德沃夏克衛(wèi)星云圖分析法教程V1.0

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1、 德沃夏克衛(wèi)星云圖分析法 Dvorak analysis for Tropical Cyclone Intensity 德沃夏克分析法(Dvorak Analysis)是由德沃夏克根據(jù)多年經(jīng)驗及統(tǒng)計慨括后所創(chuàng)下的一項方法，能利用地球同步衛(wèi)星的可見光及紅外線衛(wèi)星云圖來評估熱帶氣旋強度。 這套分析法在1984年發(fā)表，1987年正式世界氣象組織通過使用。 第一步.定位及熱帶性質判定 A-系統(tǒng)定位 （主要用于以后的定位） 　　即找出云系中心(Cloud System Centre)所在，主要是利用擾動或熱帶氣旋相關的螺旋云帶，而推測出

2、其焦點所在， 又或者是幾何上熱帶氣旋風眼的中心位置。一般對較弱的熱帶氣旋，我們可用可見光衛(wèi)星云圖、QuikScat風場圖等，直接找出其低層環(huán)流中心。 情況A-LLCC（底層環(huán)流中心）外露時 使用VIS云圖，直接定位在LLCC的中心上（如圖1-1）。 圖1-1 情況B-LLCC被云系覆蓋時 在VIS（可見光）云圖上畫出每一條螺旋帶的方向，使其盡量靠近底層云帶、對流帶， 并根據(jù)它們確定熱帶系統(tǒng)的中心（如圖1-2） 圖1-2 也可以通過多頻

3、掃描查看底層LLCC以確定此熱帶系統(tǒng)之中心（見圖1-3） 圖1-3 情況C-熱帶氣旋已經(jīng)發(fā)展出中心密集云區(qū)（Cold Dense Overcast）或嵌匿中心（Embedded Center）時 注意：中心密集云區(qū)定位方法只適用于可見光云圖，嵌匿中心定位方法只適用于色調強化衛(wèi)星云圖，沒有例外。 中心密集云區(qū) 用底層螺旋云帶來定位底層中心，或找到云頂?shù)淖罡唿c，一般它的底層就是LLCC（見圖1-4） 圖1-4 嵌匿中心 在系統(tǒng)中心溫度最低的地方的

4、邊緣尋找嵌匿中心， 也就是溫度較高的地方，不要忘了聯(lián)系過去的狀態(tài)和位置判定。（見圖1-5）。 下圖為圖1-5 情況D-熱帶氣旋已經(jīng)發(fā)展出一風眼時 若熱帶氣旋已發(fā)展出一風眼，則定風眼的圓心為系統(tǒng)中心 情況E-熱帶氣旋出現(xiàn)中心冷云蓋（Central Cold Cover） 我們很難通過云圖直接確定出現(xiàn)CCC的熱帶氣旋的中心，一般參考過去的移動趨勢，或通過熱帶氣旋風場掃描，來確定熱帶氣旋之中心。 圖1-6:出現(xiàn)了CCC的熱帶氣旋 B- 判斷它為熱帶氣旋

5、　　初始利用德沃夏克分析法對某一熱帶擾動／氣旋進行分析前，必須先考慮擾動是否有足夠的征兆顯示它增強 為熱帶低氣壓，以將其T-number訂為 T1。以下三個征兆是熱帶擾動是否達至熱帶氣旋強度的參考征兆： 熱帶擾動以持續(xù)發(fā)展 12 小時或以上 它擁有一云系中心(Cloud System Centre)能在2.5緯度(即約275公里)范圍內內被估計出來，并持續(xù)最少6小時. 它擁有一密集、低溫(

6、對流會時多時少，強度相當不穩(wěn)定， 因此初始分析的24小時，我們不能將其DT降低。 另一方面，按德沃夏克分析法， 如果擾動身處的環(huán)境仍大致良好，它將會在被訂為T1.0后36小時內增強為熱帶風暴， 即T2.5的階段。如果估計環(huán)境轉差，擾動不會增強，則我們會在T1后加上負號，以表示預計它不會有所發(fā)展。 [補充：最簡單的方法就是參考QUIKSCAT分析，若顯示擾動開始由季風低壓漸轉為熱帶低壓，則可將T指數(shù)定為1] 第二步.數(shù)據(jù)資料分析 我們要在這步?jīng)Q定熱帶氣旋的Data T-Number(DT)，在進行分析前，我們先從衛(wèi)星云圖中看看究竟應該用那一種特征去進行

