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[天气图分析] 璇枢无停运,今日一阴生——夏至日天气图试析

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发表于 2010-6-21 19:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
斗柄指南,天下皆夏。今日是二十四节气之夏至,古代的“天下”,也就是东亚区域,基本都已在夏天的掌控之中。
   
世纪气象的天气图分析,至今已经有15个节气。鉴于部分会员觉得目前的天气图分析比较千篇一律,所以,这第227天的天气图分析,作出一个求变的尝试,看看收效如何。
   
“璇枢无停运,四序相错行。寄言赫曦景,今日一阴生。”这是唐代的咏夏至之作,暗含了中国古典的物极必反的哲理。老阳生阴,夏至日太阳直射点达到最北,北半球各地昼长达到极致,阳气到达巅峰,那么,阴气也随之萌生。北斗七星的斗柄,也将开始向西转折。不过,尽管已经物极而反,但是夏之炎盛,依然在东亚占据主导。亚澳夏季风环流,至此也已经完全建立。
   
2010062100.100oa.seasia.gif    
   
东-南亚100hpa形势。
   
由于没有完整的亚-澳季风区域的天气图,所以只能用东亚-南亚的天气图代替。另一方面,亚澳季风体系跨越南北两个半球,特别是涵盖了低纬度的热带地区。对于热带地区来说,具体的天气图高度场,不如流场来得直观和明晰。
   
在这里,先就高度场作简要的分析,辅以其他天气图作为补充。
   
作为亚澳季风系统北半球大气高层部分的关键一环,南亚高压是必不可少的。在100hpa图中,我们可以看到北达天山-祁连山-大巴山-长江,南到孟加拉湾-中南半岛-南中国海北部的南亚高压1668da闭合圈。更高的1680da位势闭合圈在高原南部到巴基斯坦一带,南高脊线一直延伸到东中国海。南亚高压控制了南亚和东亚的大部地区,这是夏季风体系的显著特点。中高纬度已经没有西风急流存在,而在南高的南侧,出现了热带东风急流。
   
另一方面,我们在热带地区没有看到等高线。实际上,热带地区分析高度场是没有意义的,中纬度和低纬度的环流形势完全不能套用同一个模型。
   
热带地区有大片-80℃以下的低温区。这与热带地区的大气层厚度厚有关。

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 楼主| 发表于 2010-6-21 20:00 | 显示全部楼层
2010062100.200oa.seasia.gif
   
东-南亚200hpa形势。
   
200hpa是大气层高层,在这个层面南高仍然比较明显,但是在高原南部就没有更为直观的闭合圈了。南亚高压在200hpa的势力范围,可以用1248da闭合圈来划定,我们可以看到这个层面的南高势力范围稍微小了一点,主要体现在北界。不过,实际上100hpa南高之所以能够北达天山,和高原北部动力脊有关,而在200hpa层面,这个动力脊更为明显。
   
东亚的中纬度地区,在此层面是一槽一脊的形势。由于高层槽脊系统的相位滞后于低层,在较低层面实际更为偏东的高原动力脊,将是未来中国北方地区大范围高温天气的直接肇因。
   
在南高的北侧,副热带急流成为唯一的西风高空急流。某种意义上来说,原来冬季的两支急流,至此已经合为一支。
   
IDYTX003.200.000.gif
        
从实测风场来看,200hpa在中国南方地区存在有良好的高空辐散,特别在西南地区。尽管由于较低层面形势的变动,目前本轮南方降水已经趋于尾声,但是良好的高空辐散的存在,是新一轮降水形成的有利因素。新的一轮降水,将在23日开始,从西南地区再度席卷全国,多波型暴雨形势仍然将会持续不断。
   
通过辅助分析的200hpa流场形势图,我们可以看出南高的中心在高原的东南侧一带。副热带急流在南高北侧,在日本上空达到较强的风速。南高南侧这一层面的东风急流不明显。北半球热带地区的东风转入南半球并形成逆时针流场,为马斯克林高压提供动力下沉补给。而高层夏季风是北半球向南半球补充高层风,以弥补亚澳季风系统低层的反向馈给。
 楼主| 发表于 2010-6-21 20:40 | 显示全部楼层
2010062100.500oa.seasia.gif
   
东-南亚500hpa形势。
   
这个层面甚为单调,因为所处区域偏南的原因,热带地区完全乏善可陈。如果不是气候带南漂,导致中国东北仍然有一个冷涡存在的话,西风北收的这个季节,甚至可能看不到西风的存在。
   
在左上角中亚地带,我们可以看到极涡引出的西风大槽的南界。不过,如果只就东亚而言,形势非常简单地是一脊一槽的情况,即是高原北部动力脊和东北冷涡。在前者的影响下,未来数日我国北方地区,从西北的南疆一直到华北的黄淮一带,都将陷于高温之中。与南方的闷热不同,这边厢湿度不大,是干热的类型,比南方要好受得多。
   
