2.2. Эллинистический период развития науки
- •1.2.3. Простонародная метеорология
- •1.2.4. Развитие науки на Востоке
- •1.2.5. Развитие научных связей Европы и Востока
- •1.2.6. Изобретение метеорологических приборов
- •1.2.6. Научные общества и академии
- •1.3. Развитие синоптической метеорологии
- •1.4. ВМО – Всемирная метеорологическая организация
- •1.5. Гидрометеорологическая служба России
- •2. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
- •2.1. Требования к гидрометеорологической информации
- •2.2. Виды гидрометеорологической продукции
- •2.3. Потребители гидрометеорологической информации:
- •2.4. Кодирование гидрометеорологической информации
- •2.4.1. Структура кода КН-01
- •Схема кода КН-01:
- •Раздел 0
- •Раздел 1
- •Раздел 2 – для судовых или буйковых станций
- •Раздел 3
- •Раздел 4
- •Раздел 5
- •Раздел 0
- •Для сухопутных станций:
- •Передача судовых данных:
- •Раздел 1 (для станций любого типа)
- •Раздел 2 (используется при передаче судовых данных)
- •Раздел 3
- •Раздел 4 (для высокогорных станций)
- •Раздел 5
- •2.4.2. Структура кода КН-04
- •ЧАСТЬ "A" КОДА КН-04
- •ЧАСТЬ "B" КОДА КН-04
- •Особые точки по температуре воздуха:
- •Особые точки по ветру:
- •3. СОСТАВЛЕНИЕ КАРТ ПОГОДЫ
- •3.1. Виды карт погоды
- •3.2. Приземные карты погоды (составление и чтение)
- •Раздел 1
- •Раздел 2
- •Раздел 3
- •3.3. Составление высотных карт погоды
- •3.3.1. Геопотенциал
- •3.3.2. Барометрическая формула геопотенциала
- •3.3.3. Барометрическая ступень
- •3.3.4. Карты барической топографии
- •3.4. Составление вспомогательных карт погоды
- •4. АНАЛИЗ КАРТ ПОГОДЫ
- •4.1. Первичный анализ приземных карт погоды
- •4.1.1. Правила оформления приземной карты погоды
- •4.1.2. Проведение атмосферных фронтов на картах погоды
- •4.2. Первичный анализ высотных карт погоды
- •4.2.1.Правила оформления высотных карт погоды
- •4.2.3. Анализ карт относительной топографии
- •4.3. Анализ вспомогательных карт погоды
- •5. АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ И ВЕРТИКАЛЬНЫЕ РАЗРЕЗЫ АТМОСФЕРЫ
- •5.1. Аэрологические диаграммы
- •5.1.2. Построение аэрологической диаграммы
- •5.1.3. Анализ аэрологической диаграммы
- •5.1.4. Графические расчёты с помощью аэрологических диаграмм
- •5.2. Вертикальные разрезы атмосферы
- •5.2.1. Правила построения вертикальных разрезов атмосферы
- •5.2.2. Анализ вертикальных разрезов атмосферы
- •5.2.3. Временные разрезы атмосферы
- •Температура воздуха, °С
- •6. ОШИБОЧНЫЕ ДАННЫЕ НА КАРТАХ ПОГОДЫ
- •7. ПРИНЦИПЫ СИНОПТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
- •7.1. Основные синоптические объекты
- •7.2. Информативность карт барической топографии
- •7.4. Обзор синоптического положения за предыдущие сутки
- •8.1. Вычисление производных
- •8.2.1. Прямолинейная интерполяция
- •8.2.2. Криволинейная интерполяция
- •8.2.3. Формальная экстраполяция
- •8.3.1. Траектории воздушных частиц
- •Способ обратного переноса:
- •Рис. 8.4. Способ обратного переноса
- •Способ прямого переноса:
- •8.3.2. Линии тока воздушных частиц
- •9. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЕЙ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
- •9.1.1. Градиент метеорологической величины
- •9.2. Поле атмосферного давления
- •9.2.3. Локальные изменения давления
- •9.3. Динамические изменения давления воздуха
- •9.4. Распределение атмосферного давления на Земном шаре
- •9.5. Поле ветра
- •Цилиндрическая система координат
- •Сферическая система координат
- •Натуральная система координат
- •9.5.2. Силы, действующие в атмосфере
- •Сила барического градиента
- •Отклоняющая сила вращения Земли
- •Сила трения
- •Центробежная сила
- •9.6. Уравнения движения
- •9.6.1. Геострофический ветер
- •9.6.3. Градиентный ветер
- •9.6.4. Действительный ветер
- •9.7. Особенности ветрового режима над Японским морем
