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【德沃夏克分析法教程 V2.0正式版】

楼主#
更多 发布于:2011-03-05 19:02
德沃夏克分析法教程V2.0

Guideline to Dvorak Analysis for Tropical Cyclone Verson2.0
By yuloucn

                                    前言

  德沃夏克分析法(DvorakAnalysis)是由德沃夏克根据多年经验及统计慨括概括后所创下的一项方法,能利用地球同步卫星的可见光及红外线卫星云图来评估热带气旋强度评估方法。
   这套分析法在1974年发表,1987年正式由世界气象组织通过使用至今,当然各大机构都有改良版。以前我们看到的大多是香港热带气旋追击站的,相信大部分人都认为这个教程比较难以读懂。笔者也有和大家一样的感受,单凭自己阅读根本无法学会德法分析。后来笔者在主板的乐等同学的帮助下学会了德法,并打算编一套自己的教程。本教程1.0版曾在台风吧刊出,从1.0版到2.0版改动较大。

  笔者才疏学浅,难免在叙述中有谬误,希望大家能够多多指教。

 
 
 
 
 
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德沃夏克分析法教程V2.0 - 繁體.doc (483KB)  92 2011-03-05 21:10
德沃夏克分析法教程V2.0 - 简体.doc (480KB)  524 2011-03-05 21:10
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发布于:2011-03-05 19:08
第一步.定位及热带性质判定
A-系统定位

    即找出云系中心(CloudSystemCentre)所在,主要是利用扰动或热带气旋相关的螺旋云带,而推测出其焦点所在,又或者是几何上热带气旋风眼的中心位置。一般较强的热带气旋较好判断,而对较弱的热带气旋,我们可用则需借助底层扫描(color图、QuikScat风场图等,直接找出其低层环流中心判断。找到热带气旋的中心对于分析是很重要的(尤其是无眼的),无眼热带气旋如果没有找好中心,分析会很困难。

情况-LLCC(底层环流中心)外露时
   什么叫LLCC(底层环流中心)外露呢?就是,你在可见光(VIS)云图上可以看到一个小小的呈螺旋形的云系,这个云系就是LLCC。发展成熟的热带气旋,LLCC是会被高层云系覆盖的,但是此时却露在外面,这个状态就叫“LLCC外露”。
   LLCC外露的热带系统的定位,就只需把中心定在LLCC螺旋之中心就行了。

图片:LLCC外露的定位.jpg



情况-LLCC云系覆盖时
    如果LLCC被对流覆盖,但是对流很松散时,有这两种方法确定热带气旋的中心
   1.VIS(可见光)云图上画出每一条螺旋带的方向,使其尽量靠近中心如果实在画不下去了,那么这几条线的交点(如果还没有相交,就延长其使其相交),就是热带气旋的中心。但是,这个方法有缺陷,这种方法确定的是热带气旋的高层环流中心(ULCC,高层中心和LLCC有时候可能会不重合,那么就会有误差
   2.可以直接通过color扫描查看底层LLCC确定此热带系统之中心,这个方法比较准确,但是多频扫描的公布不像IR频繁,而且有时没有扫到。这种方法可以适用于任何没有开眼的热带气旋。

图片:LLCC被云系覆盖的定位.jpg




情况-热带气旋已经发展出中心密集云区Cold Dense Overcast或嵌匿中心Embedded Center
注意:中心密集云区CDO定位方法只适用于可见光云图,嵌匿中心定位方法只适用于彩色调强化红外云图,没有例外。

中心密集云区
   CDO定位的最好方法当然还是用color扫描,但是在无color扫描的情况下,可以用如下两种方法:

   1.找到云顶的最高点一般其下是LLCC,也就是热带气旋的中心
      2.画出每一条螺旋带的方向,使其尽量靠近中心,然后进行定位(和情况B的第1个方法相同)

图片:中心密集云区的定位.jpg



嵌匿中心
    一般用color扫描确定中心,在无color扫描时,在系统中心温度最低温度的一片寻找一个温度较高的点一般其下就是LLCC,也就是热带气旋的中心。当然,不要忘了联系过去的状态和位置对定位进行修正,这样更准确。(见图1-5)。


