气象卫星水汽图上的水汽边界
气象卫星练习题
气象卫星1一填空题1、卫星气象学是指如何利用气象卫星探测各种(气象要素)，并将其探测到的资料如何应用于(大气科学)研究的一门学科。
2、静止气象卫星则对〔灾害性天气〕系统，包括对〔台风〕、暴雨和植被生态动态突变的实时连续观测具有突出的能力。
3、气象卫星遥感探测的特点：(固定)轨道上对地球大气进行观测；实现(全球和大范围)观测；在空间(自上而下)观测；气象卫星采用(遥感)探测方式；有利于新技术的发展和推广应用.4、地球上的能源主要来源于太阳，太阳是〔被动〕遥感最主要的辐射源。
5、积雨云在可见光图像上是(白) 色调，在红外云图上是(白) 色调；卷云在可见光云图上是(灰) 色调，在红外云图上是(白) 色调。
6、对于一个成熟的逗点云系，常表现为大尺度的逗点云系，由以层状云为主的〔斜压叶状云系〕、对流性中低云为主的〔涡度逗点云系〕和以卷云为主的〔变形云带〕构成。
7、对一个成熟的锢囚锋气旋来说，锢囚锋要定在云带〔后边界〕附近；静止锋定在云带的〔前边界〕附近；冷锋定在云带的〔中间〕部分。
8、冷锋云带是〔气旋性〕弯曲，向南〔凸〕出；高空急流云带是〔反气旋性〕弯曲，向〔北〕拱。
9、目前利用卫星资料估计降水主要分为两类：(云指数法) 和(生命史法) 。
10、卫星云图上，飑线形成和发展的四种类型是：(断线发展型)、〔向后拓展型)、〔碎块合并型)和(嵌入块发展型)。
11、卫星云图上中尺度天气系统的云系有：(飑线)云系，中尺度高压雷暴云团，(局地热力)对流云系等.12、热带云团云团在垂直方向上分成三层: 流入层、〔垂直运动〕层、流出层。
其中流入层:从地面到〔1500m〕的边界层。
13、东风波云型包括〔倒V〕云型和〔涡旋状〕云型。
14、暴雨云团一般出现于〔风垂直切变较小〕的情况下，其型式可以为圆形、多边形、涡旋状和不规则形状。
15、热带气旋的云型变化通常〔超前于〕热带气旋的气压变化。
二、单项选择1、暗影只可能出现在(B)A.红外云图 C.水汽云图2、水汽的强吸收带中心为(B)um3、当人造卫星离地心的距离约等于〔C〕时，它绕地球一周的时间与地球自转一周所需时间相同。
第六届气象系统天气预报技能大赛：理论规范答案
第六届⽓象系统天⽓预报技能⼤赛：理论规范答案第六届全省⽓象系统天⽓预报技能竞赛试卷——基础理论知识与业务规范（闭卷形式考试，120分钟内完成）单位：姓名：准考证号：------------------装------------------订-----------------线-------------------⼀、填空题（共 16⼩题40 个空,每个空0.5分，计20 分）1.急流轴的左侧风速有⽓旋式切变，相对涡度为正，低空急流⼀般出现在 600 hPa以下。
2.南亚⾼压是夏季出现在青藏⾼原及其附近地区上空的对流层上部的⼤型⾼压系统，它是北半球夏季 100 hPa层上最强⼤、最稳定的控制性环流系统，对夏季我国⼤范围旱涝分布及亚洲天⽓都有重⼤影响。
3.我国寒潮的中短期天⽓形势有三个⼤类型，即⼩槽发展型、横槽转竖型?和低槽东移型。
4.在温度-对数压⼒图中有五种基本线条，除了等温线和等压线以外，还有⼲绝热线（等位温θ线）、湿绝热线（等假相当位温θse）和等饱和⽐湿线（等qs线）。
5.请指出右图⾼空观测的要素名称和数值：要素1： SW风20m/s要素2：温度-10度要素3：温度露点差2度要素4：等压⾯⾼度576位势什⽶6.龙卷涡旋特征（TVS）是业务上⽤以探测强烈龙卷的⼀种⽅法。