- •9.8. Особенности ветрового режима над Охотским морем
- •9.9. Дивергенция и вихрь скорости
- •9.9.1 Дивергенция вектора скорости ветра
- •9.9.2. Вихрь вектора скорости ветра
- •9.9.3. Уравнение тенденции вихря скорости
- •Характерные синоптические масштабы:
- •9.9.5. Уравнение дивергенции скорости
- •9.10. Поле вертикальных движений атмосферы
- •9.10.1. Классификация вертикальных движений атмосферы
- •9.10.2. Упорядоченные вертикальные движения атмосферы
- •9.10.3. Расчёт вертикальных движений атмосферы
- •9.11. Поле температуры воздуха
- •9.11.1. Температурные градиенты
- •9.11.2. Адиабатические изменения температуры воздуха
- •9.11.3. Термический ветер
- •9.11.4. Локальные изменения температуры воздуха
- •10. ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ
- •10.1. Масштабы воздушных масс
- •10.2. Очаги формирования воздушных масс
- •10.3. Географическая классификация воздушных масс
- •10.5. Трансформация воздушных масс
- •10.6. Термодинамическая классификация воздушных масс
- •10.7. Характеристики устойчивых воздушных масс
- •10.7.1. Тёплая устойчивая воздушная масса
- •10.7.2. Холодная устойчивая воздушная масса
- •10.8. Характеристики неустойчивых воздушных масс
- •10.8.1. Тёплая неустойчивая воздушная масса
- •10.8.2. Холодная неустойчивая воздушная масса
- •10.9. Оценка устойчивости воздушных масс
- •11. АТМОСФЕРНЫЕ ФРОНТЫ
- •11.1. Ориентация и размеры фронтальной поверхности
- •11.2. Классификация фронтов
- •11.2.1. Географическая классификация атмосферных фронтов
- •11.3. Перемещение фронтов
- •11.4. Профиль движущегося фронта
- •11.5. Общие характеристики фронтов
- •11.5.1. Фронты в барическом поле
- •11.5.2. Фронты в поле ветра
- •11.5.3. Фронты в поле барических тенденций
- •11.5.4. Фронты в поле температуры воздуха
- •11.5.5. Фронты в поле влажности и облачности
- •11.6. Тёплый фронт
- •11.7. Холодный фронт
- •11.7.1. Холодные фронты 1-го рода
- •11.7.2. Холодные фронты 2-го рода
- •11.7.3. Вторичные холодные фронты
- •11.8. Фронты окклюзии
- •11.8.1. Облака и осадки холодного фронта окклюзии
- •11.8.2. Облака и осадки тёплого фронта окклюзии
- •11.10. Образование и размывание атмосферных фронтов
- •11.10.3. Оценка тропосферного фронтогенеза и фронтолиза
- •11.10.4. Приземный фронтогенез и фронтолиз
- •12. ЦИКЛОНЫ И АНТИЦИКЛОНЫ УМЕРЕННЫХ ШИРОТ
- •12.1. Основные определения
- •12.1.1. Вертикальная протяжённость барических образований
- •12.1.2. Оси барических образований
- •12.1.3. Фронтальные и нефронтальные барические образования
- •Модель циклона по Ли
- •Модель циклона по Бьеркнесу и Сульбергу
- •Основные теории возникновения циклонов
- •Конвекционная теория циклонов
- •Механическая теория циклонов
- •Волновая теория циклонов
- •Дивергентная теория циклонов
- •12.2. Условия возникновения барических образований
- •12.3. Стадии развития циклонов
- •12.3.1. Начальная стадия развития циклона
- •12.3.2. Стадия молодого циклона
- •12.3.3. Стадия максимального развития циклона
- •12.3.4. Стадия окклюдирования циклона
- •12.3.5. След циклона
- •12.3.6. Серии циклонов
- •12.4. Стадии развития антициклонов
- •12.4.1. Начальная стадия развития антициклона
- •12.4.2. Стадия молодого антициклона
- •12.4.3. Стадия максимального развития антициклона
- •12.4.4. Стадия разрушения антициклона
- •12.5. Регенерация барических образований
- •12.5.1. Регенерация циклонов
- •12.5.2. Регенерация антициклонов
- •12.6. Перемещение барических образований
- •12.7. Центры действия атмосферы
- •Постоянные центры действия атмосферы:
- •Сезонные центры действия атмосферы:
- •12.7.1. Характеристика ЦДА Северо-Атлантического региона
- •Азорский антициклон
- •Исландская океаническая депрессия
- •12.7.2. Характеристика ЦДА Северной Америки
- •Канадский максимум
- •Калифорнийский минимум
- •12.7.3. Характеристика ЦДА Азиатско-Тихоокеанского региона
- •Азиатский антициклон