图片:嵌匿中心的定位.jpg



情况-热带气旋已经发展出一风眼时
   使用可见光云图时,若能隐约看到它的LLCC,则定LLCC为它的中心
   使用彩色调强化卫星云图时,定风眼的最暖点(黑色)为热带气旋的中心。
   如果以上两种情况都不明显,那么就定风眼的几何中心(一般为圆心)为其中心。



情况-热带气旋出现中心冷云盖(Central Cold Cover
     我们很难通过云图直接确定出现CCC的热带气旋的中心,一般参考过去的移动趋势,或通过热带气旋风场扫描color扫描,来确定热带气旋之中心。当然有一种偷懒的方法,就是直接定CCC的中心为中心,但是你会发现,误差十分惊人,不是时间特别少时,千万别用。

图片:中心冷云盖的定位.jpg



B-判断它的热带热带

(这是对于热带扰动的,如果是分析较强热带气旋此步可以不看)
    初始利用德沃夏克分析法对某一热带扰动进行分析前,必须先考虑扰动是否有足够的征兆显示它增强为热带低气压,以将其最终T指数(Final-T订为T1以下三个征兆是热带扰动可以开始编循环号(如90W90P等)的参考征兆:
1.热带扰动已经持续发展12小时或以上,所以不要太激动,刚出来的要观望一下
2.LLCC能在2.5纬度(即约275公里)被估计出来,并持续最少6小时,那些散成一片的绝对不要。
3.在这个扰动的中心附近拥有一密集、低温(颜色为DG及更低,DG彩色调强化红外云图上表现为浅蓝色)以及大于1.5纬度(165公里)的云团然后还要有螺旋云带从中心绕出(附:如果此系统是高空冷涡转化,则低温在它的中心附近拥有一密集、低温以及大于2.5纬度的云团);
   
    由于初始生成的扰动其高层发展一般较差,因此初生成时扰动的对流会时多时少,强度相当不稳定,因此初始分析的24小时,我们不能将其T指数降低
  附:另一方面,按德沃夏克分析法,如果扰动身处的环境仍大致良好,它将会在被T1.036小时内增强为热带风暴,即T2.5的阶段。如果估计环境转差,扰动不会增强,则我们会在T1后加上负号,以表示预计它不会有所发展。


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发布于:2011-03-05 19:08
第二步.数据资料分析(确定DT)

     我们要在这步决定热带气旋的数据资料指数(Data T-Number,DT),在进行分析前,我们先从卫星云图中看看究竟应该用那一种特征去进行分析:



      如果热带气旋的LLCC部份或完全外露状态,而且拥有基本环流(PrimaryBand可以理解为有绕着中心的云),又或是其对流切至一侧发展(ShearPattern),则用情况A
      如果热带气旋已有风眼,使用情况B
      如果热带气旋拥有中心密集云层区(CDO)[可见光云图]嵌匿(EmbeddedCentre)[红外云图],使用情况C
      如果热带气旋有中心冷云盖(CCC),使用情况D



       情况A-螺旋形态分析

图片:旋卷度和切离度.jpg


  上面这张图,我们需要分成两部分看(可见光云图和红外云图皆可):
  第一横排,是表示基本环流(这里就是指周围云系)对于中心的“旋卷度”,说通俗点,就是基本环流围着中心绕了多少度。上面是把一个圆分成了10份,每一份36°:
   如果环流围绕中心绕了72°以下,DT1.0~20.;绕了144°~198°,DT2.5。根据上图依此类推即可。
  第二横排,表示基本环流对于中心的“切离度”,意思即基本环流离中心的距离,是按纬度计算:
如果对流离中心超过1.25纬度(约合139公里);DT1.0~2.0;如果对流离中心0.75纬度(约合83公里),DT2.5。根据上图以此类推。
  这两种方法可以直接求出DT,使用时可以二选一,最好两种都用,求平均。

   如果你在用第一横排的方法时发现,这个环流绕中心超过了360°,那么就要看下图了(注意:只能用可见光云图

图片:DT≥3.0及BF.jpg


   如左图所示:如果环流绕了中心378°~468°(即1.05~1.3圈),DT4.0;绕了486~612°(即1.35~1.7圈),DT4.5。我们把这个数叫做CF
如果环流绕了不止1.7圈,那么就需要看图的右边,看看多出来了多少,以及多出来云系的粗细,然后看右图确定BF:如果多出来的云系较细,按照第一横排来;若较粗按第二横排来。
最终,CF+BF=DT
补充说明:如果基本环流/主对流团之云顶温度很低(色阶W以上,在彩色调强化红外云图上表现为红色)DT增加0.5