东北涡会给槽前的东北东部和南部带来阵性降水,无关大雅。冷涡引出的长波槽已经浅化并东移,副高已经在其打击下东退,南方的雨带随之东移南压,我国南方陆地上的降水总体呈趋于减弱的态势。下一轮暴雨形势将在48h后才再次出现。然而,对东南沿海直到珠江口一带,仍然有暴雨出现的可能,详见更低层面分析。
   
高原在夏季是热源,体现得很明显了,高原上空有0℃闭合圈的暖心存在。
   
IDYTX003.500.000.gif
   
亚澳500hpa流场形势图上,我们可以看到副高东环在台湾以东、日本以南的洋面上,可知受到西风槽的打击副高明显东退。在孟加拉湾一带,有一个副高小单体存在,这个西环副高并不明显。至于阿拉伯副高,已经在图外了。
   
南半球有马斯克林高压,也是以两个单体存在。处在冬季的南半球有明显的西风北漂现象,40°S以北都出现了较强的西风。
   
另外,在东环副高以东,有一个高空冷涡存在,搅乱了副高的流场。
 楼主| 发表于 2010-6-21 21:03 | 显示全部楼层
东-南亚700hpa形势。
   
这个层面比起因西风北收而导致高度场非常单调的500hpa层面繁杂得多了,分析上也相对反而简单了一些。
   
中纬度地区,中亚上游一槽,高原以北一暖脊,东北一冷涡,基本形势不离。我们来看看较低纬度的区域。
   
首先是高原,非常简单地可以基本忽略掉这里繁杂交错的形势。须知高原的平均海拔是4000m,起始从600hpa算起,700hpa形势完全是反推。不过,从大致形势上可以看出,高原上空是一个低值系统。尽管20℃的暖心实际不存在(因为位于地表“以下”),但是高原地面无疑确实是一个热低压。因而,高原上空一般有阵雨,雨量较小(高原上空水汽含量不会很高)。
   
在印度东部和孟湾地区,这里也是一个低值区;印度以西的阿拉伯海上也有连串的3120da以下的区域,对应的是旺盛的热带云团,且与低空索马里-孟加拉湾急流有关。应该说,南亚目前的降雨形势也是比较猛烈的。作为热带季风气候的典型区域,夏季印度的暴雨比之中国,不遑多让。
   
值得一提的还有云南南部地区,这里也被低值系统覆盖,对应有较强的对流降雨。
   
中国南方地区,南支槽成东北-西南的斜槽形势,武夷山以东和南岭以南位于槽前。在副高东退的情况下,东南沿海和广东位于位势不稳定状态之下,加上这里是西南季风势力所及的地方,高湿高热,大气层结相当不稳定,因而这里成为南方第九轮暴雨的最后倾斜场所。以广东为例,傍晚广州出现了70mm/h的短时狂暴降水,而汕尾山区在午后也一度出现了相当明显的中阵雨。
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 楼主| 发表于 2010-6-21 21:24 | 显示全部楼层
850hpa水汽输送形势。
   
亚澳季风系统一般包含孟加拉湾,中南半岛,南中国海,中国,西太平洋,日本等北半球地区和南印度洋,澳大利亚等南半球地区。然而,实际上的亚洲季风系统的范畴更为广阔,包含有三股越赤道气流,加速点分别在50°E,80°E和110°E附近,分别可以视为三股迅猛的低空西南季风急流,即索马里急流,孟加拉湾急流和南中国海急流。
   
today-vt85.gif
   
与中国南方的降水密切相关的是最东面的一支急流,在多数情况下也与中间的一支急流有一定关联。而最上游的一支,显然也有一部分水汽来源自其而始,如图形势。
   
我们刚才在700hpa见到的北印度洋低值系统,也与索马里及孟加拉湾急流水汽输送相关。在下游地带,明显的辐合区,也就是降水猛烈的区域,有高原东南部的印缅地区(印缅槽通常的所在),中南半岛南部,以及中国华南和东南沿海地区。由于副高东退,低层面的副热带高压也退到了海上,急流南海支跨赤道急流和副高西南侧的东南风转向交汇而成的副热带低空急流,也随副热带锋线东移,中国大陆的暴雨落区东移南压,内陆降水趋于减弱。
   
而日本则开始受到副热带锋的波及,轮到日本暴了。
   
cmoll39.jpg
   
对照云图,北印度洋到西北太平洋,从索马里到阿拉伯海,从印度东部到孟加拉湾到中南半岛,从南海北部到东海到日本以东,有漫长的接力的巨型季风锋面云系存在,对应急流水汽输送。
   
