卫星气象学 第七章 热带天气系统的云图分析
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。
卫星云图的云状分析
卫星云图的云状分析提要随着卫星云图的日益普及，云图在预报中的使用越来越多，本文就卫星云图使用中的有关问题作了一些探讨，供大家参考。
关键词：卫星云图云状分析天气系统一、卫星云图的种类按卫星轨道分，可分为极轨卫星云图和同步卫星云图，目前大多使用的是三种同步卫星云图：可见光云图，红外云图和水汽云图。
可见光云图(VIS)利用云顶反射太阳光的原理制成，故仅能于白昼进行摄影。
可见光卫星云图可显示云层覆盖的面和厚度，比较厚的云层反射能力强，在可见光卫星云图上，会显示出亮白色，云层较薄则显示暗灰色，还可与红外线卫星云图结合起来，做出更准确的分析。
红外云图(IR)利用卫星上之红外线仪器，来测量云层之温度。
其中，温度低的云层会以亮白色来显示，也就是此处的云层较高，而暗灰色的部分则代表云层高度较低，因为越接近地面的云层温度越高。
简单而言，即以云顶的不同温度来判断云层的高度。
水汽云图(WV) 卫星接收到的辐射决定于水汽含量，大气中水汽含量越多，发射的辐射越小；水汽含量越少，大气低层的辐射越可以透过水汽到达人造卫星，则人造卫星接收的辐射越大。
在水汽图上，色调越白，辐射越小，水汽越多；否则越少。
对于6-7μm水汽带，卫星测得的辐射来自对流层中上层，故水汽图反映大气上层水汽的空间分布。
但对低层水汽不敏感，这是其不足之处，使用中应与其它云图相结合，作综合判断。
二、卫星云图的典型云系识别2.1 几种基本云的识别卷云：高度最高，温度最低，反照率低。
中云(包括高层云和高积云)：反照率有的大有的小，温度较低，范围较大。
积云和浓积云：在云图上实际为积云群，表现为带状，线状和细胞状结构，其上多皱纹，多起伏和不均匀，造成这种现象的原因是积云内部高度不同，云顶温度不一致，厚度有参差，云的形状不规则。
积雨云：反照率高，温度也低，高空风垂直切变小时呈圆形，较大时呈椭圆形，并出现卷云砧，尺度为几十至几百公里，初生时尺度较小，边界光滑，成熟后云体较大，顶部出现向四周散开的卷云羽，消亡时色调变暗，为一片松散的卷云。
航空气象第7章卫星云图
第七章 卫星云图
1气象卫星 2卫星云图 3卫星云图上云的识别
携带各种观测仪器，从空间对地球进 行气象观测的人造地球卫星。
提供包括
的气象资料，可
的天气变化；观测一些
的资料，如
等。
1气象卫星
卫星所载各种 气层的 传送给地面站。
，接收和测量地球及其大 ，并将其
地面站将卫星传来的电信号 ，绘制成各种云层、 地表和海面图片，再经进一步处理和计算，得出各 种气象资料。
。 映了云的垂直分布状况。
，它反
3卫星云图上云的识别
3卫星云图上云的识别
纹理是指云顶表面或其它物象
的判据。
如果云顶表面很 相差很小，
，表示云顶高度和厚度 具有这种特征；
如果云的纹理多 云顶高度不一，
，就明云顶表面多起伏， 具有这种特征；
如果云的纹理是
，则这种云一定是
。
A、B、C等处表现为云顶纹理不均匀，在这些地方出现
等。
3卫星云图上云的识别
也称
，指卫星云图上物象的
。云的
厚度越厚，反照率越大，色调越白，大而厚的积雨云的
色调最白，因此由云的色调可以推算云的厚度。
在红外云图上， 物象的色调决定于其本身的温度，温 度越高色调越黑。
在水汽图上，根据色调可以识别水汽分布。
3卫星云图上云的识别
暗影是在一定太阳高度之下， 所以
（2008年发射）。我国是世界上少数几
个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家之一。
1气象卫星
飞云一号极轨气象卫星
1气象卫星
飞云三号极轨气象卫星
1气象卫星
1气象卫星
可见光卫星云图 红外线卫星云图 色调强化卫星云图 水汽图
卫星云图分析
表2 一些主要云和地面目标物的反照率
云和地面目标物
积雨云 积雨云 卷层云 积云，层积云 层积云 层云 沙漠 层积云 积雪 层云 卷云 卷层云 晴天积云 中云(高层高积云) 沙地 沙地和矮树林 植被 海洋,湖泊,河流
主要特征
大而厚 小，云顶在六公里左右 厚，下面有中低云和降水 陆地上，云量>80% 陆地上，云量>80% 厚，出现在洋面上，云厚约0.5公里 白砂 洋面成片 旧雪,已有3-7天,大部分在森林地区 新雪 薄洋面上 薄,单独出在陆地上. 单独在陆地上 陆地上云量 云量>80% 中等厚度 谷地、平原、坡地，