情况B-风眼和眼墙分析

   注意:用这一步时除了要有风眼还有一个条件,此热带气旋CI指数达到2.0(期间无减弱至2.0以下)必须大于等于24小时,否则请跳到方法A




①:色调强化红外云图(推荐)



  我们首先来确定DT决定的一个要素:中心特征指数(Central Feature)


     得出CF的值利用色调强化红外云图,我们建议使用NRL彩色调强化红外云图,它和旧式使用的黑白灰阶卫星云图台湾****气象局和香港天文台卫星图对照表见底部

图片:EA的确定.jpg



   CF值在任何情况下都由风眼指数(Eye Number,E#)和风眼指数调节(Eye Adjustment,EA)组成
   首先,我们需要用云顶的最低温度环风眼中最高温度根据上图共同确定EA
   上图竖排为云顶最低温度环的颜色(必须成环,宽度不限,若出现CDG环以CMG环计。横排则为风眼内最高温度的颜色(无需成片),若对应在空白无数字部分,则将EA视情况定为-1.0~-2.0


    我们接着根据下表确定E































温度环
CMG
W
B
LG
MG
DG
OG
云顶温度环半径
≧0.5
≧0.5
≧0.5
≧0.4
≧0.4
≧0.3
≧0.3
E-number
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.5
4.0


   补充说明:由于对流层越往低纬高度越高,所以越低纬体现在热带气旋的云顶温度就越低,反之则越高。所以,在分析纬度较高(纬度高于18°)时,若云顶温度环有不超过60°(1/6圈)的缺口或无效部分(宽度小于0.5纬度的)可以算作完整的环。在25°以北(南半球为以南)时,只要缺口或无效部分不超过80°则可算作完整一环。本规则仅限于E值,且只适用于热带气旋处在白天时。
  最后CF=E+EA  


   


  注意:如果使用红外线卫星图时,CF有时会比MET小(MET将于第三步确定),则在分析出MET后查看CF,若CF小于MET,则请分析BF(BandingFeature),叠加在CF上,作为DT的值(BF的分析请参考螺旋形态分析第二张图右部);若MET不小于CF,则把CF作为DT的值。




方法②:可见光云图


   我们还可以通过可见光卫星云图和彩色调强化红外云图共同确定CF,这种方法比较主观,所以我们并不将它作为首选方法。
同样,首先我们需分析出EA值,方法和上面一样
   接着,我们将利用可见光卫星云图决定E若中心密集云区半径或外围环流宽度的数值下表未具有,则可取最接近数字并可以对对应数值做不超过0.5的调整

































CDO半径(纬度)


>1.0


1.0


≧0.75


≧0.5


≧0.25


云卷风眼


外围环流宽度







1.25


0.75


0.25


E-number


7.0


6.0


5.0


4.0


3.0


5.0


4.0


3.0



注意:若风眼直径大于32千米,眼墙半径从风眼外部算起,反之则从风眼圆心算起;E-number最小进制为0.5。


可见光云图分析时,无论什么情况都需要加上BF。



补充说明(对于可见光云图):


1-若风眼不清晰而不圆,且E小于4.5时,E-0.5
2-若风眼清晰圆滑,CDO非常非常紧密时,E#视情况+0.5/1.0
3-MET大于6.0,且CF小于MET时,E#视情况+0.5/1.0


情况C-嵌匿中心和中心密集云区分析
   前提:嵌匿中心(EmbeddedCenter)分析只适用于彩色调强化红外云图,中心密集云区(ColdDenseOvercast)只适用于可见光卫星云图。


嵌匿中心
    前提:(使用彩色调强化红外云图)热带气旋的中心位于中心对流团(温度低于9OW或之下,再踩色调强化卫星云图上表现为彩色),而且纯T指数已持续12小时3.0;否则,请用方法ad或跳往第三步。  

     实际上嵌匿中心估算法和风眼估算法相比只有略去了Eye Number(EA),其余皆为一样。


注意:不管使用哪种方法,都必须加上BFBF的分析请参考螺旋形态分析第二张图右部)





























对流团(纬度)
≧0.6
≧0.6
≧0.5
≧0.5
≧0.4
≧0.4
温度
W
B
LG
MG
DG
OG
CF
5.0
5.0
4.5
4.0
4.0
3.5


