第32卷,第2期氣象Vol 32 No. 22006年2月METEOROLOGICAL MONTHLY,2006TBB資料的處理及應(yīng)用傅昺珊岳艷霞2李國翠(1.河北省石家莊市氣象臺,050081;2.蘭州大學(xué))提要:在汛期的短時預(yù)報工作中,常規(guī)資料從時間分辨率和空間分辨率都不能滿足短時預(yù)報,尤其是災(zāi)害性夭氣的臨近預(yù)警的需求。TBB資料以其高時空分辨率能夠很好地反映強天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和消亡,尤其能定量指示對流云的發(fā)展高度,通過分析TBB資料,找出了可以進(jìn)行強對流天氣臨近預(yù)警的關(guān)鍵區(qū)和關(guān)鍵指標(biāo),尤其當(dāng)亮溫在-63℃~-80℃時對暴雨的產(chǎn)生有很好的指示作用,強對流的面積和層次的變化對暴雨也有很好的指示作用,不但可以大大降低災(zāi)害性天氣的漏報率,也在短時預(yù)報的精細(xì)化和準(zhǔn)確率上有明顯提高。同時,還提供了TBB資料處理和實時顯示系統(tǒng),處理部分包括用 MATLAB編程將9210下傳的每小時1次的TBB資料轉(zhuǎn)換成圖像文件,實時顯示系統(tǒng)具有動畫、統(tǒng)計和單點顯示等功能。關(guān)鍵詞:TBB強對流預(yù)警顯示系統(tǒng)TBB Data Processing and applicationFu bingshan Yue Yanxia Ii guocui(1, Shijiazhuang Meteorology Office, Hebei Province 050081; 2. Lanzhou University)Abstract: The data of TBB has high temporal-special resolution. And it can describe how theheavy convective cloud generates, develops and dissipates, especially tbb can be used to de-termine the top height of convective cloud. Based on the hourly data of TBB obtained fromCMA, the key areas for severe convective weather warning and the key indicator for now-casting of heavy convective system are found. In addition, the displaying system of TBBof the functions such as animation, statd nnint inlaying, is set up.Key Words: TBB processing heavy convective sy中國煤化工CNMHG收稿期:2005年1月4日;修定稿日期:2005年11月7日第2期傅咼珊等:TBB資料的處理及應(yīng)用41引言1.2將教據(jù)文件轉(zhuǎn)換成圖像文件為了更加直觀的表示天氣系統(tǒng)的變化氣象衛(wèi)星紅外通道的觀測值,是云頂和本研究用 MATLAH編程語言將亮溫場的數(shù)無云或少云區(qū)地球表面向太空發(fā)射的輻射。據(jù)資料繪制成圖像,用不同的顏色表示不同通常將它以相當(dāng)黑體溫度( Black body的亮溫,以達(dá)到視覺上層次很清楚,當(dāng)有對Temperature,縮寫為TBB)來表示,并且流云發(fā)展時,根據(jù)顏色梯度可以很清楚的判稱之為“亮度溫度”或者“亮溫”。TBB資斷對流云的高度及面積,每小時一次的亮溫料可以揭示出云的存在和云所處演變階段中資料可以動態(tài)的反映云的發(fā)生、發(fā)展和消的一些顯著特征。TBB是形成云圖的原始亡。 MATLAB繪圖時設(shè)了6個層次,見圖基礎(chǔ)資料,云圖上形象直觀地展示出了從行1,可以清楚地看到,圖中有4個很強的中星尺度到天氣尺度,以及從中尺度到雷暴尺尺度對流云團(tuán)在發(fā)展,而且云頂亮溫已達(dá)到度等各種不同天氣系統(tǒng)的云系和云型諸多特80℃C以上,說明對流云的高度已穿透對流征,從而可以推論發(fā)生在大氣中的動力和熱層頂,冷暖色調(diào)的分界線很清楚,這代表著力過程,在短期、短時及臨近天氣分析和預(yù)冷暖空氣的交接面,而對流云團(tuán)發(fā)生在交接報中發(fā)揮重要作用1用時空分辨率高的靜面附近也是與天氣學(xué)的鋒面附近容易出現(xiàn)對止衛(wèi)星資料,尤其亮溫資料不僅可以觀測大流是一致的。