短期气候预测基础实习一

实习一：大气环流状况的表征一、实习目的及要求1.掌握大气环流基本状况的表征－－平均、距平、纬偏图2.大气环流基本状况分析3.熟悉了解：资料格式FORTRAN语言GRADS绘图（数据描述文件及执行程序）二、实习内容1.计算1948-2007年（60年）1月的平均高度场，绘制环流平均图；2.计算2008年1月的高度距平，绘制高度距平场图（相对于1948-2007年共60年的平均）；3.计算2008年1月的高度场纬偏值，绘制环流纬偏图。三、实习步骤1、实习资料NCEP/NCAR1948－2008年1～12月的500百帕月平均高度场资料范围：（90°S-90°N,0-360°E)网格距：2.5°×2.5°,纬向格点数144，经向格点数73资料为GRD格式，资料从南到北、自西向东排列，每月为一个记录，按年逐月排放。2、实习方法①计算（1948-2007）1月平均高度场，绘平均图；(i,j)为经、纬格点m为样本长度，k为年份②计算2008年1月的高度距平，绘距平图；(i,j)为经、纬格点m为样本长度，k为年份③计算2008年1月的高度场纬偏值，绘纬偏图(i,j)为经、纬格点m为纬圈格点数，k为年份3、实习步骤（1）编写计算1948-2007年（共60年）1月500hPa高度平均程序；gs文件：'reinit''opend:\nyclimate\sh1\hgt500.ctl''enableprintd:\nyclimate\sh1\have.gmf''setlev500'),(1),(1jiHmjiHmkk),(1),(),(1jiHmjiHjiHAmkkkk),(1),(),(1jiHmjiHjiHLAmikkk'setlat-9090''setlon0360''sett1''definehave=ave(hgt,t+0,t=720,12)''dhave''print''disableprint';1月份500hPa高度场平均北半球投影的gs文件：'reinit''opend:\nyclimate\sh1\hgt500.ctl''enableprintd:\nyclimate\sh1\have1.gmf''setframecircle''setmprojnps''setmpdestmres''setpolion''setmap110.6''setlev500''setlat090''setlon0360''sett1''definehave=ave(hgt,t+0,t=720,12)''setgxoutshaded''setcmin5880''dhave''setccolorrainbow''setgxoutcontour''dhave''drawtitleJanaverage500hPaheight''print''disableprint';2008年1月份500hPa高度场北半球投影的gs文件：'reinit''opend:\nyclimate\sh1\hgt500.ctl''enableprintd:\nyclimate\sh1\sh2.gmf''setframecircle''setmprojnps''setmpdestmres''setpolion''setmap110.6''setlev500''setlat090''setlon0360''sett721''settimejan2008''setgxoutshaded''setcmin5880''dhgt''setccolorrainbow''setgxoutcontour''dhgt''drawtitleJan2008500hPaheight''print''disableprint';（2）编写计算2008年1月500hPa高度场距平程序（相对于1948-2007年共60年的平均）程序:gs文件：'reinit''opend:\nyclimate\sh1\hgt500.ctl''enableprintd:\nyclimate\sh1\uave2.gmf''setlev500''setlat-9090''setlon0360''sett1''definehave=ave(hgt,t+0,t=720,12)''modifyhaveseasonal''sett721''hano=hgt-have''settimejan2008''setgxoutshaded''setcmax0''dhano''setgxoutcontour''dhano''print''disableprint';（3）编写2008年1月500hPa高度场纬向平均和偏差程序；gs文件:'reinit''opend:\nyclimate\sh1\hgt500.ctl''enableprintd:\nyclimate\sh1\uave.gmf''setlev500''setlat-9090''setlon0360''sett721''defineuave=ave(hgt,lon=0,lon=360,-b)''uave=hgt-uave''settimejan2008''setgxoutshaded''setcmax0''duave''setgxoutcontour''duave''print''disableprint';（4）根据①②③结果数据编写GRADS数据描述文件及执行文件，并绘图此次实习配置的GRADS数据描述文件：dsetd:\nyclimate\sh1\hgt500.grdundef-9.99E+33titlemonthlymeanhgtfromtheNCEPReanalysisxdef144linear0.0002.500ydef73linear-90.0002.500zdef1levels500tdef732linearjan19481movars1hgt1-999monthlymeanhgtendvars;执行文件已经在1、2、3中给出，下面给出各题要求的图形：1948-2007年1月500hPa高度平均图1948-2007年1月份500hPa高度场平均北半球投影图分析：上面两幅图表示的是1948-2007年1月份500hPa的高度场，从图中可以看出北半球冬季极地地区为极地低压，并且极涡有分裂为两个的趋势，而中高纬地区呈三槽三脊的形势，三槽分别位于：亚洲东部、北美东部和欧洲东部，其中欧洲东部的槽很弱；三脊分别位于：美国阿拉斯加地区、西欧沿岸和青藏高原东部，可以看出脊的强度比槽弱得多。在低纬地区，从北半球投影图中可以明显看到除了北美和东亚大槽向南伸到较低纬度外，在地中海、孟加拉湾和东太平洋都有比较明显的槽。而副热带高压强度小，且中心都位于海上。2008年1月份500hPa高度场北半球投影图分析：从此图上可以明显看出与上一张北半球投影图不同，尤其是在中低纬地区，槽脊的强度很强，当年冬季的天气也很异常，这也是造成我国2008年1月的特大雪灾的原因。2008年1月500hPa高度场距平图分析：从上面的距平图可以看出，2008年1月的北半球极地地区的极地低压比往年的平均值是有所增强的；而在中高纬地区，位于青藏高原、鄂霍次克海、北美西岸和欧洲大部都出现了负距平，说明在这附近的高度场比往年的平均值低，而在乌拉尔山附近、我国华北以东和阿拉斯加地区都出现了正距平，说明在这附近的高度场比往年的平均值高；低纬地区，在西太平洋附近出现了正距平，但强度不大（中心最高值在0-30之间）；同时，可以看出南半球7月份的距平场较往年也有很大变化。。2008年1月500hPa高度场纬向平均和偏差图分析：从上面的纬偏图可以看出，2008年1月的槽脊形势分布。在北半球中高纬地区呈三槽三脊形势，三槽分别位于：亚洲东部、北美东部和欧洲东部，其中亚洲东部的大槽强度很大，欧洲东部槽的强度最弱；三脊分别位于：美国阿拉斯加地区、欧州大部和青藏高原东部，其中青藏高原东部脊的强度最弱；低纬地区，副热带高压位于海上并接近赤道地区，且强度很弱。四、结果讨论综上所述，从1948-2007年的60年500hPa高度场平均图可知，北半球1月份环流场呈现三槽三脊的大形势。而此次分析的2008年1月的槽脊形势与1948-2007年的60年平均有所差异，其中造成我国当年特大暴雪的因素有：东亚大槽的强度很强，使得槽伸的位置很南；青藏高原的高压脊偏弱，使得积雪减少；控制我国的冷高压也比往年平均值有所增强，使得我国北方一直处在高压的控制中。这些因素使得冷暖空气在我国南方汇合并产生持续降雪天气。当然，这只是一个个例，总体来说北半球的环流状况还是很稳定的三槽三脊形势，槽脊的位置及强度的变化均不大。