中心密集云区
前提:(使用可见光卫星云图)中心密集云层区(CDO)直径超过0.75(80公里);否则,请用方法ad或跳往第三步。
最终,DT=CF+BF

情况D-中心冷云盖(Central Cold Cover)分析
如果热带气旋的强对流区呈逗号、浑圆或扁,边缘清晰缺乏外围悬臂,并占据热带气旋环流65%以上,并维持6小时以上时,可判定热带气旋出现“中心冷云盖”(CCC)。


出现CCC的热带气旋强度判断方法如下:
1.如果先前
CI指数少于或等于3.0,则未来12小时DT使用过去12小时趋势(例如继续增强或减弱)12小时后保持同等T指数,直中心冷云盖消失。
2.如果先前CI指数大过3.5,则定DT3.5,直至中心冷云盖消失。
3.不要因CCC范围缩小以估计其强度减弱,这是相当常见的。
4.出现CCC的热带气旋直接以DT作为它的T指数,但是不能和
MET相差超过1.0





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发布于:2011-03-05 19:08
第三步.过去24小时趋势分析及确定MET
步骤A-判定过去24小时强度变化情况 

     分析过去24小时卫星云图动画,如果没有动画时,可以使用24小时前、12小时前和目前云图对比。必须要有3张及以上云图作对比,建议使用图片查看器滚动对比。决定热带气旋在过去有何强度变化:

增强的特征(D-Development):
1.环流特征:螺旋云带变得紧密或旋卷度增加。
2.密集云区特征:中心密集云层区扩张及云顶温度下降,螺旋型态增加。
3.切离特征:深层对流巩固到其中心附近发展。
4.风眼特征:眼墙变宽且云顶温度下降;风眼缩小而变得浑圆,当中温度上升。
5.日际变化:云顶温度在日间没有回升现象。

强度不变的特征(S-Steady):
1.中心冷云盖(CCC)出现,并持续12小时。
2.增强及减弱的特征同时出现。
3.正常日夜的云顶温度变化(日间云顶温度上升、晚间下降)
最终靠主观评判决定D/S/W的程度,如果在最新卫星图中无法使用其他方法估计热带气旋强度,可利用D/S/W的值上一日T指数上加减。

减弱的特征(W-Weaken):
1.环流特征:螺旋云带变得松散或减弱。
2.密集云区特征:中心密集云层区缩小及云顶温度上升,边缘变得不浑圆。
3.切离特征:深层对流减弱并切离。
4.风眼特征:眼墙变窄或崩溃,云顶温度上升;风眼扩大而变得不规则状,当中温度下降。
5.日际变化:云顶温度在晚间没有明显下降现象。

步骤B-决定MET的值

       MET(Model Expected T-number,强度预估指数)是把热带气旋的过去强度变化趋势具体的一种做法,决定MET也是颇为主观的,通常DTPT值就是用来修正MET,故MET可视为是T指数的粗略估计值,又或是热带气旋强度变化的气候平均值(Climatology Rate)
      热带气旋起始生成第一天或当热带扰动进入TCFA(TropicalCycloneFormationAlert)的阶段时,MET就会定为1.0每过24小时变化一次举个例子:如果这个热带扰动是在某日16时编号的,那么我们就在每日的16时进行分析。


      此后,MET随着我们在第三步所分析的DSW所变化,通常是将昨天的FT指数
加减D/S/W的数值,加减幅度最多1.5(若D/S/W的绝对值大于1.5则取1.5。如果以上情况皆不明显,则MET每次0.5


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发布于:2011-03-05 19:08
第四步.型态分析(确定PT)



       接着,我们需跟据下表决定形态指数(Pattern T-number,PT)的值,如果此值和MET不同,则可因应情况修正,通常修正后的值不应和MET相差1.0;如果真的没有形状相似的图配对实况,则最后PTMET为准。在图片中寻找最类似的图片100%主观

可见光云图用

图片:PT 可见光云图.jpg


上图分为三部分看:第一横排是螺旋雨带的形状,第二横排是CDO、中心对流区和风眼的形状,第三横排是整体的形状

补充说明:
1-如果螺旋云带长度短过2.5纬度(275公里)PT-1.0
2-如果风眼内有高层云或密集的底层云时,PT-0.5

红外云图用

图片:PT 红外云图.jpg


补充说明:
1-同可见光卫星云图之Rule1/2
2-若黑色部分的温度是W或更冷,PT+0.5



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发布于:2011-03-05 19:08
第五步.决定热带气旋强度值(FT/CI)


