天气诊断分析

1.地图投影：用投影的方法，把地球表面投影到预先规定的投影面上，然后把投影面沿某一指定的方向切开展成平面2.正形投影：两条交线间角度保持不变的投影。3.为什么要进行气象资料处理:气象测站分布不规则，但是数值预报中的网格点是规则的，因而资料无法直接使用。同时，从观测、编码、发报，到传递、转换、接收等环节上，气象资料都存在着出错的可能性。4.如何进行错误记录的简单判断；利用要素值的上限值和下限值进行判断；利用要素值的空间连续性进行判断（与周围记录比）；利用要素值的时间连续性进行判断（与前后记录比）5.什么是客观分析：为了得到网格上的资料，可根据直接联系格点值与台站值的方程，从数值上进行内插。方法：有限元、多项式、样条等，数值天气预报中还常使用逐步订正法、最优插值法、谱方法、变分法等。6.什么叫逐步订证法：将格点周围站记录与终点值进行比较，用格点周围不同半径范围内各测站的观测数值情形与估计值之差的加权平均作修正量逐步对其订正，最终使格点分析值与周围测站记录相比达到完全合理为止。7.资料同化：把各不同时刻的观测资料纳入统一的分析预报中来，使之自然满足一定的协调条件8.垂直速度的计算方法：个别变化，动力学学方法，运动学方法，由降水量反算。9.Q矢量判断锋生锋消和垂直运动；Q矢量由冷区指向暖区，锋生；Q矢量由暖区指向冷区，锋消。Q矢量辐合，引起上升运动；Q矢量辐散，引起下沉运动。10.惯性不稳定：在地转平衡条件下，水平扰动使气块有远离原有平衡位置的趋向。条件性对称不稳定：从物理上看，就是在垂直方向上为对流性稳定和在水平方向上为惯性稳定的环境中，空气作倾斜上升运动时可能出现的一种不稳定。对流性不稳定：原来稳定的上干下湿的整层空气被抬升，其下部先达到饱和，并释放潜热，按湿绝热直减率降温，而上部则未达到饱和，仍按干绝热直减率降温，形成该气层上部降温多，下部降温少，使该气层转化为不稳定。11.天气的可预报性：未来天气状态是既可以预报，又是不可预报的，即存在一个可预报期限，在此期限内是可预报的，超过这个期限是不可预报的。12.相似形势法：用预报形式场到历史资料找出相似个例，其对应出现的天气，就是我们要预报的结论。13.落区预报法：将表征某种天气现象发生时的一些物理条件的特征量(线)，描绘在同一张天气图上，然后综合这些条件，把各特征量(线)重合的范围认为是该种天气现象最可能出现的区域，这种方法就叫做落区预报法。14.如何进行综合集成预报：加权平均法、投票集成法、多元决策加权法、线性回归集成法、神经网络集成法和多层递阶集成法。15.为什么要使用数值预报产品：促进大气科学各分支领域发展的动力之一；是揭示大气运动规律的有力武器；使天气预报的技术产生了深刻的变革。16.产生数值预报误差的原因：数值模式所描述的大气运动物理过程是有限的；次网格过程参数化问题难以精确处理；初始场不可能绝对准确；计算过程中的舍人误差在所难免。17.横向分析:就是对各类图作时间连续的演变分析。着重分析影响系统的移动及移动中各时段的强度变化，以及各物理量场的演变情况。纵向分析:是对同一时间的各类图作垂直对比分析，从中了解主要影响系统的空间结构和有关物理量的配置关系及其演变情况。18.PP法的优点：预报精度一般可高经典统计预报法；得出的统计规律一般比较稳定可靠；随着数值模式的改进，预报准确率随之提高，数值模式改动时，事先建立的统计关系可继续使用。PP法缺点：无法考虑数值模式的预报误差；可选取的预报因子有限。MOS法的优点：可以引入许多其它方法难以引入的预报因子;能自动地修正数值预报的系统性误差。MOS法的缺点：要求有至少1-2 年的数值预报产品历史资料作为建立MOS 方程的样本资料;而且数值模式一旦有了改进或变动，需要重建MOS 方程。19.郭晓岚假定：近地面w值很小，向上增加，到对流层中部达最大，再向上减小，到大气层顶为零，他认为w可用一函数表示。20.干空气或未饱和空气稳定度判据d稳定，=中性，＞不稳定。或/Z＞0稳定，=中性，＜不稳定。饱和湿空气判据d换m，换e其他不变。

