Дашко Н.А. Курс лекций по синоптической метеорологии

Подождите немного. Документ загружается.

18. Прогноз температуры и влажности воздуха у поверхности Земли

Таблица 18.1

Альбедо подстилающих поверхностей

Подстилающая

поверхность

Альбедо

Подстилающая

поверхность

Альбедо

Почва сухая 0.17 Снег талый 0.60

Почва влажная 0.11 Снег свежий 0.85

Песок 0.35 Снег загрязнённый 0.45

Растительный покров 0.18 Вода 0.22

Таблица 18.2

Коэффициенты A и B при скорости ветра ≤6 м/с

Месяц

Коэффициент

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

A -0.4 0.0 0.0 0.4 1.0 1.2 1.1 0.9 0.6 0.2 0.1 -0.4

B 4 7 12 16 18 20 19 17 13 9 5 3

Примечание. При скорости ветра более 6 м/с значения коэффициентов умножаются

на коэффициент K (табл. 18.3).

Таблица 18.3

Коэффициент К для различных скоростей ветра

Скорость

ветра, м/с

6.0 8.0 11.0 14.0 17.0

1.0 0.9 0.8 0.65 0.50

18.1.3. Суточный ход температуры воздуха

Суточный ход температуры воздуха обусловлен суточным вращением Земли и за-

висит, прежде всего, от баланса приходящей радиации на земной поверхности. Суточный

максимум температуры достигается не одновременно с наступлением максимума прихо-

дящей радиации, поскольку воздух должен получить тепло от нагретой земной поверхно-

сти посредством теплопроводности, турбулентности и конвекции.

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

18. Прогноз температуры и влажности воздуха у поверхности Земли

В преобладающем большинстве случаев максимум температуры воздуха наблюда-

ется около местного полудня, минимум – при восходе Солнца или сразу после него. На

суточный ход воздействуют также ветер, облачность, турбулентность, испарение, смена

воздушных масс.

Нередко простой суточный ход температуры с одним максимумом и одним мини-

мумом в течение суток может существенно нарушаться вследствие непериодических

влияний различных факторов. Поэтому в умеренных широтах суточный ход бывает очень

неравномерным – иногда он становится прямо противоположным нормальному: редко, но

все же случаются аномальные ситуации с наступлением максимума в утренние часы и

даже перед восходом Солнца, а минимума – в местный полдень, что может быть показано

на примере Владивостока (рис. 18.1, 18.2).

В преобладающем большинстве случаев наступление максимума температуры воз-

духа в суточном ходе имеет место около местного полудня (76 %) Причем, в течение года

изменение повторяемости данного времени наступления максимума изменяется незначи-

тельно – от 69-72 % до 80-83 %. В 17-30 % случаев наступления максимума могут быть в

другое время суток.

Наступление минимума в суточном ходе срочных температур воздуха, характерное

для нормального типа, т.е. около восхода Солнца, в среднем за год отмечается в 78% слу-

чаев.

Поскольку время восхода от зимы к лету изменяется, то повторяемость минимума

около 18 G увеличивается от зимы (20-27 %) к лету (более 50 %), а повторяемость мини-

мума около 00 G, наоборот, более характерна для холодного периода (40-70 %), когда вре-

мя восхода

Солнца приходится на более позднее время, а летом уменьшается до 10 %.

Минимум срочных температур воздуха около 12G наблюдается с вероятностью 17

%, с наибольшей повторяемостью с мая по июль. Редко, но все же имеет место минимум

срочных температур воздуха около местного полудня (5 %).

Поправка на суточный ход температуры воздуха вводится в предположении её

нормального хода,

но с учётом облачности, поскольку облачность сглаживает обуслов-

ленные радиацией различия в нагревании, способствуя понижению максимума и повыше-

ния утреннего минимума и сказываясь на средних суточных температурах воздуха (табл.

18.4).

Поправка вводится при прогнозе на период, отличный от 24 ч. Обычно применяет-

ся графический способ представления суточного хода температуры воздуха.