7、分析。 如果熱帶氣旋的低層環(huán)流中心呈部份或 完全外露狀態(tài)，而且擁有基本環(huán)流(Primary Band)，又或是其對流切至一側發(fā)展(Shear Pattern)，則用方法a。 如果熱帶氣旋已有風眼，使用方法b。 如果熱帶氣旋擁有中心密集云層區(qū)(CDO)[可見光云圖]或嵌匿藏中心(Embedded Centre)[紅外云圖]，使用方法c。 如果熱帶氣旋有中心冷云蓋(CCC)，使用方法d。 情況A-螺旋形態(tài)分析 根據(jù) 　　I) 基本環(huán)流的旋卷度(即環(huán)流繞著中心多少個圈，一定要先準確定位中心) 　　II) 主對流云團與中心的切離

8、度（低層中心和高層對流相差之緯度計算） 　　來直接決定DT，請對照圖2-1: 旋卷度小于等于1.0時，可采用可見光或紅外線衛(wèi)星圖估計熱帶氣旋強度?！? 圖2-1 : 圖中上方屬旋卷度，下方則屬切離度估計。 對流切離的程度，以主對流團(色階需在DG以上)和中心距離來定，距離單位為(Lat)緯度，一緯度大約等如111公里。 旋卷度大于1.0時，只可用可見光衛(wèi)星圖估計旋卷度（見圖2-2），當估計出圖左部的CF（Central Feature）值后，需加上圖右的BF（Banding Feature）才可完成估計。

9、 圖2-2:環(huán)流旋卷度由0.2至1.7，可視為是基本環(huán)流圍繞中心所卷的圈數(shù)，更強的熱帶氣旋其額外旋卷圈數(shù)則計作BF值。 補充說明:如果基本環(huán)流/主對流團之云頂溫度很低(色階W以上)，DT增加0.5。 情況B-風眼和眼墻分析 前提:熱帶氣旋擁有風眼及純T指數(shù)已持續(xù)24小時超過2.0；否則，請用方法a或d或跳往第三步。 得出CF的值，第一種方法是利用色調強化衛(wèi)星云圖，我們建議使用NRL的色調強化衛(wèi)星云圖，它和舊式使用的黑白灰階衛(wèi)星云圖、臺灣中央氣象局和香港天文臺衛(wèi)星圖對照表見圖2-3底部。 首先，我們需要根據(jù)云頂?shù)淖畹蜏囟拳h(huán)和風眼中最高溫度共同確定EA值 圖

10、2-3:豎排為云頂最低溫度環(huán)的顏色（必須成環(huán)，寬度不限，若出現(xiàn)CDG環(huán)以CMG環(huán)計），橫排則為風眼內最高溫度的顏色（無需成片），若對應在空白無數(shù)字部分則將EA視情況定為-1.0~-2.0。 然后，我們將根據(jù)下表確定E值 色調強化衛(wèi)星云圖用 云頂最低溫度環(huán)半徑 ≧0.5度 ≧0.5度 ≧0.5度 ≧0.4度 ≧0.4度 ≧0.3度 ≧0.3度 溫度環(huán) CMG W B LG MG DG OG E-number 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 最后E+EA=CF 補充說明:如果使用紅外線衛(wèi)

11、星圖時，CF有時會比MET小(MET將于第三部確定)，則在分析出MET后查看CF，若CF小于MET，則請分析BF(Banding Feature)，疊加在CF上，作為CF的值（BF的分析請參考圖2-2右部）；若MET不小于CF，則把CF作為DT的值。 我們還可以通過可見光衛(wèi)星云圖和色調強化衛(wèi)星云圖共同確定CF；同樣，首先我們需分析出EA的值，請參考圖2-3。 接著，我們開始利用可見光衛(wèi)星云圖決定E值，若中心密集云區(qū)半徑或外圍環(huán)流寬度的數(shù)值下表未具有，則可取最接近數(shù)字并可以對對應數(shù)值做不超過0.5的調整。 可見光衛(wèi)星云圖用 中心密集云區(qū)半徑 >1.0度 ≈1.0度 ≧0.75度

12、 ≧0.5度 ≧0.25 度 云卷風眼 外圍環(huán)流寬度 1.25度 0.75度 0.25度 E-number 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 5.0 4.0 3.0 注意：若風眼直徑大于32千米，眼墻半徑從風眼外部算起，反之則從風眼圓心算起；E-number最小進制為0.5。 補充說明: 1- 使用可見光衛(wèi)星圖時，DT=CF+BF； 2- 若風眼不清晰和粗糙，且E#小于4.5時，E#-0.5； 3- 若風眼清晰圓滑，并嵌入在一個非常緊密的CDO中時，E#視情況+0.5/1.0； 4- 當MET大于6.0，且CF小