冷色調(diào)后傾,說明對流云隨著范圍云系分布,而且可以觀測中小尺度云系高度的增加是后傾的的發(fā)生發(fā)展、成熟和消散演變的全過程。王小蘭等在對流降水云輻射特性方面進(jìn)行了四5受研究,指出亮溫的極低值并不對應(yīng)冰晶和雪含量的最高值,與降水強度的最大值區(qū)在位置上也有一定的偏差。本文結(jié)合9210下傳的TBB資料的應(yīng)用,給出解讀的格式和臺站業(yè)務(wù)應(yīng)用的方法。1資料處理1.1資料解讀圖1TBB數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成圖像TBB資料目前9210下傳的是風(fēng)云2號深色為亮溫低值,淺色為亮溫高值C星的產(chǎn)品,由9210提供的程序可以解讀成 MICAPS第4類格式,也可以用FORTRAN、VC++等編程語言,將二進(jìn)制文1.3降水強度和亮溫的關(guān)系件解讀成所需要的文本,用 MATLAB等編n凵中國煤化工與所在地區(qū)對應(yīng)程語言將數(shù)據(jù)文件繪成圖像文件。亮溫數(shù)據(jù)的亮CNMHG果是層積云降計量單位是華氏溫度,該研究根據(jù)需要已經(jīng)水,往往云頂不一定很高,也就是云頂亮溫轉(zhuǎn)換成攝氏溫度。不一定很低,但當(dāng)水汽充足時也可以產(chǎn)生很42氣象第32卷強的降水。如果是強對流天氣發(fā)展,云頂亮還沒有業(yè)務(wù)運行多普勒雷達(dá),只有713雷溫一般在一60℃以下,有時會達(dá)到-100℃達(dá),本研究只結(jié)合713雷達(dá)和白動站的資料以下,云頂溫度越低說明云頂越高,對流越分析了2003年7月30日石家莊的區(qū)域暴旺盛。據(jù)統(tǒng)計,87.3%以上的暴雨發(fā)生在雨,根據(jù)上述指標(biāo)設(shè)置報警程序,15時第63~-80℃的云頂亮溫區(qū)域,強降雨區(qū)總二關(guān)鍵區(qū)內(nèi)有-60℃的亮溫生成,機器自動是位于云團(tuán)東南側(cè),云團(tuán)前進(jìn)的方向,而云給出聲音報警并提小預(yù)報員在第二關(guān)鍵區(qū)有團(tuán)后部降雨較小。另外判斷降水強度的大新的對流發(fā)生,請參考更多的資料判斷系統(tǒng)小還要配合水汽輸送和輻合情況,而降水強的發(fā)生發(fā)展。16時亮溫場再次聲音報警度越強可能導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害可能性越大。為提示第二和第三關(guān)鍵區(qū)均有對流加強,預(yù)報了最大限度發(fā)揮亮溫場的作用,及時進(jìn)行強員進(jìn)一步分析河北省中南部每小時一次的自對流天氣預(yù)警,本研究針對石家莊市選定了動站資料。圖3給出了15時和16時的地面東西南北四個關(guān)鍵區(qū)作為強對流天氣的預(yù)警自動站資料計算的假相當(dāng)位溫分布圖,由圖的關(guān)鍵區(qū),見圖2。當(dāng)某一關(guān)鍵區(qū)出現(xiàn)3可見在石家莊東部、衡水西部到邢臺、邯60℃的亮溫時,或者當(dāng)區(qū)內(nèi)1小時內(nèi)亮溫的鄲一帶有一能量高值區(qū),并且從風(fēng)場看(圖變化超過-20℃時,則以聲音報瞥的形式給4)配合高值區(qū)有風(fēng)切變,這預(yù)示著在石家預(yù)報員提示這一方向的強對流警示,提醒預(yù)莊的東南部、衡水西部、邢臺北部將有強輻報員查閱雷達(dá)資料、自動站資料以及相關(guān)的合,也就對流在這里可能要加強。結(jié)果看資料,最大限度延長災(zāi)害性天氣警報的時來,從19時38分的713雷達(dá)圖上反映,對效,將強對流漏報率降低到最低。應(yīng)上述區(qū)域有一條新生的不穩(wěn)定云帶發(fā)展圖5給出了30日20時和22時亮溫圖,由圖可見,在石家莊東南部有一中尺度云團(tuán)發(fā)第一關(guān)鍵區(qū)8875N,11351)(3875N,1547)展,圖像顏色層次分明,表示對流很強盛,實況表明,石家莊東部縣(市)出現(xiàn)了短時間的暴雨天氣,其中辛集觀測站1小時降水量最大為43mm,6小時總降水量達(dá)到了鍵第四關(guān)鍵區(qū)110mm。2004年7月12日17時30分到19時30分左右,一強雷暴云團(tuán)自西向東橫掃上(3744N,355E)(374N,1547E)海,申城狂風(fēng)大作、暴雨如注。圖6給出了a0yN115B第三關(guān)鍵區(qū)1687°7月12日14~19時的亮溫場圖。