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1、2023/2/21,1,第三讲 地面与高空资料图形显示,上节课作业,（1）绘制一张地面观测图：把自己的家乡设为地图中心，地图上高亮显示自己的家乡选择合适的投影与地图，并截取合适的区域地面观测（显示级别为4）24hr降水大于10mm的站点（既要站点数据也要填充图）不许用默认颜色，加粗显示河流与国界漂亮，简洁（2）定义一个综合图：850hPa天气图（添加你认为必要的气象场）把一张综合图图片以及相应的综合图文件发送给我。,上节课作业点评,收到作业85份，另有一位同学请假。作业完成质量较高要素不全未按照要求写如何单省突出显示投影方式不恰当没有经纬度（经纬度间隔不合适）站点没有分级显示,底图颜色太重，气
2、象信息不明,混淆（比如在850mb填降水资料）,降水的填充颜色与背景的颜色无法区分,地面观测,禅铎-地面图,禅铎-850 mb,孙凯,杨苏丰,张炜月,地面观测资料显示,常规地面观测资料显示（第一类数据）自动站资料显示单要素地面观测资料显示（第三类数据）台风路径显示,要素显示设置属性窗口-填图要素设置plotconfig单击右键：显示(绿色)/隐藏(红色)双击左键出现颜色选择框，可改变要素填图符号或颜色三线图显示属性窗口-地面三线图(true)，点击站点资料统计选择统计阈值，显示符合条件的站点数；可以分省统计变化场计算（变温、变压等）监视、显隐设置等,常规地面观测资料显示(第一类数据),c:MI
3、CAPS3modualsurfacesurface.ini,字体设置 字体字号=Times New Roman,16pt符号大小=1.8颜色调整 站号=Black 气压=Navy 温度=Black 隐现设置 站号=False 气压=True 温度=True 露点=True分级显示分级显示=True自动分级显示=True使用指定站点=specialSta.txt监视设置显示大风=False,自动站资料显示,第一类数据格式的自动站数据显示自动站资料写为第一类数据显示时，需要在文件说明中包含“自动”字样在配置文件C:MICAPS3modualawsaws_zh.ini中设置自动站Z文件数据显示显示为
4、填图，每次打开一个文件如果需同时显示多站点数据，需要将同一时刻的数据放在一个文件中目前自动站资料显示和分析功能较弱，因此将来该部分功能会进一步开发,识别字符串=自动,单要素地面观测资料显示（第三类数据-p）,分析和显示离散点数据（MICAPS第三类数据），在C:Micaps3modualdiscretediscrete.ini 属性设置：阈值显示、显示变化、显示统计、填值分级设置，设置分级字体大小和颜色、设置分析属性和分析显示(填充或线条)、显示小数位数、站点、站号显示基本设置：显示时间变化,单要素地面观测资料显示（第三类数据-p）,基本设置：显示统计窗口属性-行政边界填充(若一个行政区域内有
5、多个站点，则显示最后一个站点的数据)快速字体调整：可以使用系统主窗口左侧的字体大小和颜色按钮快速修改该类数据填图字体大小和颜色，如地面填图、离散点填图、高空填图(只改字体大小)和格点数据填值字体(大小和颜色都可以改)等。分析设置分析方法（CRESSMAN）分析范围（自动、中国、自定义）填色显示显示分析线条,单要素地面观测资料分析图形制作,E:MICAPS3modualdiscrete,台风路径显示,MICAPS第7类数据，可以通过C:MICAPS3modualtctracktrack.ini设置显示属性属性窗口：显示属性设置：设置台风路径的显示属性，包括线宽、线颜色、标注方式（时间、台风名称或