TVS的定义有三种指标：切变、垂直⽅向伸展厚度、持续性。
7.台风的结构被分为三个区，分别是台风眼区（也称内圈）、涡旋区（也称中圈）、⼤风、暴⾬区（也称外圈）。
8.某地区⽔汽的局地变化主要取决于⽐湿平流、⽐湿垂直输送、凝结、蒸发及湍流扩散。
9.西南涡⼀般是指形成于四川西部地区，700 百帕或850 百帕上的具有⽓旋性环流的闭合⼩低压。
形成原因包括：⾼原地形作⽤，500百帕有⾼原槽东移 ,700百帕有能使⾼原东侧西南⽓流加强的环流形势。
10.有利于强对流天⽓的环境条件，除了⼤⽓垂直层结不稳定、低层⽔汽、抬升触发外，还包括较强的垂直风切变。
气象卫星云图
5.中云与层云（雾）的区别
在可见光图上中云与层云（雾）都呈 片状的白色，但是中云与高空槽、锋面、 气旋相关，范围大；层云（雾）的尺度要 小，而且其边界光滑整齐。
6.夜间层云和雾与地表的区分
夜间层云和雾与地表的区分有以下几种方法： 晴空夜间地表的一些固定参照物，如河流、湖泊、 海岸线和山脉等地理目标物都有较清楚，当有层 云（雾）覆盖时，则没有固定地面目标物出现。
·对给定的T（z），卫星在水汽 通道测量的辐射决定于水汽含量。 水汽越多，透过率越小，卫星接 收的辐射越小，因此根据卫星测 量的水汽辐射可以推算大气中水 汽分布。 ·在水汽图上，色调愈白表示大 气中水汽含量愈多，反之就愈少。
比较水汽图和红外云图，发现水汽图有以下特点：
1、在水汽图上，积雨云也卷云的表现十分清楚，其特征与红外云图类同； 2、难以在水汽图上见到地表和低云（低于850百帕），其反射的辐射被大气 全部吸收而不能到达卫星； 3、在水汽图上的水汽表现远比红外图上的云区要宽广，因为在没有云的地 方仍然有水汽存在；因此在水汽图上水汽区比云区要连续完整； 4、在水汽图上色调浅白的地区是对流层上部的湿区，一般与上升运动相联 系；色调为黑区是大气中的干区，相应大气中的下沉运动。
三、水汽云图
水汽云图：
以6.7微米为中心的吸收带是水汽强吸 收带，在这一带内，卫星接收的是水汽发 出的辐射，水汽一面吸收来自下面的辐射， 同时又以自身温度发射红外辐射。如果大 气中水汽含量愈多，吸收来自下面的红外 辐射愈多，到达卫星的辐射就愈少。所以 由卫星测量这一吸收带的辐射就能推测大 气中水汽含量。由这一吸收带得出的图象 称水汽图。
·由于地表和大气的温度随季节和纬度而变，所以红外云图上的色调表现有以下几个特点：
1、红外云图上地面、云面色调随纬度和季度而变化 在红外云图上，从赤道到极地，色调愈来愈变白，这是由于地面和云面的温度向高纬度地区 递减的缘故。同一高度上的云，愈往高纬度，云顶纬度降低，其低云比中高云尤为明显。这就 造成了在高纬度地区，低云和地表面的色调同中高云的色调很相近，这种现象在冬季最明显， 而且尤其是在夜间，最不容易区分出冷的地表面上空的云。在冬季热带和副热带地区，地表面 和高云的温度差达100℃以上，在云图上有明显的反差；但是大陆极地区域，这种温度差不到 20℃，这就是说在高纬度地区地表和云之间的温度差很小，所以在红外云图上只有很小的色调 反差，不容易将云与冷地表区别开，云的类型也难以区别。 2、红外云图上水面与陆地色调的变化 在冬季中高纬度地区，海面温度高于陆地温度，因此海面的色调比陆面要暗。但是到夏季， 陆面的温度要高于海面温度，特别是在我国北方沿海地区，还不到夏季白天陆地增温较快，如 山东半岛地区就表现为较暗的色调。如果陆地与水面的温度相近，则它们的色调相近，水陆界 线也不清楚。在白天的陆地上，干燥地表的温度毕变化较大，其色调变化也大，潮湿或有植被 覆盖的地区，温度变化较干燥的地区小，其色调变化也较小。