步骤A-确定FT指数

经过一轮步骤后,我们将跟据DTPTMET以及一些限制去决定最终T指数Final T-Number)数值。

注意:FT值≠T值 ,T值应该由FT和CI两部分组成
我们需要根据DTPTMET综合确定FT,规则如下:

补充说明:
1-尽可能使用连续3小时的卫星云图估计热带气旋强度,以避免短期性的强度变化。
2-DT十分明确和具有代表性时,取DT并根据PTMET修正确定FT指数;
3-DT不明确或不具有代表性却PT有时,取PT并根据DTMET修正确定FT指数;
4-DT/PT值真的相差很远,又不知那一较有代表性,则应先取较接近MET的数值或取DT/PT两值之平均数作为FT
5-FT指数不得与被作为根据之值相差超过0.5


     决定T指数另外亦需注意以下的限制,因为要考虑到气压下降速度未必及得上云团发展速度,如根据上述规则确定的FT不符合要求则需要调整,但以下限制只属参考性质。但实际西太平洋每年平均有一个热带气旋会突破以上限制,在极短时间内迅速增强,T指数可在24小时内急增4.0以上。如出现这些情况,T指数亦可按情况迅速调整至DT/PT值而无须考虑以限制:

1-热带气旋的第一次T指数评估必定为1.01.5
2-24小时,应逐步将热带气旋T指数由1升至2,除非出现明显的减弱或增强,但即使增强T指数亦必需在4.0以下。
3-48小时,若热带气旋是处于增强状态,则晚间不可降低T指数的值。
4-T指数仍细于4.0时,接着6小时T指数变化最多0.512小时1.518小时2.024小时2.5
5-最终的T-number相差MET值不应大过1.0

B-确定热带气旋强度CI
    目前强度值Current Intensity(CI),根据一些规则修正T指数以减少因错误评估热带气旋减弱状态而引起的问题,因此CI是决定目前热带气旋强度及级数的最终指标。
规则:
1-根据在热带气旋正处于加强状态,CI=FT
2-若热带气旋开始减弱,CI在接着12小时必需保持相同,之后维持CIT-number0.51.0,若减弱速度非常之慢,则CI可与FT相同。

附录:CI-一分钟平均风速对照表
决定风速时,无需按表完全对应,根据情况对风速加减;只需确保根据CI强度确定的最终风速值与此CI强度对应的参考风速值最为接近即可


CI风速(kt)
1.0 -
1.5 -
2.0 30
2.535
3.0 45
3.5 55
4.0 60
4.5 77
5.0 90
5.5 102
6.0 115
6.5 127
7.0 140
7.5 155
8.0 170


参考:台风论坛【台风理论入门指南】
JTWC的德法教程,感谢台风论坛会员 老干部 jtwc 冬腌菜 iceperple


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酷倫
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很好的文章
推上
那年冬天我們相戀在一起 可是,我卻錯過了妳的愛 ------------- 現在,我們各自有各的愛人 我們由最親變成不認識的陌路人 我已經改變了,可是再也來不及 就讓那年愛情,在回憶中待續。
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____dota____
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发布于:2011-03-05 19:45
等发完了建议版主加精。。。
这篇德法是我在论坛第一次看到的无需下载就能看的简体中文的德法
个人评价北京气象最精彩两年:1994、2002 北京气象三大特色:一焚二涡三雨热同期&降水集中度 北京均温热三巨头:2000年7月 2002年1月 2014年春季(3-5月) 北京热四大迫切任务:四月入夏 十月入秋 次年1月封冻 夜温30 何时光复我西郊,重振我帝都一焚二涡之雄风? 南郊三大能力:冷过程热能力、热过程冷能力、水过程旱能力 坚定不移支持干热焚蓝套餐
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winniewang
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楼主,非常感谢你的解说,受益匪浅的
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莎莉
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发布于:2011-11-19 22:50
这是我第一次真正认真看完这篇精华,虽然已经下决心要学会德沃夏克很久了,却一直没有机会。还是看得一头雾水,因为有太多指数要确定了,大脑记不过来呀.......................yulou给个公式好不好
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