6、编号等）、风圈显示等 台风路径动画显示：设置台风路径动画显示，路径动画显示时，从台风生成位置开始逐段绘制路径，绘制完成后，停止动画显示。,高空观测资料显示,高空观测填图TlogP探空时空剖面AMDAR资料显示,高空观测填图,显示高空观测资料(MICAPS第2类数据)，modualhighhigh.ini改变缺省属性设置可通过显示设置窗口快速设置某些简单属性可通过属性设置窗口详细设置显示属性（更方便）,HighPropertyHighProperty站点颜色=Black温度颜色=Red高度颜色=Black 露点颜色=Black 风颜色=Black 隐藏温度=True隐藏高度=True隐藏温度露点
7、差=True隐藏风=True隐藏站号=False字体=宋体,9.75pt符号大小=1.8线宽=1,探空热力图的种类,能量图（Emaram,-lnP_t）斜温图（斜温气压对数图，SkewT_Logp）假绝热图（Stuve Diagram,-Pkd_T）温熵图（ln(theta)_T）,斜温图（斜温气压对数图，SkewT_Logp）面积正比于能量等温线倾斜45度，且与绝热线的交角几乎等于90度，非常有利于业务工作（稳定度分析）重要的等值线均为直线：等压线与等温线都是直线但不互相垂直，绝热线略有弯曲，饱和混合比湿线也是直线气象领域内应用最广泛,斜温图上的线条,等压线,干绝热线,等温线,湿绝热线,斜温
8、图的线条,饱和混合比,标准大气,厚度标尺,假绝热图（Stuve Diagram,-Pkd_T）面积不正比于能量，但是有系数校正表，可以用来计算能量等压线、等温线以及饱和混合比湿线都是直线，干绝热线也是直线（有利于稳定度分析，可以直观地比较探空与干绝热线的斜率）,利用斜温图求各种气象参数,混合比：先找出气压与露点的交点，再找出经过此点的饱和混合比线饱和混合比：先找出气压与自由大气温度的交点，再找出经过此点的饱和混合比线相对湿度：,水汽压：先找到气压与露点的交点，再由此点延等温线上升或下降至622 hpa处，此交点所具有的饱和混合比值即为当时环境的水汽压饱和水汽压：先找到气压与自由大气温度的交点，
9、再由此点延等温线上升或下降至622 hpa处，此交点所具有的饱和混合比值即为当时环境的水汽压,位温：气压与温度的交点沿着干绝热线上升或下降到1000 hpa标准气压面所具有的温度,热力学图解上的特征高度,LCLCCLLFCPA，NAELEAL,抬升凝结高度LCL,意义：当空气块自地面受外力抬升并沿着干绝热线上升而开始产生凝结的高度，其为动力作用所导致的凝结面。一般为层状云云底的高度求法：气压与露点的交点沿饱和混合比线上升，气压与温度的交点沿着干绝热线上升，两者的交点即为LCL,对流凝结高度CCL,意义：地球表面受到太阳辐射加热使空气块产生上升运动，并造成凝结的高度。其为热力作用所导致的凝结高度
10、。一般为积云云底高度。求法：露点与1000 hpa的交点沿着饱和混合比线上升或下降至与探空温度曲线相交的高度，即为CCL对流温度：当地球表面受辐射加热后开始形成对流时的地面温度求法：由CCL沿着干绝热线下降至地面时的温度。,自由对流高度LFC,意义：当气块经干绝热线达到饱和，并沿着湿绝热线上升过程中，当气块比环境温度暖时的高度，此时由于浮力作用可以自由上升而不需要借助外力。求法：由LCL沿湿绝热线上升至与探空温度曲线相交的高度，即为LFC,LCL,CCL,and LFC,CCL是由热力作用所造成的，LCL则是由动力作用造成的CCL与LCL与探空图中的求取方式不同，因此正、负面积的求法亦不同，需