一次强对流暴雨天气的卫星云图特征分析
一次强对流暴雨天气的卫星云图特征分析摘要:强对流暴雨天气是在一定的大尺度环流背景中产生的,是各种物理条件相互作用形成的中、小尺度天气现象。
这种现象有它自己明显的特征,即生命史短,空间范围小,天气变化剧烈。
本文对武汉地区1998年7月21日所遭受的百年罕见特大暴雨的环流背景、红外云图、水汽云图,地面、高空各高度场的天气图,以及降水量进行分析,结果表明:MCS,MCC所造成的大范围暴雨可以长时间维持在同一地区。
关键词:强对流暴雨切变线中尺度对流云系不少学者对强对流天气进行了相关研究,如章名立[1]从西太平洋云量的变化着手研究副高与我国东部降雨的关系,发现我国东部的旱期出现在西太平洋副热带地区云量偏多的时期,也即副高偏南、偏弱的时期,涝期则相反。
还有,旱涝气候演变[2～4]、暴雨洪涝[5～6]以及热带气旋对降水的影响[7]等方面的研究。
武汉地区1998年7月21日所遭受的百年罕见特大暴雨,从21日凌晨5时至16时,武汉市普降暴雨,降水量达280多毫米,其中汉阳地区降水量达438毫米。
降水强度为有历史记录以来最大的一次。
全市各区县出现不同程度的渍水。
这场罕见的连续两天的特大暴雨,暴雨中心的48小时累计雨量值高达546.3mm。
本文将通过卫星云图资料、天气图观测资料对该次特大暴雨过程进行分析。
1 资料和方法强对流暴雨天气是华南地区降水的主要类型之一。
由于其产生的累积降水量、小时降水量均较大,所以是气象业务的主要研究问题之一。
强对流暴雨天气与中小尺度系统相联系,因中小尺度天气系统的生命史短,空间尺度小,用常规天气图资料分析其活动存在一定困难,而GMS气象卫星可对同一地区进行短时间隔的连续观测,通过分析云图资料,可以监视中小尺度系统的发生发展演变,进而分析和预报强对流暴雨的天气活动。
本研究主要通过以下几方面,对这次强对流暴雨天气进行研究。
(1)对影响、产生强对流暴雨天气的大尺度环流背景和主导系统进行分析;(2)分析强对流暴雨天气过程以及相应的卫星云图的主要表现;(3)分析其外形,结构,尺度,强度,环境场,云型等特征及其与降水量的关系;(4)为利用卫星云图预报该类型暴雨发生发展提供一定的依据。
卫星气象学第六章 卫星云图在天气分析中的应用
• 在我国，细胞状云系主要出现在以下两种 情况：
1）夏季我国北方高空冷涡中的细胞状云系
每当北方进入夏季，华北冷涡、东北冷涡 和西北冷涡活动频繁，在冷涡的后部（西 侧）经常有冷空气侵入，使该地区产生细 胞状云系，冷涡附近的细胞状云系有明显 的日变化，一般在中午前后由于太阳对下 垫面的加热开始形成细胞状云系，由积云 浓积云组成，到傍晚前后，这些云系中的 一些常发展成积雨云，并伴有强对流天气。
南支槽带状云系
• 2）卷云覆盖区 （图示）：当南 支槽的南北幅度 为中等或较小时， 从印度西部到青 藏高原南部地区 出现成片的卷云 区，云区中卷云 纹线或反气旋弯 曲的纤维状结构 十分清楚。
南支槽片状卷云系
• 3）对流积状云区
（图示）：有时南 支槽表现为在青藏 高原南侧出现范围 不大的积状云区， 这些云系没有一定 的型式，但时常伴 有强雷暴天气，当 这片云区移至我国 南方地区时，同样 会带来强雷暴天气
D：急流轴(粗箭头) 在叶状云的南部风 速减小， X：500hPa涡度中心 P：反转点 F：切变涡度轴线 (又称切变涡度瓣) E：平流涡度轴线 (平流涡度瓣)