- •Алеутский минимум
- •Южноазиатская депрессия
- •Северотихоокеанский антициклон
- •Переходные зоны между центрами действия атмосферы
- •12.7.4. Летние синоптические процессы над Охотским морем
- •12.8. Погода в циклонах на разных стадиях развития
- •12.8.1. Погода в передней части молодого циклона
- •12.8.2. Погода в тёплом секторе молодого циклона
- •12.8.3. Погода в тыловой части молодого циклона
- •12.8.4. Погода в окклюдированном циклоне
- •12.9. Погода в антициклонах
- •12.9.1. Инверсии в антициклонах
- •12.9.2. Фронты в антициклоне
- •12.9.3. Погода в антициклоне
- •13. ВЛИЯНИЕ ОРОГРАФИИ НА АТМОСФЕРНЫЕ ПРОЦЕССЫ
- •13.1. Горные ветры
- •Бора
- •13.2. Облакообразование и осадки
- •13.3. Влияние орографии на атмосферные фронты
- •14. СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ
- •15. ПРОГНОЗ СИНОПТИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ
- •15.3. Прогноз эволюции барических образований
- •15.4. Прогноз возникновения новых барических образований
- •15.5. Прогноз перемещения и эволюции атмосферных фронтов
- •15.6. Расчёт давления в точках поля
- •15.6.1. Адвективный способ расчёта давления в точках поля
- •15.7. Оценка приземной прогностической карты
- •16.1. О прогнозе погоды в США и Японии
- •16.1.1. Служба погоды в США
- •16.1.2. Служба погоды в Японии
- •Примечание 1
- •Примечание 2
- •Примечание 3
- •17.1. Критерии определения объёма выборки
- •17.2. Определение свойств выборки
- •17.3. Законы распределения метеорологических величин
- •17.3.2. Нормальный закон распределения
- •17.4. Точность и достоверность оценок выборки
- •17.5. Анализ статистических характеристик
- •17.5.1. Исследование трендовой составляющей
- •17.5.3. Процентили
- •17.5.4. Приёмы аппроксимации
- •17.6.1. Выбор предикторов
- •17.6.2. Формирование обучающей выборки
- •17.6.3. Корреляционный анализ
- •17.6.5. Отбор информативных предикторов
- •17.7.1. Оценки свойств уравнений регрессии
- •17.7.2. Применение пошаговой процедуры расчета
- •17.7.3. Процедура отбора оптимальных уравнений
- •17.11. Статистическая оценка прогнозов
- •17.11.1. Количественные прогнозы
- •17.11.2. Альтернативные прогнозы
- •18.1. Прогноз температуры воздуха у поверхности Земли
- •18.1.1. Адвективные изменения температуры воздуха
- •18.1.2. Трансформационные изменения температуры воздуха
- •18.1.3. Суточный ход температуры воздуха
- •18.2. Прогноз влажности воздуха у поверхности Земли
- •СОДЕРЖАНИЕ
- •АТМОСФЕРНЫЕ ФРОНТЫ
- •СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ
4. Анализ карт погоды |
11 |
тепла («Т» красным цветом) и холода («Х» синим цветом). Рекомендуется найти на карте область с самыми низкими температурами воздуха и от них проводить изолинии.
•Оси струйных течений. На АТ300 выделяются оси струйных течений в виде стрелок коричневого цвета, направленных по потоку, где скорости ветра составляют 30
иболее м/с
4.2.2.Признаки атмосферных фронтов на высотных картах погоды
На карте АТ850 проводят линии атмосферных фронтов. При этом для контроля используются карты АТ500 и ОТ500/1000, где зоны сгущения изогипс указывают на наличие высотной фронтальной зоны, и приземная карта.
Основные признаки атмосферных фронтов на карте АТ8 5 0 следующие.
•Контрасты температуры во фронтальной зоне составляют 4-5 °С и более на 500
км;
•Величина дефицита точки росы во фронтальной зоне, как правило, не превыша-
ет 1.5 °С;
•Вдоль фронтальной зоны обычно отмечается сходимость воздушных течений.
•На АТ850 фронт проходит не вдоль оси барической ложбины, а несколько смещен в её переднюю часть.
•Линии фронтов на картах барической топографии обозначаются чёрными линиями с полукружками (тёплый фронт) или треугольниками (холодный фронт), направленными в сторону перемещения воздушной массы. Фронты окклюзии обозначаются рядом стоящими полукружками и треугольниками.