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

18. Прогноз температуры и влажности воздуха у поверхности Земли

а)

123456789101112

Месяц

б)

123456789101112

Месяц

21 3 15

Рис. 18.1. Годовой ход повторяемости типов суточного хода срочных

температур воздуха во Владивостоке по времени наступления максимума

(a – основной тип с максимумом в 06 G, б – дополнительные типы)

Поскольку изменения суточного хода температуры воздуха в большой степени

обусловлены также и местными физико-географическими условиями, графики строят для

различных пунктов для ясного, полуясного и пасмурного

неба. Как правило, для построе-

ния графиков суточного хода вычисляются отклонения от среднесуточного значения тем-

пературы, либо от её значения в другой срок (рис. 18.3).

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

18. Прогноз температуры и влажности воздуха у поверхности Земли

123456789101112

Месяц

9 15 21 3

Рис. 18.2. Годовой ход повторяемости типов суточного хода срочных

температур воздуха во Владивостоке по времени наступления минимума

Таблица 18.4

Средние суточные температуры воздуха при различном состоянии неба во Владивостоке

Температура воздуха

с учётом состояния неба

(общая облачность, баллы)

Месяцы

без учёта со-

стояния неба

0-3 4-8 9-10

Декабрь -9.5 -9.8 -7.5 -7.9

Январь -13.3 -14.1 -11.9 -10.9

Февраль -10.5 -11.5 -10.4 -8.2

Июнь 12.9 15.3 15.4 12.4

Июль 17.7 19.1 20.4 17.2

Август 19.7 20.1 20.6 19.2

При наличии графика поправка на суточный ход температуры воздуха определяет-

ся как

сх К

TT T

() ( )

−

где:

()δT

, – отклонения температуры воздуха, снятые с графика соответственно

для исходного (начального) момента времени и момента, на который составляется прогноз

(конечного момента времени).

()δT

К t

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

18. Прогноз температуры и влажности воздуха у поверхности Земли

-6

-4

-2

2123 1 3 5 7 9 111315171921

Час

t, °c

Ясно

Полуясно

Пасмурно

Рис. 18.3. Суточный ход температуры воздуха в апреле. Москва

(в отклонениях от температуры воздуха в 21 ч)

18.2. Прогноз влажности воздуха у поверхности Земли

В соответствии с основными влияющими факторами (адвекция, трансформация и

суточный ход) формула для прогноза влажности воздуха имеет вид:

TT T

Dп Da т D сх Dрр..

Здесь:

Dпр

– прогностическое значение влажности воздуха (температура точки росы),

– влажность воздуха в районе, откуда ожидается перемещение воздушной час-

тицы (адвективная влажность),

т D

– трансформационные изменения влажности воздуха,

сх D

– изменения влажности воздуха за счёт суточного хода.

Прогноз влажности (температуры точки росы) составляют одновременно с прогно-

зом температуры воздуха. Изменения за счёт суточного хода учитывают только при про-

гнозе на срок не равный 24 ч.

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

18. Прогноз температуры и влажности воздуха у поверхности Земли

Адвективные изменения точки росы определяют, аналогично прогнозу адвектив-

ных изменений температуры воздуха.

При расчёте трансформационных изменений точки росы учитывают следующее.

Если воздух перемещается с влажной или размокшей почвы на сухую, то транс-

формационные изменений температуры точки росы, принимают:

т D

=-1.5°С/сутки

Если перемещается насыщенный воздух, то трансформационные изменения точки

росы принимаются равными трансформационным изменениям температуры воздуха:

т D

При насыщении воздушной массы значение точки росы в конечной точке прини-

мается равным предсказанному значению температуры воздуха.

Н.А. Дашко Курс лекций по синоптической метеорологии

СОДЕРЖАНИЕ

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

1.2.7. Научные общества и академии

1.3.

Развитие синоптической метеорологии

1.4.

ВМО – Всемирная метеорологическая организация

1.5.

Гидрометеорологическая служба России

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

2.4.2. Структура кода КН-04

СОСТАВЛЕНИЕ КАРТ ПОГОДЫ

3.1.

Виды карт погоды

3.2.

Приземные карты погоды (составление и чтение)

3.2.1. Правила нанесения метеорологических элементов

на основные карты погоды

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

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

4.2.2. Признаки атмосферных фронтов на высотных картах погоды

4.2.3. Анализ карт относительной топографии

4.3.