2
我国成功发射“风云二号”D气象 卫星
2006年12月8日，北京时间8 日8时53分，我国在西昌卫星 发射中心用“长征三号甲”运 载火箭，成功将“风云二号” Ｄ气象卫星送入预定轨道。 经过一系列控制，卫星将最终 定点于东经86.5度赤道上空。
3
2006年12月8日 我国成功发射“风云二号”D气象卫4
在GMS云图上，我国处于观测区的西北边缘，不仅云图畸变很大，还不能看 到从西边过来的天气系统。而从西伯利亚南下的冷空气，从西藏高原上东移 的天气系统以及从印度洋上北上的暖湿气流都对我国天气有十分重要影响。
有了风云二号气象卫星以后，从我国西面过来的天气系统将处于它的监 视范围之内。 风云二号气象卫星的导风资料，将填补印度洋上的广大资料空白区。
27
图1 可见光和红外云图的比较
可见光云图的西北侧E处色调很暗，这是因在该处太阳高度角太低，光照不足 之故；图上，越往东南，太阳高度角越大，云色调越白。 相应在红外云图上E处，由于该时已是深秋时刻，地表的温度较低，显现较浅 的色调。图中A—B为白色卷云带，之下为中低云区，之南M处为较厚的中低云 区。在红外云图上，越往南，温度越高，色调越暗。
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。
T11雷达与卫星气象学
南京信息工程大学2012年研究生招生入学考试《雷达与卫星气象学》考试大纲科目代码：T11科目名称：雷达与卫星气象学《雷达气象学》占50％，《卫星气象学》占50％第一部分课程目标与基本要求一、课程目标《雷达气象学》与《卫星气象学》是大气探测专业学生的两门重要专业课。
《雷达气象学》主要包括雷达探测基础理论和回波信息分析与应用两大部分，系统地讲述雷达探测气象目标的基础理论，即回波的产生、电磁波在大气中的衰减和折射，雷达定量测量降水原理和方法，脉冲多普勒天气雷达工作原理，回波信息的分析原则及其应用，等等。
《卫星气象学》主要包括卫星遥感基础理论和卫星云图资料的分析应用技术和卫星探测资料处理的一些概念。
通过雷达气象学和卫星气象学的学习，为从事雷达、卫星气象遥感研究提供理论基础,并掌握雷达、卫星资料在天气预报及相关学科的一些应用。
二、基本要求要求学生掌握雷达回波的产生、电磁波在大气中的衰减和折射，雷达定量测量降水原理和方法，雷达回波信息的分析原则及其应用；要求学生掌握卫星遥感基本概念、卫星轨道特征、卫星辐射遥感理论和方法，卫星资料处理和分析的基本原则，卫星云图在天气分析中的应用，了解由卫星资料定量估算气象参数，并不断提高自学能力。
第二部分课程内容与考核目标《雷达气象学》部分第一章引言了解雷达气象学的相关基础知识，如：雷达气象学的主要研究内容、天气雷达的发展史、中国天气雷达的发展概况、天气雷达的应用领域、天气雷达的基本工作原理，天气雷达的主要设备。
第二章散射了解散射现象及散射的分类，掌握并理解散射方向函数，雷达散射截面、雷达反射率、雷达反射率因子。
第三章衰减掌握衰减系数，了解实际大气的衰减问题，理解衰减截面、吸收截面、标准化截面、云雨粒子的散射和衰减截面、云雨粒子的衰减系数等。
第四章雷达气象方程掌握单目标雷达气象方程、云和降水的雷达气象方程以及考虑充塞程度和衰减因子的雷达气象方程的推导，理解雷达气象方程相关问题的讨论（包括雷达探测能力与精度）。
云和卫星云图PPT课件(初中科学)(浙江省宁波市镇海区)
你所知道的气象谚语有哪些呢？它们 预示着什么样天气的到来呢？你知道 宁波当地的气象谚语吗？
4.4云和卫星云图
云是在高空由水汽凝结而成的小水 滴、冰晶等悬浮体。
云是天气的“脸谱”，反应大气的 “喜怒哀乐”。云量不仅能反应当 时的大气状况，而且还能预示未来 的天气变化。云量是天气预报的重 要内容之一。
层状云：云体水平范围大，连绵成片， 均匀成层，常布满天空。层状云常伴有 阴雨天气。
波状云：呈波状起伏，较大的波状云，预 示气继续晴好。出现白色鳞片状、细小球 状云，预示天气将转阴雨。
积雨云：呈白色或灰黑色的块状云， 耸立如山。含水量大，降水历时短、 强度大，常伴有闪电和偏北大风，有 时伴有冰雹、龙卷风等灾害性天气。
你知道气象预报上说的“晴，多云， 阴”指什么吗？
