如何在GFS等预报数据中找到风在平均海平面以上的高度

Question

我正在从天气预报(如GFS或HRRR)中检索与平均海平面以上某些高度(米)有关的风的U和V分量。

为此，我实现了一个插值，其思路与下面的链接相同。https://stackoverflow.com/a/61107634/6528830

然而，我对结果感到困惑，它似乎是某些压力水平的一部分在地下。

如果我观察地球势高度@地面或水面。这似乎与地形高度相符。但我不认为两者完全吻合，这正常吗?

然而，真正让我困惑的是1000mb的位势:

怎么可能有些分数比gph@ground低呢?我对这些数据有什么不理解的地方，我如何用它来计算出在平均海平面以上特定高度的风是什么?

Answer 1

这是有道理的，一些地方的地表压力低于1000毫巴…这意味着要到达1000 MB，你必须到达地下(计算的基本思想是，当你在大气中上升时，压力会下降……所以要让它从海平面压力上升，你必须走另一个方向，地下)。

这当然让人感觉有点不现实……但我认为如果你挖了一个足够深足够宽的洞，你会得到给定的压力。

这是海平面压力图，类似于你的1000mb地图:

(来源:weathernerds.org）

这些负高度区域确实与南大洋表面气压低于1000毫巴和欧洲上空气压低于992毫巴的低气压链相匹配。所以如果站点是992 mb…你必须在大气中更低(=负)才能达到1000mb。

这实际上是气象学中压力图上常见的插值…平均海平面压力本身…也许我们最常用的地图是…大多数地方的海拔实际上低于地面，因为几乎所有的地方都在海平面以上。但通过在平坦的表面上进行比较，我们可以更好地识别导致天气的特征，排除了海平面以上高度压力下降的巨大因素(尽管你在离地面0英尺的山上，但你的耳朵会竖起来，因为大气压力仍然更小，因为你上方的大气更少)

即使在850 mb，另一个用于分析的常见的地球势高度……我们可以画出海平面以上的高度。但我们通常会选择在某些地方掩盖模型的风，以显示850高度确实在地下，所以模型预测的风是虚构的，在地面以下:

(从pivotalweather)…灰色掩盖了风。

所有的图看起来都很合理，希望这有助于理解这个概念。不是每个地方的大气中都有1000 mb(甚至850 mb)……这是因为一些地点的海平面压力低于这个值(这是你地图上问题的原因，因为地球势是以海平面为基础的)，也因为一些地点的海拔意味着较低的地面压力(不是负位势高度的原因，而是如图所示的一些此类图上风掩盖的原因)。