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摘 要:云观测为天气预报和气候分析以及科学研究等提供重要的科学依据,是一项观测气象的重要内容,但为目测项目,因此极易受到各种因素的影响。文章阐述了目前在云的观测方面存在的一些问题,并客观分析了原因,提出了提高云观测能力的方法,供同行参考,以保证云观测的准确性。
关键词:气象观测;自动化;观测员;云观测;云状;云码;能力
中图分类号:P412.15 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2011)33-0141-02
近几年,我国很多的气象观测站的观测仪器得到不断更新,逐渐实现自动化,人工观测气象要素的项目越来越少。但云的观测还很难实现自动化,全靠目测。因此,云的观测数据的准确性就显得尤为重要,因为它直接影响到气象资料的整体质量水平,且对天气分析的准确性也颇具影响。但在实际工作中,云的观测也是目前地面观测中较困难的项目。
1 云观测存在问题
1.1 指示性云状记录几乎消失
一般将对天气变化有指示作用的云称作指示性云,如:堡状、荚状、絮状、钩状、波状等指示性云。这些云的出现对测站未来天气的变化有着密切内在关系。如辐辏状卷云或高积云大量侵入测站天空后,一般在24~36 h将产生连续阴雨天气。这类辐辏状云维持时间越长、辐辏云条越多、辐辏的视角越大,则后期的阴雨时间越长。高层云下面出现移动快的絮状高积云,是低空急流前的云系,往往几小时后就开始降雨。对这类云的观测时要注意云出现的方位、视角、形成特征、消失时间等,一定要详细记载和描述,但是目前部分观测员往往忽略了这一点,把指示性云当做普通云记录。
1.2 云码和云高标注简单化
云码所表示的是某一高度气层内整个云天的状态,反映当时大气的运动状况和发展趋势。有些气象台站长期以来习惯于某一云码和云高的记录而忽略了其电码和云高的真正涵义。例如,当测站出现了Cm4或Cm5或Cm9时,3个电码共同特征是反映不同高度的透光高积云,但其实质是有很大区别的。Cm4表示中空以下沉气流为主;Cm5表示中空水汽含量增多、稳定系统云发展的趋势;而Cm9则表示中空对流和乱流共存及不稳定的运动状态。但有人“习惯”把Cm4或Cm5或CrrO笼流的记录为Cnd。
在云高记录中,经常出现将碎积云(Fc)、积云(cu)的云高一年四季均记为800~900 m,高积云(Ac)云高记为3 000 m的现象。这种记法忽略了水汽凝结高度是随温度和水汽变化而改变的。
1.3 云状和云量识别有误
如对Cs nebu的记录,经常漏记或少记云量。因为Cs nebu是均匀云幕,有时薄得几乎看不见,只因有晕,才表明它的存在;云幕较厚时,也看不出什么明显结构,只是日月轮廓仍清楚可见,地物有影、有晕。透光是高云的特征,Cs nebu固有的透光并非是见蓝天。如果能分辨出Cs的量,且白色丝缕结构较明显,应记为Cs fil。另外,还有一些相似云的识别记录有误,如Fs和Fn的记录等。
1.4 忽视云天的演变规律
云的演变有2种含义:一种指云体本身的变化;另一种是云系的移动。观察云系的移动一定要考虑与影响当地的天气系统相配合,否则易出差错。如测站被暖锋系统控制时,云系的移动通常是Cs→As→Ns。有时测站As云会产生间歇性降水。如果降水时间已持续十几个小时且降水较稳定,降水量已达到几十甚至上百毫米,仍记为As云,显然是不合理的,应记为Ns云。
2 出现问题的原因
以上问题的出现,在很大程度上带有一定的普遍性。审核员在原始资料和报表互审中明显感觉到各地云的观测越来越趋于简单化,云的观测记录中出现了较多与当时云天不符现象。对上述存在的各类问题原因分析如下:第一,由于测报管理措施不当,使观测员认真工作态度含量降低;第二,由于观测员所具备的理论知识较浅薄,所以在复杂天气下分析判断能力较差;第三,由于观测员自身工作经验不足,在观测云天时误差较大。以上应引起测报管理部门和广大观测员的重视。
3 提高云观测能力的方法