最高云顶常位于斜压叶东半部上方，东半部末端将变成逗点头； 云顶向西逐渐降低，并在“V”型缺口处北边界西端有中层云顶 出现，而南边界(H处)由低云组成。地面冷锋沿着斜压叶的南 边缘，冷锋的东端位于斜压叶状云系的深厚部分的下方，有时 也可能为静止锋。
• 当强寒潮南下到洋 面时，在锋面云带 的后面会出现由积 云组成的环状、半 环状和白球状的大 片云系，这种云型 分别叫做开口细胞 状云系和闭口细胞 状云系。
• 细胞状云系不仅出现在冬季洋面上，而且 可以出现在大陆上。从冬到夏，陆地表面 曙度升高，如果一次降水以后或湖泊、河 流较多的地方有冷空气侵入，就会有细胞 状云系生成。但是在陆地上由于热容量较 小，热惯性小，所以温度变化大，细胞状 云系的变化也大，表现为明显的日变化； 同时由于陆地地形较海面复杂，细胞状云 系远不如海面上典型。
卫星云图的识别
卫星云图的识别一、卫星云图的分类卫星云图可以根据卫星所接受的波长范围分为三类：1.红外图像（ IR）：波长区间 10.5 至 12.5um2.可见光图像（ VIS）：波长区间 0.4 —1.1um3.水汽图像（ WV）：波长区间 5.7 至 7.1um红外云图红外云图的色调决定于物体的温度，反映了地面和云面的红外辐射或温度的分布。
浅色调表示红外辐射小，温度低；暗色调表示红外辐射大，温度高。
所以云顶高度越高，其温度越低，云的色调越白。
红外云图的优点是可区分不同层次的云。
缺点是因为温度相近的关系，不能区分地面和低云。
可见光云图可见光云图中亮度与星下底物表面的反照率相关很好。
图像较黑的色调代表低的亮度（低的反射辐射强度）；较亮的色调代表高亮度。
高反照率的云，云厚度大，云中水含量高，云滴的平均尺度小；低反照率的云，云厚度小，云中水含量低，云滴的平均尺度大。
可见光云图的优点是分辨率高，可区分地面和低云，云的纹理清晰。
缺点很明显，因为仅靠目标物反射，所以夜间资料不可用。
水汽云图波长 6-7um 附近是以水汽为吸收体的一个谱区。
在强吸收带中，到达卫星的辐射主要来自对流层上部。
水汽图像和红外图像一样，把接收到的辐射转换为温度来显示。
对流层上部高湿区显的亮（冷），低湿区显得暗（暖）。
即使对流层上部很干燥，近地层大气仍然可能很湿。
水汽云图优点是，可提供大气水平运动信息。
缺点是其主要反映了 400hPa-600hPa的水汽，对于其他吸收谱区无法显示。
二、云图识别判据：在卫星云图上，云的识别可以根据以下六个判据：结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理。
1结构形式在云图上，所谓结构型式是指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度物象点的分布式样，这些物象点的分布可以是有组织的，也可以是散乱的，即表现为一定的结构型式。
卫星云图上云的结构型式有带状、涡旋状、团状（块）、细胞状和波状等。
由云的结构型式有助于识别云的种类和云的形成过程，如：冬季洋面的开口细胞状云系，是由积云或浓积云组成，它是冷空气到达洋面受海面加热变性而形成的；大尺度的带状云系主要是由高层云和高积云组成的；团状云块一般是积雨云等。
卫星气象学课件：第6章 中纬度天气系统的卫星云图分析-2
Ａ、头边界与“头阻塞”的概念及头边界的特征
水汽图象中观察到一种最常见的边界型式与垂直上升 运动区高空水汽扩散有关。在高层水汽扩散方向与周围高 空风场方向相反一侧，往往会形成“阻塞”。一般来说， 清晰的边界形成于垂直上升运动产生的湿区上游一侧，称 这种特定类型的阻塞过程为“头阻塞”，由于这种过程形 成的边界称为头边界。