Анализ вспомогательных карт погоды

АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ ДИАГРАММЫ

И ВЕРТИКАЛЬНЫЕ РАЗРЕЗЫ АТМОСФЕРЫ

5.1.

Аэрологические диаграммы

5.1.1. Аэрологическая диаграмма с косоугольной системой координат

5.1.2. Построение аэрологической диаграммы

5.1.3. Анализ аэрологической диаграммы

5.1.4. Графические расчеты с помощью аэрологических диаграмм

5.2.

Пространственные вертикальные разрезы атмосферы

5.2.1. Правила построения вертикальных разрезов атмосферы

5.2.2. Анализ вертикальных разрезов атмосферы

5.2.3. Временные разрезы атмосферы

ОШИБОЧНЫЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

НА КАРТАХ ПОГОДЫ

6.1.

Методы выявления ошибочных данных

6.2.

Методы выявления ошибочных данных на высотных картах

погоды

ПРИНЦИПЫ СИНОПТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

7.1.

Основные синоптические объекты

7.2.

Информативность карт барической топографии

7.3.

Обзор синоптического положения за предыдущие сутки

ВЫЧИСЛЕНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ПО КАРТАМ ПОГОДЫ И СПОСОБЫ ИНТЕРПОЛЯЦИИ

И ЭКСТРАПОЛЯЦИИ

8.1.

Вычисление производных

8.2.

Способы формальной интерполяции и экстраполяции

метеорологических величин

8.2.1. Прямолинейная интерполяция

8.2.2. Криволинейная интерполяция

8.2.3. Формальная экстраполяция

8.3.

Физическая экстраполяция

8.3.1. Траектории воздушных частиц

8.3.2. Линии тока воздушных частиц

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЕЙ

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

9.1.

Изменение метеорологических величин

во времени и пространстве

9.1.1. Градиент метеорологической величины

9.1.2. Адвективные и трансформационные изменения

метеорологических величин

9.2.

Поле атмосферного давления

9.2.1. Характеристики пространственного изменения

атмосферного давления

9.2.2. Связь атмосферного давления у Земли и на высотах

9.2.3. Локальные изменения давления

9.3.

Динамические изменения давления воздуха

9.4.

Распределение атмосферного давления на Земном шаре

9.5.

Поле ветра

9.5.1. Системы координат

9.5.2. Силы, действующие в атмосфере

9.6.

Уравнения движения

9.6.1. Геострофический ветер

9.6.2. Связь геострофического ветра с наклоном изобарической

поверхности

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

9.9.4. Уравнение В.А. Бугаева (Уравнение вихревой

составляющей в натуральной системе координат)

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. Расчет вертикальных движений атмосферы

9.11.

Поле температуры воздуха

9.11.1. Температурные градиенты

9.11.2. Адиабатические изменения температуры воздуха

9.11.2. Термический ветер

9.11.3. Локальные изменения температуры воздуха

9.11.4. Общее распределение температуры воздуха на Земном шаре

10.

ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ

10.1.

Масштабы воздушных масс

10.2.

Очаги формирования воздушных масс

10.3.

Географическая классификация воздушных масс

10.4.

Особенности формирования воздушных масс Азиатско-

Тихоокеанского региона

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.

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

11.2.2. Классификация фронтов по циркуляционной значимости и

пространственной протяжённости

11.2.3. Классификация фронтов по особенностям перемещения,

вертикального строения и условиям погоды

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.

Теплый фронт

11.7.

Холодный фронт

11.7.1. Холодные фронты первого рода

11.7.2. Холодные фронты второго 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 теплого фронта окклюзии

11.9.

Влияние подстилающей поверхности на эволюцию

и перемещение атмосферных фронтов

11.10.

Образование и размывание атмосферных фронтов

11.10.1 Фронтогенез и фронтолиз во входе и дельте фронтальной зоны

тропосферы

11.10.2. Динамические изменения давления, обусловленные структурой

термобарического поля тропосферы

11.10.3. Оценка тропосферного фронтогенеза и фронтолиза

11.10.4. Приземный фронтогенез и фронтолиз

12.

ЦИКЛОНЫ И АНТИЦИКЛОНЫ ВНЕТРОПИЧЕСКИХ 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

12.1.4. Теории возникновения и развития барических образований