测报是预报的基础,测报的质量直接关系到天气预报是否准确。目前PC-VAST小站均配备到了县级观测站,因此,各地观测站都能通过小站接受到气象卫星下发的丰富的气象信息,如高空、地面常规资料;FY-2C卫星云图;多普勒雷达资料;欧洲中心、日本数值中心的数值预报产品;T213数值预报产品等。如果观测员能有效利用这些资料,在每次观测前对影响本地区的天气系统进行跟踪了解,将会大大提高测报技术质量。
3.1 参考卫星云图提高判断
云状的能力在夜间,当有7/10的云层覆盖天空时,在无月光和无天气现象伴随的情况下,根据《地面气象观测规范》夜间测云的方法,很难用目光判断测站上空的云状。可借助红外线云图,判断测站上空及云区上游的云状,作为观测时测云参考依据,以避免夜间测云的盲目性,提高夜间观测云的正确程度。
3.2 加强理论学习掌握
云的生消和变化,掌握云的形成和影响云的物理因子,可以提高云的观测质量。在大气中形成云的基本条件是:①空气中要有足够的水汽;②要有水汽发生凝结的冷却过程,主要指上升运动引起的绝热冷却。一般情况下,在槽前和低压的前部气流辐合区、暖平流区、锋上暖流气团中以及山脉的迎风坡等部位,都有上升运动,有利于云的形成和加强,而在槽后和低压后方、高压区中、气流辐散区、冷平流区以及山脉的背风坡等部位,则有下沉运动,不利于云的形成或维持。从高度上看,低云一般可分为4种基本类型:锋面低云、平(回)流低云、低压系统中的低云和对流性低云。中云一般出现在700 hPa槽或低涡前部,高云一般出现在500 hPa槽前。只要平时注意高空和地面天气形势演变,结合云的观测的实际情况加以分析和比较,对各种云的生消变化就能形成比较完整的概念,成为具有一定理论基础的云的观测经验。
3.3 熟悉地形特点,掌握地方性云的特征
不同的地形地貌对云的形成有较大的影响,如云和县地势西南高、东北低,地表形态以高丘及低山为主,河谷盆地沿溪分布,面积不大。因地形复杂,海拔温度悬殊,气候存在着垂直带。全境河流属瓯江上游水系的干流龙泉溪,以及县内的紧水滩、石塘两大水库。由于以上地形特点,夏季云和地区经常出现局地强对流,与之伴随的积雨云要密切注视其演变规律。
4 结束语
总而言之,云观测在气象观测中有着极其重要的作用,任何小的细节问题都会影响到观测的准确性。因此,对云的观测应做到熟记各种云的定义,掌握特征,以判定云状为主,加强云的连续观测,掌握云的生成和演变规律,坚持实事求是的原则,以提高观测内在质量为目的。
参考文献
1 范长征.云码在天气预报中的应用价值[J].现代农业科技,2011(12)
2 樊改娥、张顺利.如何做好云的观测[J].科技情报开发与经济,2008(20)
3 陈明.云天观测中的问题[J].辽宁气象,2002(3)
4 刘小容、罗锡浪、彭尚永、陈振新.如何提高云状的观测质量[J].气象水文海洋仪器,2010(1)
Research on Improving the Cloud Observation Ability
Liu Shaojun, Li Wenyi
Abstract: Cloud observation can provide important scientific basis for weather forecasting, climate analysis and scientific research. It is an important part of weather observation, but for the visual items, so vulnerable to be affected by various factors. The article discusses some existing problems of current cloud observation, objectively analyzes the reasons and puts forward some methods to improve cloud observation ability, for the peer reference, to ensure the accuracy of cloud observation.