11、看具体情况理论上CCL的高度会高于LCL，当地面至云底温度递减率为干绝热率时，两者相同LCL只要有水汽就会存在，但LFC不一定，LFC的出现主要取决于气块水汽含量以及大气的稳定度情况,负面积（负能区，Nositive Area，NA）,定义：气块沿着湿绝热线上升，且温度大于环境温度，空气块能自由上升，此时湿绝热线与层结曲线所围的面积与空气块所释放的的动能成正比，此面积称之为正能区，它代表着气块在上升过程中所释放出来的能量的大小，也就表示大气所潜藏的不稳定程度。求法：1.因加热作用所形成：（如太阳辐射）由CCL沿干绝热线下降至地面，层结曲线与干绝热线所围的面积即为因加热作用所导致的负能区2.因抬
12、升作用所形成：（地形、锋面、辐合）由地面沿干绝热线上升至LCL，再从LCl沿湿绝热线至与层结曲线相交，此所围的面积即为因抬升作用所导致的负能区,抬升导致的正负能区,平衡高度EL与等面积高度EAL,EL：高于环境温度的空气块继续上升，当气块温度再次与环境温度相等时候的高度，即为EL,也称中性浮力层LNB。在气流过山时，此高度可视为山前云层之云顶高度EAL：正面积与负面积相等时的高度，理论上的云顶高度,TlogP图文件三种打开方式菜单“高空观测”-“TlogP”(最新)工具栏按钮“打开”中的文件直接打开方式直接拖动最新TlogP文件到主窗口中显示TlogP图界面，确保属性窗口“显示TlogP”属性
13、为true,TlogP图,TlogP图显示区还叠加显示T-Td4湿度层(绿色)，纵坐标可以显示固定高度层及特殊高度层(如0，-20层)的位势高度风矢端图窗口大小可以调整,风速垂直分析图显隐：要与风矢端图配合分析，线段颜色表示的意义相同，能清楚显示风速大小随高度的变化辅助窗口显隐风矢端图：风向刻度、风矢端线、速度圈物理量列表：单击物理量名可以显示多站物理量值交互窗口显隐：对TlogP图属性设置、抬升方式选择，或直接比较指定层，使结果更有针对性鼠标浮动帮助窗口显隐物理量批量导出：将算出的物理量生成文本文件TlogP图片保存、复制按扭,特殊层次分析 点击工具条上的特殊层次分析或在显示区域点击鼠标右键
14、都可以显示特殊层次分析菜单（右键菜单上还包含更多功能菜单）：显示湿层、显示不稳定层、显示下沉有效位能（600hPa开始）、显示下沉有效位能（最小位温开始）、显示冰相层、显示逆温层。,风矢端图的使用,用法参考1、确定冷暖平流：红线段-暖平流，蓝线段-冷平流2、判断大气稳定度：高冷低暖-不稳定度增加-低层红线高层蓝线；还可以判断不同方位上的不稳定度3、判断锋面：1）看有无较大的热成风层次，如有，则有可能有锋区存在该层，也就是图中小线段的长度 2）判明该层是冷平流还是暖平流，以确定是冷锋还是暖锋4、分析测站附近气压系统,在图上双击左键可以放大圆点为起始点红线段（实线）表示风向随高度顺时针旋转为暖平流
15、蓝线段（虚线）表示风向随高度逆时针旋转为冷平流线段颜色深浅表示层次高低，深色代表低层，浅色代表高层,单击物理量名可以在地图上显示多站物理量值,物理量导出向导,1、时段选择2、选择文件加入要处理的文件3、选择存储文件方式，如按站点或日期排列4、选择横坐标排列方式5、选择要处理的站点6、选择要处理的物理量7、选择目标文件夹8、完成按扭-系统进行计算并按要求输出数据,系统提供以下参数输出,K 指数：中低层稳定度和湿度条件的综合指标,沙氏指数：气层稳定度指标,沙氏指数：Si0稳定,Si0不稳定 Si3不可能有雷雨,0Si3,可能有阵雨-3Si0,可能有雷雨,-6Si-3,有强雷暴,K指数：K20无雷雨