晴天：全部天空中被掩盖的部分，总 加起来不到2/10。
多云：全部天空中的平均云量超过 2/10、不到8/10，太阳时隐时现。
阴天：全部天空中被云遮盖的部分， 总加起来超过8/10。
你能看懂气象符号吗？
根据云状判别天气
卷云：7000m—10000m，一般是夏季 高，冬季低，有时可能超出常见云底 高度的范围很多，如在南方高达 17000m左右。云层薄而透光，云体呈 白色而无暗影，阳光能透过云层照到 地面，地面物体能产生明显的影子。 卷云一般不会产生降水。
气象工作者是根据什么来估计未来 的天气呢？
你知道这是 什么图吗？
气象卫星上的探测器，把获得的地 表上空云层和地面特征的信息发送 到地面，由气象卫星地面接收站接 收，然后用计算机处理成直观的卫 星图。
气象卫星是利用了空间的哪一资源 呢？
《天气图的综合分析》课件
04
CATALOGUE
天气图的未来发展
天气图技术的发展趋势
实时更新
随着气象卫星技术的进步，天气图将实现更高频率的实时更新， 提供更准确的天气信息。
精细化分析
天气图将进一步精细化，能够提供更具体的地区和时间段的天气 预报。
加强人才培养和团队建设
培养具备专业知识和技能的天气图分析人才，加强团队协作和交流 ，提高整体分析水平。
THANKS
感谢观看
此外，天气图还可以帮助科学家了解气候变化的原因，如厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等对气 候的影响。
天气图在灾害预警中的应用
灾害预警是天气图的重要应用之一。通过分析天气图，气 象学家可以及时发现灾害性天气的迹象，并向公众发布预 警信息。
在暴雨、台风、暴风雪等灾害性天气发生时，天气图可以 帮助气象学家了解天气的演变过程和影响范围，从而及时 发布预警信息，减少灾害损失。
多维度数据融合
天气图将与气象雷达、地面观测等多维度数据融合，提高预报准 确性和精细化程度。
天气图在大数据和人工智能时代的应用前景
数据挖掘和分析
人工智能辅助
人工智能技术将在天气图分析中发挥重要作用，如 机器学习算法能够自动识别和预测天气模式。
利用大数据技术，对海量的气象数据进行挖 掘和分析，提取有价值的信息，为天气图分 析提供支持。
定制化服务
基于用户需求和行为习惯，提供定制化的天 气服务，满足不同行业和个人的需求。
提高天气图分析的准确性和效率的方法
引入先进的算法和技术
采用先进的数值预报模型和人工智能算法，提高天气图分析的准确 性和效率。
强化数据质量控制
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② 低空在热带气旋云区的偏南方向有大量的对流云、以与热带 气旋中心云区较大交角流入中心云区，
③高空至少在大于180度的范围有由卷云羽表示的明显的辐散 流出气流，
④热带气旋云系移入热带季风云区或与季风云团合并或与移动 前方的其它对流云团合并，
热带气旋弯曲云带型逐日演变过程
TS方法估计热带气旋的强度
1、思路：热带气旋云系特征表示了气旋热力和动力 发展演变过程的基本思想，设想热带气旋中心眼区的有、 无，眼区范围大小、形状、眼区温度；中心稠密云区范围 大小，云顶温度；螺旋云带有无、多少，云带顶温度；螺 旋云带环绕中心稠密云区的程度能表示热带气旋发展的强 度，利用历史资料分析，统计给出各种不同云系特征定量
表7-1 热带气旋环流中心特征指数TA1
CSC相对于强对流稠密云区的位置 CSC在强对流稠密云区之外
指数TA1 1.0
CSC在强对流稠密云区边沿
1.5
CSC在强对流稠密云区之内（距云区边沿1.0纬距）
2.8
CSC在强对流稠密云区之内（距云区边沿1.0纬距）
4.0
CSC在强对流稠密云区中心
4.5
表7-2 热带气旋眼特征指数TA2
眼形状 螺旋眼 不规则 圆眼
指数TA2S 3.0 3.5 4.0
眼区直径（lat No） 指数TA2D
0.0—0.3
1.0
0.4—0.7
0.5
>0.7
0.2
眼区温度（c） >20
20—12 11—5 4— -32
指数TA2T 2.2 2.0 1.8 1.5
TA2 =TA2S + TA2D + TA2T
CDO云顶的 最低 温度（c）
指数TB1
CDO的面积 （lat No）
面积TB2
-45— -56