Key words: weather observation; automation; observers; cloud observation; cloud form; cloud code; ability
关键词:气象观测;自动化;观测员;云观测;云状;云码;能力
中图分类号:P412.15 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2011)33-0141-02
近几年,我国很多的气象观测站的观测仪器得到不断更新,逐渐实现自动化,人工观测气象要素的项目越来越少。但云的观测还很难实现自动化,全靠目测。因此,云的观测数据的准确性就显得尤为重要,因为它直接影响到气象资料的整体质量水平,且对天气分析的准确性也颇具影响。但在实际工作中,云的观测也是目前地面观测中较困难的项目。
1 云观测存在问题
1.1 指示性云状记录几乎消失
一般将对天气变化有指示作用的云称作指示性云,如:堡状、荚状、絮状、钩状、波状等指示性云。这些云的出现对测站未来天气的变化有着密切内在关系。如辐辏状卷云或高积云大量侵入测站天空后,一般在24~36 h将产生连续阴雨天气。这类辐辏状云维持时间越长、辐辏云条越多、辐辏的视角越大,则后期的阴雨时间越长。高层云下面出现移动快的絮状高积云,是低空急流前的云系,往往几小时后就开始降雨。对这类云的观测时要注意云出现的方位、视角、形成特征、消失时间等,一定要详细记载和描述,但是目前部分观测员往往忽略了这一点,把指示性云当做普通云记录。
1.2 云码和云高标注简单化
云码所表示的是某一高度气层内整个云天的状态,反映当时大气的运动状况和发展趋势。有些气象台站长期以来习惯于某一云码和云高的记录而忽略了其电码和云高的真正涵义。例如,当测站出现了Cm4或Cm5或Cm9时,3个电码共同特征是反映不同高度的透光高积云,但其实质是有很大区别的。Cm4表示中空以下沉气流为主;Cm5表示中空水汽含量增多、稳定系统云发展的趋势;而Cm9则表示中空对流和乱流共存及不稳定的运动状态。但有人“习惯”把Cm4或Cm5或CrrO笼流的记录为Cnd。
在云高记录中,经常出现将碎积云(Fc)、积云(cu)的云高一年四季均记为800~900 m,高积云(Ac)云高记为3 000 m的现象。这种记法忽略了水汽凝结高度是随温度和水汽变化而改变的。
1.3 云状和云量识别有误
如对Cs nebu的记录,经常漏记或少记云量。因为Cs nebu是均匀云幕,有时薄得几乎看不见,只因有晕,才表明它的存在;云幕较厚时,也看不出什么明显结构,只是日月轮廓仍清楚可见,地物有影、有晕。透光是高云的特征,Cs nebu固有的透光并非是见蓝天。如果能分辨出Cs的量,且白色丝缕结构较明显,应记为Cs fil。另外,还有一些相似云的识别记录有误,如Fs和Fn的记录等。
1.4 忽视云天的演变规律
云的演变有2种含义:一种指云体本身的变化;另一种是云系的移动。观察云系的移动一定要考虑与影响当地的天气系统相配合,否则易出差错。如测站被暖锋系统控制时,云系的移动通常是Cs→As→Ns。有时测站As云会产生间歇性降水。如果降水时间已持续十几个小时且降水较稳定,降水量已达到几十甚至上百毫米,仍记为As云,显然是不合理的,应记为Ns云。
2 出现问题的原因
以上问题的出现,在很大程度上带有一定的普遍性。审核员在原始资料和报表互审中明显感觉到各地云的观测越来越趋于简单化,云的观测记录中出现了较多与当时云天不符现象。对上述存在的各类问题原因分析如下:第一,由于测报管理措施不当,使观测员认真工作态度含量降低;第二,由于观测员所具备的理论知识较浅薄,所以在复杂天气下分析判断能力较差;第三,由于观测员自身工作经验不足,在观测云天时误差较大。以上应引起测报管理部门和广大观测员的重视。
3 提高云观测能力的方法
测报是预报的基础,测报的质量直接关系到天气预报是否准确。目前PC-VAST小站均配备到了县级观测站,因此,各地观测站都能通过小站接受到气象卫星下发的丰富的气象信息,如高空、地面常规资料;FY-2C卫星云图;多普勒雷达资料;欧洲中心、日本数值中心的数值预报产品;T213数值预报产品等。如果观测员能有效利用这些资料,在每次观测前对影响本地区的天气系统进行跟踪了解,将会大大提高测报技术质量。