从澳大利亚的850hpa流场图大致也能看出三支急流(算上东南风转向的话是四支)的存在。东亚达标低空急流的区域,已经随锋面推移到了海上,也说明了南方的第九轮降雨趋于结束。
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 楼主| 发表于 2010-6-21 21:39 | 显示全部楼层
东-南亚辅助天气图
   
2010062100.Koa.seasia.gif
   
抬升及K指数,如图形势。抬升指数表征自由对流高度以上不稳定能量大小,K指数表征大气层结的不稳定程度。LI指数在上,K指数在下。如LI指数为负,K指数大,则出现强对流的可能性高。
   
我们可以看到,中国南方还有不少地区,有强对流出现的可能。北方地区也有部分区域,存在午后对流的可能。
   
2010062100.Woa.seasia.gif
   
Precipitable Water,也就是可降水量。顾名思义,可降水量值越大,那么说明大气中含有的水汽越高,如果能够得到触发,那么降水量也就越大。
   
我们可以看到,在中国的南方,这一数值还是相对较大的。尽管本轮降水趋于结束,但是在适合的条件触发之下,下一轮狂暴降水陆续有来。
 楼主| 发表于 2010-6-21 22:11 | 显示全部楼层
最后是例行的半球500hpa和东亚区域地面天气图分析。
   
1.半球500hpa:
   
n500_anlmod_pb4_2010062100.gif
   
极涡主中心在西伯利亚北缘,大槽指向咸海,正在东传。
   
中高纬度有多个大型冷涡存在,意大利冷涡切断,东北涡切断,阿留申、北欧外海和拉布拉多西北有极涡副中心。
   
极高在阿拉斯加以北,亚欧大陆主要有乌山脊,高原动力脊和鄂海脊。
   
东亚西风北收明显,582da线直达天山-淮河一线,只东岸因东北涡引出的西风槽而较南。
   
中国北方地区将受到高原动力脊影响出现高温,中国南方旧一轮降水趋于结束,新一轮降水随后将会赶到。
   
2.东亚区域地面天气图:
   
sfc3_2010062109.png
   
西部地区为广泛的热低压控制,从高原到蒙古到华北均是如此。
   
东北地区有浅薄的高气压,其前部是与东北冷涡对应的东移中的低气压。
   
江淮一带的夏季风有所南退,但另一个方向的夏季风深入西南地区。
   
准静止锋从日本以南延伸到珠江口。日本南部有降水。
发表于 2010-6-21 22:57 | 显示全部楼层
感觉stream function(http://www.met.rdg.ac.uk/Data/CurrentWeather/)能比较直观地描述热带风场:
250.jpg
850.jpg
红色应该是正值的等值线(正多正少没标出来,要稍稍推算一下),蓝色为负值的等值线。跟北半球的位势图一样,风向平行于等值线,高值区域周围是顺时针流场,等值线越密表示风速越大。因此,在北半球中高纬度区域,stream function的高值区即为高位势区,南半球则相反。

在今天的图上,250hPa图上的南高、两张图上的东北涡都很明显。

另外,可以看到南非以西的海域上有西风槽,南非西南部的开普敦处于槽前,同时受地形抬升的影响,刚刚出现了降水。今后随着西风槽的东移,天气将转好并出现小幅降温。(比较杯具的是南非那里似乎查不到什么探空数据,也不在CIMSS反演风场的分析范围之内...)

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 楼主| 发表于 2010-6-21 23:02 | 显示全部楼层
8# r6144


是的,本来我还打算分析最近的热门关注区域南非的天气图的,但是发现南非居然一个探空站都没有,囧RZ。于是被迫作罢,转而分析亚澳区域。
发表于 2010-6-21 23:56 | 显示全部楼层
本来打算分析最近的热门关注区域南非的天气图的,但是发现南非居然一个探空站都没有,囧RZ。于是被迫作罢,转而分析亚澳区域。
li0627 发表于 2010/6/21 23:02

南非有國際交流的高空站的。。。祇是UWYO「未收錄」而已
     
以下為今日00UTC(僅有2站在此時探空)
     
Port Elizabeth    33°59′S 25°36′E:
850hPa    1563m   13.6 /    6.4 ℃     285° 41KT
700hPa    3170m     4.4 /   -4.1 ℃     310° 11KT
500hPa    5800m  -14.9 / -23.0 ℃     275° 43KT
300hPa    9480m  -41.3 / -47.9 ℃     290° 52KT
200hPa  12120m  -54.1 / -60.9 ℃     280° 79KT
     
Marion Island     46°53′S   37°52′E:
850hPa    1441m     3.4 /    0.5 ℃     305° 41KT
700hPa    2990m    -4.3 / -11.4 ℃     275° 43KT
500hPa    5570m  -17.9 / -25.6 ℃     240° 71KT
300hPa    9150m  -47.3 / -53.2 ℃     245° 54KT
200hPa  11710m  -66.7 / -71.4 ℃     240° 76KT

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