13、于MET時，E#視情況+0.5/1.0。 情況C-嵌匿中心和中心密集云區(qū)分析 前提:嵌匿中心（Embedded Center）分析只適用于色調強化衛(wèi)星云圖，中心密集云區(qū)（Cold Dense Overcast）只適用于可見光衛(wèi)星云圖。 嵌匿中心 　　前提:(使用色調強化衛(wèi)星云圖)熱帶氣旋的中心位于中心對流團(溫度低于9度即 OW或之下)，而且純T指數(shù)已持續(xù)12小時≧3.5；否則，請用方法a或d或跳往第三步。 實際上嵌匿中心估算法和風眼估算法相比只有略去了Eye adjustment Number (EA)，其余皆為一樣。 嵌匿中心 對流團半徑 ≧0.6度

14、 (66公里) ≧0.6度 (66公里) ≧0.5度 (55公里) ≧0.5度 (55公里) ≧0.4度 (44公里) ≧0.4度 (44公里) 溫度 W B LG MG DG OG CF 5.0 5.0 4.5 4.0 4.0 3.5 注意! 使用嵌匿中心估算法時，DT = CF + BF，BF分析請參考圖2-2右部。 中心密集云區(qū) 前提:(使用可見光衛(wèi)星云圖)中心密集云層區(qū)(CDO)直徑超過0.75度(80公里)；否則，請用方法a或d或跳往第三步。 中心密集云區(qū) 形狀 渾圓顯著 不規(guī)則形狀 CD

15、O直徑 >2.75度 (300公里) 1.75度 (190公里) 1.25度 (140公里) 0.75度 (85公里) >1.5度 (170公里) >1度 (110公里) CF 5.0 4.0 3.0 2.0 3.0 2.0 中心密集云層區(qū)分析法，必須加上BF值，分析請參考圖2-2。 最后，DT=CF+BF。 情況D-中心冷云蓋(Central Cold Cover)分析 　　特征:熱帶氣旋的強對流區(qū)呈逗號、渾圓或扁圖，邊緣清晰且缺乏外圍環(huán)流(如有較多外圍環(huán)流則顯示不屬CCC結構)。初期發(fā)展迅速并向外擴張，后

16、占據(jù)熱帶氣旋表面面積65%或以上，后狀態(tài)可維持6~24小時不等。 補充說明: 1 - 如果先前T指數(shù)少于或等于3.0，則未來12小時T指數(shù)使用過去12小時趨勢(例如繼續(xù)增強或減弱)，12小時后則保持同等T指數(shù)，直接中心冷云蓋消失。 　　2 - 如果先前T指數(shù)大過3.5，則定最終T指數(shù)為3.5，直至中心冷云蓋消失。 　　3 - 不要因CCC范圍縮小以估計其強度減弱，這是相當常見的。 第三步.過去24小時趨勢分析 A-判定過去24小時強度變化情況　 　 分析過去24小時衛(wèi)星云圖動畫，以決定熱帶氣旋在過去有何強度變化: 　　增強的特征 (D - Deve

17、lopment): 　　1.環(huán)流特征: 螺旋云帶變得緊密或旋卷度增加。 　　2.密集云區(qū)特征: 中心密集云層區(qū)擴張及云頂溫度下降，螺旋型態(tài)增加。 　　3.切離特征: 深層對流鞏固到其中心附近發(fā)展。 　　4.風眼特征: 眼墻變寬且云頂溫度下降；風眼縮小而變得渾圓，當中溫度上升。 　　5.日際變化: 云頂溫度在日間沒有回升現(xiàn)象。 　　減弱的特征 (W - Weaken): 　　1.環(huán)流特征: 螺旋云帶變得松散或減弱。 　　2.密集云區(qū)特征: 中心密集云層區(qū)縮小及云頂溫度上升，邊緣變得不渾圓。 　　3.切離特征: 深層對流減弱并切離。

18、 　　4.風眼特征: 眼墻變窄或崩潰，云頂溫度上升；風眼擴大而變得不規(guī)則狀，當中溫度下降。 　　5.日際變化: 云頂溫度在晚間沒有明顯下降現(xiàn)象。 　　強度不變的特征 (S - Steady): 　　1.中心冷云蓋(CCC)出現(xiàn)，并持續(xù)12小時。 　　2.增強及減弱的特征同時出現(xiàn)。 　　3.正常日夜的云頂溫度變化(日間云頂溫度上升、晚間下降)。 最終靠主觀評判決定D/S/W的程度，如果在最新衛(wèi)星圖中無法使德沃夏克分析法估計熱帶氣旋強度，可利用以上趨勢分析類推其強度情況，并在上一日T指數(shù)上加減。 B-決定MET的值 MET(Model Exp

19、ected T-number)是把熱帶氣旋的過去強度變化趨勢數(shù)值化的一種做法，決定MET也是頗為主觀的，通常DT和PT值就是用來修正MET，故MET可視為是T指數(shù)的粗略估計值，又或是熱帶氣旋強度變化的氣候平均值(Climatology Rate)。 　　熱帶氣旋起始生成第一天或當熱帶擾動進入TCFA(Tropical Cyclone Formation Alert)的階段時，MET就會定為1.0，每過24小時變化一次。 　　此后，MET隨著我們在第三步所分析的D、S或W所變化，通常是將昨天的最終T指數(shù)加減D/S/W的數(shù)值，加減幅度最多1.5。如果以上情況皆不明顯，則MET每次加0.