由圖6可圖2石家莊強對流天氣警示的四個關(guān)鍵區(qū)見,12日上午08時在我國東部地區(qū)就已經(jīng)存在一條南北向的對流云帶,它是副熱帶高亮溫資料及其它資料在短時預(yù)報中的應(yīng)壓邊緣的西南暖濕氣流和西來槽攜帶的冷空用氣接壤形成的,隨著高空槽的東移,副高邊緣中國煤化工多,云頂溫度最低當(dāng)某一方向警示有強對流天氣時,預(yù)報值CNMH(很高,對流很強員需要進(jìn)一步査閱其它資料,以確認(rèn)未來短盛,已穿透對流層頂。17時移入上海,造時間內(nèi)強天氣的發(fā)生地,2003年石家莊市成2004年很有名的“7.12”上海大暴雨。第2期傅咼珊等:TB資料的處理及應(yīng)用430038586高值高值L14.011101150117,0圖32003年7月30日15:00(a)、16:00(b)地面假相當(dāng)位溫(℃)分布情況(實線內(nèi)為高值區(qū))43770114.0115.0116.0117.0圖42003年7月30月15:00(a)、16:00(b)地面風(fēng)場(實線為風(fēng)切變)60N5O°N758595125°E中國煤化工圖52003年7月30日20時(a)、CNMHG44氣象第32卷像琴彩軍爾3客圖6(a)~(分別為2004年7月12日08、13、15、17、18、19時亮溫場圖3亮溫場實時顯示系統(tǒng)3.2統(tǒng)計功能在單幅圖像顯示狀態(tài)下,從右面工具欄為了預(yù)報員方便瀏覽和分析TBB資料,中選擇“統(tǒng)計”按鈕。亮溫圖上出現(xiàn)一矩形制作了亮溫資料實時顯示系統(tǒng),首先包括資框。用鼠標(biāo)可對此框進(jìn)行移動,改變大小等料處理部分:用 MATLAB語言將9210每操作來選擇一塊需統(tǒng)計的區(qū)域,按下鼠標(biāo)右小時下傳的數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)換成圖像,同時用鍵,出現(xiàn)亮溫圖的直方統(tǒng)計窗口。統(tǒng)計內(nèi)容FORTRAN語言解讀成文本形式。然后通包括所選擇區(qū)域的經(jīng)緯度,區(qū)域范圍內(nèi)的最過實時顯示系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下幾個功能。低、最高和平均亮溫值以及小于-50℃、小3.1動畫功能于-60℃、小于-80℃所占的面積百分比,有利于分析強對流的發(fā)展情況在單幅顯示時,選擇右邊工具欄中的動3.3單點顯示功能畫按鈕,即可進(jìn)入動畫狀態(tài)。進(jìn)入動畫狀態(tài)之后,動畫幅數(shù)缺省值為24幅。同時列出在單幅圖像顯示狀態(tài)下,要顯示圖上任了候選動畫文件名,可以將候選文件選入到意點的有關(guān)參數(shù),按下右面工具欄中的“顯動畫文件,也可以將動畫文件選出到候選文示單點參數(shù)”按鈕后,將鼠標(biāo)放置于亮溫場件,通過動畫方便預(yù)報員瀏覽對流旺盛區(qū)的圖片凵中國煤化工字狀,這時右面變化和移動情況。工具CNMHG指圖像位置的參數(shù),參數(shù)包括鼠標(biāo)所指的亮溫場的經(jīng)度、緯度和亮溫值,將鼠標(biāo)游離于亮溫場任意位第2期傅咼珊等:TBB資料的處理及應(yīng)用置,該系統(tǒng)跟蹤顯示鼠標(biāo)所在點的經(jīng)緯度和報警,提示預(yù)報員進(jìn)一步分析最新資料,以亮溫值。高時效實現(xiàn)災(zāi)害性天氣預(yù)警。3.4縮小與放大功能(3)配合雷達(dá)、自動站等資料,亮溫場資料可以用于短時預(yù)報及災(zāi)害性天氣的預(yù)系統(tǒng)工具條提供更方便的縮放下拉式選警擇放大和縮小圖標(biāo)。(4)亮溫顯示系統(tǒng)給出了動畫、統(tǒng)計和單點顯示等功能,為預(yù)報員提供了瀏覽和分結(jié)論析亮溫場的有效手段。(1)臺站業(yè)務(wù)中可以將亮溫數(shù)據(jù)資料參考文獻(xiàn)轉(zhuǎn)換成圖像文件,并且用不同的顏色將層次1江吉喜,范梅珠.輻射亮溫的生成和應(yīng)用.中國氣象表示出來,當(dāng)有對流云發(fā)展時,根據(jù)顏色梯局培訓(xùn)中心科技培訓(xùn)部,2001:130~13l度可以很清楚的判斷對流云的高度及面積,2王小蘭,程明虎,崔哲虎.對流性降水云輻射特性研究.氣象,2005,31(9):3~7.每小時一次的亮溫資料可以動態(tài)的反映云的3張書余,公圖增強處理在人工增雨作業(yè)中的應(yīng)用,云發(fā)生、發(fā)展和消亡降水物理和人工增雨技術(shù)研究,北京:氣象出版社(2)建立對預(yù)報員進(jìn)行警示的關(guān)鍵區(qū),1994:202~205當(dāng)關(guān)鍵區(qū)內(nèi)有-60℃亮溫出現(xiàn)時,機器自動中國煤化工CNMHG