1.0
1—5
0.5
-57— -73
1.5
6—10
0.8
-74— -80
2.0
11—15
1.2
-81
2.5
积雨云，大小约20—100平
方公里，占热带洋面到20%；结构：流人层，
垂直上升层，流出层；10%发展为热带气旋 ；
季风云团、信风云团、爆米花云团；变化特
征：风暴前、发展、保守消亡云团；垂直上
升强，风垂直切变小
，气旋性水平风切变 ，云底辐合、正涡度
热带云团
，水气辐合，高空辐 散，负涡度。
20—100km2
图7-1 热带云团示意图
二.热带辐合带云系（ITCZ）
热带辐合带是北半球东北风与南半球东南风或北 半球东北风与赤道高压北侧的西南风之间的辐合；积 状云构成的平行于赤道的大型云带，有时呈波状、叉 状；热带气旋的源地；分活跃期和衰弱期。
图 7-2 热 带 辐 合 带 流 畅
热带辐合带云系（ITCZ）
五.赤道反气旋
又称赤道缓冲带或赤道无风带，晴空无云； 从南半球向北推进的气流经过推进、转向、切 断、混合、爆发和相互作用阶段形成。
六.副热带高压
强：晴空无云，弱：在晴空背景上有少量 稀疏的积状云。
第二节 热带气旋云图分析
一. 热带气旋云型
眼、中心稠密云区、环绕中心稠密云区的螺旋云带、后部的拖 曳云区。
⑤远离极锋系统云系25个纬距以上。
3、热带气旋的衰弱 （与发展加强的情况相反）
三. 热带气旋定位和强度估计
1、热带气旋定位：依据热带气旋中心的大小、形 状、结构（几何中心），中心稠密云区中明亮强对流云 的中心，螺旋云带的曲率中心，云区边界的积云线曲率 中心，云区边界特黑区的中心。
2、热带气旋强度估 计：依据热带气旋中心眼 区的有、无，眼区范围大 小、形状、眼区温度；中 心稠密云区范围大小，云 顶温度；螺旋云带的有无、 多少，云带顶温度；螺旋 云带环绕中心稠密云区的 程度。
眼
中心稠密云区
螺旋云带
无眼强台风
与西风槽结合北上的台风
二.热带气旋的发生发展和衰弱
1、热带气旋的生成 ①在热带洋面上有一个初始的热带扰动
（热带云团存在， ②生成洋面温度>26.5度， ③在离赤道5度以外的洋面， ④低空有辐合流入气流， ⑤高空有明显的辐散气流， ⑥风的垂直切变小
2、热带气旋的发展加强
第六章 热带天气系统的云图分析
卫星云图在热带天气分析中发挥了很大的 作用，有了云图以来，热带洋面上的热带气旋 几乎无一漏掉。
热带天气系统：热带云团 , 热带辐合带（ITCZ）, 东风波, 大洋中部高空冷涡（TUTT）, 赤道反气旋, 热带气旋, 副热带高压（半热带系统）。
第一节 热带天气系统云系
热带云团 热带辐合带（ITCZ） 东风波 大洋中部高空冷涡（TUTT） 赤道反气旋 副热带高压
-33— -45
1.0
-45— -56
0.7
-57— -74
0.4
② 热带气旋中心稠密云区（CDO）特征指数TB的计算
TB =TB1+ TB2 式中TB1是CDO云区云顶的最低温度指数， TB2是CDO云区面积指 数。
当热带气旋没有中心稠密云区时，TB =0。
表7-3 热带气旋中心稠密云区（CDO）特征指数TB
三.东风波云系
副热带高压南侧的热带波动，积状云，有 15%的能发展为热带气旋，常表现为倒V形、逗 点状涡旋、积云团。
四.大洋中部高空冷涡（TUTT）
位于大洋中部，形成于副热带高压和赤道反
气旋之间的高空冷性气旋性涡旋；常表现为半月 形云区，中心少云或无云，积状云区分布在中心 以外200—400km的东—东南—南部；常为热带气 旋的发展提供有利的高空辐散场，只有非常少的 冷性涡旋会扰动加强为热带气旋。
①热带气旋环流中心（CSC）特征指数TA的计算
TA =TA1+ TA2
当热带气旋没有眼时利用热带气旋环流中心相对热带气旋中心稠
密云区的位置计算TA，即TA =TA1；有眼时，计算眼的指数TA = TA2， TA2 =TA2S + TA2D + TA2T，式中TA2S是眼的形状指数， TA2D是眼的大小指 数， TA2T是眼区温度指数。
指数，再用历史资料建立计算TS指数与热带气旋强度之间
的统计方程和查算表估计热带气旋强度。 2、方法 ： TS=TA+ TB + TC + TD TA：热带气旋环流中心（CSC）指数 TB ：热带气旋中心稠密云区（CDO）指数 TC ：环绕热带气旋的螺旋云带指数 TD ：热带气旋云带环绕环流中心紧密度指数