20、5。 第四步.型態(tài)分析 　　接著，我們需跟據(jù)下表決定Pattern T-number(PT)的值，如果此值和MET不同，則可因應情況修正，通常修正后的值不應和MET相差1.0；如果真的沒有形狀相似的圖配對實況，則最后PT以MET為準。在圖片中尋找最類似的圖片，100%主觀。 可見光衛(wèi)星云圖用 圖4-1 補充說明: 1- 如果螺旋云帶長度短過2.5緯度(275公里)，PT-1.0； 2- 如果風眼內有高層云或密集的底層云時，PT-0.5。 紅外衛(wèi)星云圖用（建議使用色調強化式）

21、 圖4-2 補充說明: 1- 同可見光衛(wèi)星云圖之Rule 1/2 2- 若黑色部分的溫度是W或更冷，PT+0.5 第六步.決定熱帶氣旋強度值 A-確定FT指數(shù) 　　經(jīng)過一輪步驟后，我們將跟據(jù)DT、PT、MET以及一些限制去決定最終的FT（Final T-Number）數(shù)值。 　 我們需要根據(jù)DT、PT及MET綜合確定FT，規(guī)則如下： 補充說明: 1- 盡可能使用連續(xù)3小時的衛(wèi)星云圖估計熱帶氣旋強度，以避免短期性的強度變化。 　　2- 當DT十分明確和具有代表性時，取DT并

22、根據(jù)PT和MET修正確定FT指數(shù)； 3- 若DT 不明確或不具有代表性卻PT有時，取PT并根據(jù)DT和MET修正確定FT指數(shù)； 4- 若DT/PT值真的相差很遠，又不知那一較有代表性，則應先取較接近MET的數(shù)值或取DT/PT兩值之平均數(shù)作為FT； 5- T指數(shù)不得與被作為根據(jù)之值相差超過0.5。 　　決定T指數(shù)另外亦需注意以下的限制，如根據(jù)上述規(guī)則確定的FT不符合要求則需要調整，但以下限制只屬參考性質，因為要考慮到氣壓下降速度未必及得上云團發(fā)展速度。但實際西太平洋每年平均有一個熱帶氣旋會突破以上限制，在極短時間內迅速增強，T指數(shù)可在24小時內急增4.0以上。如出現(xiàn)這些情況，T指數(shù)亦

23、可按情況迅速調整至DT/PT值而無須考慮以上限制： 　　1- 熱帶氣旋的第一次T指數(shù)評估必定為1.0或1.5。 　　2- 首24小時，應逐步將熱帶氣旋T指數(shù)由1升至2，除非出現(xiàn)明顯的減弱或增強，但即使增強T指數(shù)亦必需在4.0以下。 　　3- 首48小時，若熱帶氣旋是處于增強狀態(tài)，則晚間不可降低T指數(shù)的值。 　　4- 當T指數(shù)仍細于4.0時，接著6小時T指數(shù)變化最多0.5、12小時1.5、18小時2.0及24小時2.5。 　　5- 最終的T-number相差MET值不應大過1.5。 B-確定熱帶氣旋強度CI 　　目前強度值Current Inten

24、sity (CI)，根據(jù)一些規(guī)則修正T指數(shù)以減少因錯誤評估熱帶氣旋減弱狀態(tài)而引起的問題，因此CI是決定目前熱帶氣旋強度及級數(shù)的最終指標。 規(guī)則: 　　1- 根據(jù)在熱帶氣旋正處于，CI=FT 2- 若熱帶氣旋開始減弱，CI在接著12小時必需保持相同，之后維持CI比T-number高0.5或1.0，若減弱速度非常之慢，則CI可與FT相同。 附錄：CI-一分鐘平均風速 對照表 決定風速時，無需按表完全對應，根據(jù)情況對風速加減；只需確保根據(jù)CI強度確定的最終風速值與此CI強度對應的參考風速值最為接近即可，若熱帶氣旋進入西風帶，則可計入斜壓性，將熱帶氣旋風速適當減少 CI指數(shù) 風速 kt(km/h) CI指數(shù) 風速kt(km/h) 0.5 25(45) 4.5 77(140) 1.0 25(45) 5.0 90(165) 1.5 25(45) 5.5 102(185) 2.0 30(55) 6.0 115(210) 2.5 35(65) 6.5 127(235) 3.0 45(85) 7.0 140(260) 3.5 55(100) 7.5 155(290) 4.0 65(120) 8.0 170(315)