3.1 参考卫星云图提高判断
云状的能力在夜间,当有7/10的云层覆盖天空时,在无月光和无天气现象伴随的情况下,根据《地面气象观测规范》夜间测云的方法,很难用目光判断测站上空的云状。可借助红外线云图,判断测站上空及云区上游的云状,作为观测时测云参考依据,以避免夜间测云的盲目性,提高夜间观测云的正确程度。
3.2 加强理论学习掌握
云的生消和变化,掌握云的形成和影响云的物理因子,可以提高云的观测质量。在大气中形成云的基本条件是:①空气中要有足够的水汽;②要有水汽发生凝结的冷却过程,主要指上升运动引起的绝热冷却。一般情况下,在槽前和低压的前部气流辐合区、暖平流区、锋上暖流气团中以及山脉的迎风坡等部位,都有上升运动,有利于云的形成和加强,而在槽后和低压后方、高压区中、气流辐散区、冷平流区以及山脉的背风坡等部位,则有下沉运动,不利于云的形成或维持。从高度上看,低云一般可分为4种基本类型:锋面低云、平(回)流低云、低压系统中的低云和对流性低云。中云一般出现在700 hPa槽或低涡前部,高云一般出现在500 hPa槽前。只要平时注意高空和地面天气形势演变,结合云的观测的实际情况加以分析和比较,对各种云的生消变化就能形成比较完整的概念,成为具有一定理论基础的云的观测经验。
3.3 熟悉地形特点,掌握地方性云的特征
不同的地形地貌对云的形成有较大的影响,如云和县地势西南高、东北低,地表形态以高丘及低山为主,河谷盆地沿溪分布,面积不大。因地形复杂,海拔温度悬殊,气候存在着垂直带。全境河流属瓯江上游水系的干流龙泉溪,以及县内的紧水滩、石塘两大水库。由于以上地形特点,夏季云和地区经常出现局地强对流,与之伴随的积雨云要密切注视其演变规律。
4 结束语
总而言之,云观测在气象观测中有着极其重要的作用,任何小的细节问题都会影响到观测的准确性。因此,对云的观测应做到熟记各种云的定义,掌握特征,以判定云状为主,加强云的连续观测,掌握云的生成和演变规律,坚持实事求是的原则,以提高观测内在质量为目的。
参考文献
1 范长征.云码在天气预报中的应用价值[J].现代农业科技,2011(12)
2 樊改娥、张顺利.如何做好云的观测[J].科技情报开发与经济,2008(20)
3 陈明.云天观测中的问题[J].辽宁气象,2002(3)
4 刘小容、罗锡浪、彭尚永、陈振新.如何提高云状的观测质量[J].气象水文海洋仪器,2010(1)
Research on Improving the Cloud Observation Ability
Liu Shaojun, Li Wenyi
Abstract: Cloud observation can provide important scientific basis for weather forecasting, climate analysis and scientific research. It is an important part of weather observation, but for the visual items, so vulnerable to be affected by various factors. The article discusses some existing problems of current cloud observation, objectively analyzes the reasons and puts forward some methods to improve cloud observation ability, for the peer reference, to ensure the accuracy of cloud observation.
Key words: weather observation; automation; observers; cloud observation; cloud form; cloud code; ability