16、,20K35有局部雷雨 K35有成片雷雨 se850-5000 稳定 se850-5000 不稳定,探空资料报告,单击层结资料页后可查看各站的层结资料报告包括了实况报文资料，各层比湿、饱和比湿、相对湿度、凝结函数、位温、假相当位温、虚温、静力温度等一些特殊层的资料，如TCL(抬升凝结高度)、ELC(平衡高度)、LFC(自由对流高度)、YDC(云顶高度)、CCL(对流凝结高度)、ZH(0度层高度)、-10H(负10度高度)、-20H(负20度高度)等,垂直物理量分析,单击垂直物理量页后可进行垂直物理量分析垂直水汽分析、垂直位温分析、静力温度分析、相对湿度分析、垂直凝结函数分布、假湿球温度分布、能
17、量线各物理量之间还可以进行比较分析。如当比湿和饱和比湿线接近时说明相对湿度大，远离时相对湿度小。当垂直位温图的斜率呈负增长时气块不稳定等,雷雨顺能量线图上画出干静力温度线，湿静力温度线，饱和湿静力温度线，能量平衡高度图中红色区域为不稳定能量，横线区为启动能量，斜线区为潜热能，点线区为饱和能差当pe点即能量平衡高度较高，或红色区域（不稳定能量）大时，易出现对流天气；当潜热能大，饱和能差小时，大气接近饱和；当T/P0（即图中湿静力温度线随高度增加减小）时，气层不稳定。当不稳定层次厚度较厚且饱和能差小时易出现对流和强降水天气；启动能量表征了要使潜在不稳定能量变成现实有用的能量，外界应提供的能量。启动
18、能量过大，则不易发生对流，过小则不利于积累不稳定能量，只有适当才最有利发生强对流。当干静力温度线、湿静力温度线、饱和湿静力温度线三条线整体数值较偏右，也就是整体数值较大时，能量高，易出现不稳定天气；偏左时，能量低，不易出现不稳定天气。,（具体使用可参考能量天气学雷雨顺著或天气学原理及其方法（朱乾根主编）,空间剖面图,打开探空数据文件（第5类数据），且属性窗口中设置下的“显示剖面窗口”属性为“ture”左键在主窗口单击选择剖面（选择点数最多不超过20个），单击右键结束选择可保存图片,时间剖面图,属性窗口中设置下的“显示时间剖面”属性为“ture”在弹出的时间剖面图右侧下方选择时间段，然后点击“绘
19、制”按钮可保存图片,AMDAR资料显示,Aircraft Meteorological DAta Relay(AMDAR)飞机气象资料下传 是MICAPS3.0 定义的新增的第31类数据格式在属性中选择显示温度、风、垂直速度、湍流度等要素在属性中设置“探空”属性值为true，则显示探空图如果存在同时刻的气象探空资料（第5类数据），则可以通过“叠加探空”实现两者探空的叠加显示,Amdar资料格式,文件头：diamond 31 数据说明 数据个数要素名称数据：发报中心 年 月 日 时 航班 观测时间年 月 日 时和分钟（如果有分钟，可以使用如0245这样的两位小时和两位分钟表示）数据纬度 数据经度
20、 飞行类型 导航状态 飞行高度（米）温度 风向 风速 垂直速度 湍流度 温度可信度 风可信度 垂直速度可信度 湍流度可信度 位置可信度 高度可信度文件名命名规则，可以使用MICAPS定义的格式文件名（YYMMDDHH.000），文件名使用北京时（与高空资料命名方式相同）eg：Amdar06103008.000,注意：打开后要在属性设置中设置显示范围！,课堂练习与要求,1）地面填图填图设置、地面三线图、资料统计、显示变化、台风路径2）高空填图 TLOGP：风矢端图，了解单站高空分析，交互窗口显示与消隐，导出物理量，空间剖面图，时间剖面图，对各种物理量有个直观的认识AMDAR：显示，探空，叠加探空,作业一：模仿这张图,E:MICAPS3modualdiscrete,作业二：绘制自己家乡探空图,站号：station.txt（如果家乡没有探空，用省会城市代替）Tlogp 图过去一周时间剖面图Top：100mb包含必要要素，美观、清晰、大方,