头边界一般出现在两种情 形中，一种是逗点云的头 部西界，另一种是雷暴云 的西南边界
图6.20给出了头边界的模式，图中灰色区域是水汽区，其西侧不带尖头的 粗实线是头边界，白色区为干区，带尖头的实线是流线，粗尖头是急流。
Ｂ、天气尺度系统的“头边界”
头边界可能出现在各种天气尺度的天气系统中，上页 图是一个天气尺度头边界的例子。头边界ＡＢ很清楚，从 中蒙边界开始沿着冷云和水汽区向南和东南延伸到山东半 岛的南边界。但沿同一边界向东北伸展对比度并不一样。 它们的差异与边界较干一侧的各种条件有关。在边界较冷 一侧条件则比较一致，这种湿侧的一致性和干侧的各异性 是头边界的重要特征。头边界的ＡＢ段非常清晰这是因为 在邻近的干侧色调很暗，湿侧色调很浅对比度很大突现了 这一边界。Ｒ．Ｂ．威尔顿等人的研究指出，垂直下沉运 动常沿头边界形成，这种向下的垂直运动区（有时是沿边 界的狭窄暗带）可沿边界扩展很长距离。但它们与边界正 交的方向和垂直深度上影响范围都很小，有种种迹象表明， 沿边界与湿区有关的垂直上升和与干区有关的垂直下沉一 般都在500hpa以上。
因此，头边界基本上是由一个相当清晰的界面组成， 它的一侧是高云和冷的高空湿区，另一清晰的头边界形成于正在扩散的高层湿区上游.
头边界在水汽图上表现为 边界整齐光滑，向上游一 侧凸起，它的一侧为冷的 湿区和高云区，另一侧为 一狭窄的干黑带。
水汽云图在气象预报中的应用
水汽云图在气象预报中的应用水汽云图在气象预报中的应用随着人们对气象预测需求的增加，气象科学不断发展，各种先进技术被应用于气象预报中。
水汽云图作为一种重要的观测手段，被广泛应用于气象预报工作中。
本文将从水汽云图的概念和生成、水汽云图在气象预报中的应用以及水汽云图在未来发展的趋势等方面进行阐述。
首先，我们来了解一下水汽云图。
水汽云图是利用气象卫星的红外辐射仪测量大气中的温度和云系状况，通过观察云的特征来判断云的种类，从而推测出大气中的水汽分布情况。
水汽云图能够展示出大气中水汽的分布和云的特征，为气象预报提供了极其重要的信息。
水汽云图在气象预报中有着广泛的应用。
首先，通过观察水汽云图，可以判断大气中水汽的分布情况。
水汽是形成云和降水的重要要素，通过观测水汽云图，可以了解到大气中的水汽含量，从而判断是否有可能形成云和降水。
例如在研究台风的路径和强度时，可以通过观察水汽云图，分析台风周围的水汽分布情况，以预测台风的移动轨迹和强度变化。
其次，水汽云图还可以观察云的形状和颜色，从而判断云的类型和性质。
不同类型的云对气象预报有不同的影响。
例如，积云通常伴随着良好的天气，而层云和卷云往往预示着天气的变化，可能会带来降水。
通过观察水汽云图，我们可以分辨出不同类型的云，从而预测天气的变化。
此外，还可以通过观察云的颜色来判断云的高度和厚度，进一步提供天气预测的依据。
水汽云图在未来的发展中也有着广阔的前景。
随着技术的不断进步，气象卫星的观测能力将越来越强大。
新一代的气象卫星将能够提供更高分辨率的水汽云图，使得气象预报的精度和准确性得到进一步提升。
另外，结合人工智能和大数据分析的技术，可以利用水汽云图自动化分析和判断，提高气象预报的效率。
综上所述，水汽云图在气象预报中扮演着重要的角色。
通过观察和分析水汽云图，可以判断大气中水汽的分布情况、云的类型和性质，为气象预报提供重要的依据。
未来，水汽云图将以更高的分辨率和更先进的技术应用于气象预报中，进一步提升气象预报的能力和水平综上所述，水汽云图在研究台风路径和强度、预测天气变化方面具有重要的作用。