4.2.3. Анализ карт относительной топографии
Анализ карт относительной топографии имеет свои особенности.
Обычно в синоптической практике используется карта ОТ500/1000, где проводятся изогипсы аналогично картам АТ. Поскольку H500-H1000≈2 Tm, в центрах высоких значе-
ний относительного геопотенциала пишется простым карандашом слово «Тепло», в центрах низкого – «Холод». На ОТ500/1000 переносятся фронты с приземной карты погоды цветной печатью.
Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии |
11 |
4. Анализ карт погоды |
12 |
Анализировать карту ОТ500/1000 необходимо, сопоставляя её с приземным анализом. Поверхность тёплого фронта имеет очень малый наклон к горизонту. Перед тёплым фронтом изогипсы ОТ500/1000 примерно параллельны, зона сгущения изогипс распространяется далеко вперед от фронта (в сторону холода на 600-800 км). Наклон холодного фронта больше, чем тёплого, поэтому сильное сгущение изогипс прекращается, как правило, уже в 500 км за фронтом, где холодный воздух достигает вертикальной мощности порядка 5 км.
Перед холодным фронтом изогипсы ОТ500/1000 очерчивают форму тёплого воздуха, за холодным фронтом – прогибаются в сторону тёплого воздуха.
4.3.Анализ вспомогательных карт погоды
•Карты опасных и стихийных явлений погоды (сильных ветров, пыльных бурь, осадков, метелей, гололёда, гроз, туманов, обледенения судов) дополнительно не обрабатываются.
•Карты экстремальных температур, осадков, снежного покрова и состояния поверхности почвы обрабатываются следующим образом. Здесь проводятся изогиеты (линии равного количества осадков) по значениям осадков 0.6,5, 10, 20, 30, 50 мм. Зоны осадков очерченные изогиетами 0.6-5 мм закрашивают красным цветом, 5-10 мм – тем- но-зелёным, более 10 мм – синим.
Границу снежного покрова проводят чёрной линией со звёздочками синим цветом. Границу заморозков проводят только в переходные сезоны (осенью и весной) сплошной линией со штрихами, направленными внутрь зоны заморозка.
•Обработка карты вертикальных движений воздуха заключается в проведении изолиний по данным индивидуальных изменений давления воздуха в десятках миллибар за 12 часов для АТ700 – красным цветом (восходящие движения, падение давления)
исиним цветом (нисходящие движения, рост давления).
Изолинии проводятся через 25 гПа/12 час. и надписываются. В центрах областей отмечается максимальная величина индивидуального изменения давления с соответствующим знаком. Допускается легкое закрашивание областей синим или красным цветом соответственно.
•На картах максимальных ветров проводятся изотахи (линии равных скоростей ветра), начиная со скоростей 30 м/с с интервалом 10 м/с, и выделяются оси струйных течений.
Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии |
12 |
4. Анализ карт погоды |
13 |
Соединение стрелками между собой эллиптических областей, которые получаются после проведения изотах и вдоль осей которых ветер достигает наибольших скоростей, дает положение осей струйных течений.
Оси струйных течений проводятся жирными чёрными линиями, области с ветром 30 м/с и более закрашивают зелёным цветом, центральные части областей выделяют, закрашивая красным цветом.
•На карте тропопаузы проводят изобары через 50 гПа до уровня тропопаузы 250 гПа, далее через 25 гПа. Если имеется две тропопаузы, то вторую обрабатывают штриховыми линиями аналогично первой. На картах проводят изотермы через 5 °С красными сплошными линиями, выделяя области тепла (“Т” красным цветом) и холода (“Х” синим цветом).
Центральная область наиболее высокой тропопаузы и тропопаузу выше 150 гПа закрашивают красным цветом, наиболее низкой – синим, подписывая, соответственно обозначая центры буквой Втр или Нтр. Справа от этих букв проставляется красным или синим цветом высота тропопаузы в км с десятыми долями.
•На карте термобарического поля тропосферы области адвекции тепла (изотер-
мы отклоняются вправо от изогипс, или по часовой стрелке) слегка закрашиваются красным цветом, области адвекции холода (изотермы отклоняются влево от изогипс, или против часовой стрелки). В тех областях, где происходит адвекция тепла, одновременно имеет место понижение давления на уровне моря и вообще в нижней половине тропосферы. Адвекция холода сопровождается ростом давления на тех же уровнях.
Граница, где адвекция тепла сменяется адвекцией холода, является линией нулевой адвекции. Она выделяется двойным пунктиром чёрного цвета. Линия нулевой адвекции разделяет области адвективного роста и падения давления.
Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии |
13 |