231sin0tg/2k() 麦开脱m=sin0 极射赤平投影 M=21sin 兰勃脱投影 m=

sintg0/2sinruVsin(/180)实测风分解

风场订正uucosvsinvvcosusin rvVcos(/180)三点平滑

satdfjfj(fj1fj12fj) 水汽压 EE0exp()

2273.15tdbnnXXj 拉格朗日插值公式的普遍形式 YYij0,j\\iXXji0i五点 fi,jij 比湿q=0.622E\\p sfi,j2fi,j 2fi,jfi1,jfi1,jfi,j1fi,j14fi,j

4ij九点 fi,jijfi,jss221000C2fi,j(1s)fi,j*fi,j 位温T（)

p24PR2*fi,jfi1,j1fi1，j1fi1,j1fi1,j14fi,j假相当位温 seexp(Lq) CpTkTVT（T850-T500）Td850(TTd)700 垂直速度wtK指数 Kd散度差分 Di,j

mi,j2d(ui,j1ui,j1vi1,jvi1,j) 水汽通量qV -T/

g实测风涡度i,jmi,j2d(vi,j1vi,j1ui1,jui1,j) 水汽通量散度A=(qV)

g地转风涡度 g,i,jgmi,jfd2(Zi1,jZi1,jZi,j1Zi,j14Zi,j) dg/cp

总能量EtCpTLqgZv2/2 总温度TtT2.5q10Z5104V2

RVRVQ矢量QxT QyT 螺旋度hV(V)

pxpy位涡PVa/ 粗R数 BRN=

CAPE 22(uv)/2

1）u/tuu/xvu/yfv/x2）v/tuv/xvv/yfu/y 将2）作/x运算与1）作/y相减，用公式v/xu/y D=u/xv/y

得/tV(f)(f)D 将D=-w/P，地转近似g2/f代入得

12wTdQ3）热一律V(f)(f)V22T(f)/g

ftPtCpdt将TP/Rp/Rp R（d)/pg代入上式得

RdQ24）(运算与4）作运算相减得w方)V() 将3）作fptpPCpdtp2R22dQf(f)f(V(f))(V)()右一项为程2pppCdtpp2涡度平流项，如果正涡度平流随高度增加，则是上升气流。右二项为热力平流项，反映各等

压面温度平流分布与天气系统发展有关。右三项为非绝热项 上式为w方程推导 Q矢量推导 u/tuu/xvu/yfv/xfvfvgfva

v/tuv/xvv/yfu/yfufugfua 上式作f/p运算

2利用地转近似得 3）式（/tVg)(fug/p)fva/pf(Vg/p)ug 2（/tVg)(fvg/p)fua/pf(Vg/p)vg再利用热成风公式3）式化为

4） （/tVg)(/y(/p))f2va/p(V/y)(/p)

2 (/tVg)(/x(/p))fu/p(V/x)/p 绝热的热力学方程为5）（/tV)T(d)/g0 令R（d)/pg，再用公式T-P/R(/p)代入5）式得（/tV)/p0 对上式作/x和/y运算得（/tV)(/x(/p))/x(V/x)/p

（/tV)(/y(/p)/y(V/y)/p与4）式比较可得6）式

/xfua/p2(V/x)(/p)2Qx(V/x)(/p) 令： /yfva/p2V/y(/p)Qy(V/y)(/p)

2

对6）式第一式/x与第二式/y相加，再用连续方程得ua/xva/yw/p02得（)f22/p22Q 位涡方程推导 运动学方程

V/t(V)V2V-pgF 利用VV-V（V）（V2/2)

g =p =0 并将运动学方程作旋度运算

2(V)/t(V(V2))(p)((V/2))F

令qaV2得qa/t(V)qaqa(V)(qa)VpF 用连续方程d/dtV 并乘以1/得1）式。。。。热力学方程作梯度运算得2）式d/dt(qa/)(qa/)V-p/F/ 2）d/dt(V)G

dqa1）式与(qa/)2)式相加再作运算得( )(GqaF）dt