第二章_3锋面附近气象要素场的特征

1、一、锋面附近温度场的特征 1.温度水平分布 特征：锋区内温度水平梯度比两侧气团内温度水平 梯度大 (1).地面锋线附近有较大温差 (2).高空等压面图上锋区内等温线的密集区；高空锋 区走向与地面锋线基本平行，且随高度升高向冷空 气倾斜 (3).锋区内有冷平流则为冷锋， 有暖平流则为暖锋， 无平流（弱），少移动则为准静止锋 (4).锢囚锋温度场 中性锢囚：高空暖舌在地面锋线上 冷式锢囚：高空暖舌在地面锋线后 暖式锢囚：高空暖舌在地面锋线前 实际上，一般只做中性锢囚锋 2.温度垂直分布 特征：锋区内温度垂直梯度比两侧气团小锋区逆温， 等温，温度直减率小 3.位温的分布 P70 T2.6(e ) 1

2、.特点：锋区内的位温线比较密集且与锋区平行 2.说明： 取对数 并对z取偏导得到： 1000 P AR C T p 代入状态方程 和静力学方程 有 其中 P TAg zTzC d P dTAg dzC 气团内 位温随着高度的升高而增大 锋区内 位温随着高度的升高而增大 得很快 00 d 0 d 结论： a) 等压面上，水平位温梯度方向和水平温度梯度方 向完全一致。位温等值线就是温度等值线。 b） ，位温垂直梯度在锋区内比气团内大得多， 所以锋区内等位温线密集 . c）空气质点在锋面上移动，在绝热条件下位温守恒， 因此等位温面平行于锋面，等位温面同锋面一致 随高度向空气倾斜 d）实际工作中不使用

3、位温 而使用假相当位温 二、密度零级不连续面 （一）锋面附近气压场的特征 1.特征：等压线通过锋面时有较大的弯折，折角指向高 压，锋线处于低压槽中。 2.说明：设x轴垂直于锋线，由暖指向冷； y轴平行于锋线 锋面是密度零级不连续面 由锋面坡度： 代入静力学方程： 得： 又 且 3.结论： a. 锋线附近气压连续。 b. 锋线附近气压梯度不连续，即等压线 穿过锋线时有弯折。 c. 满足，则折角指向高压，即锋线落在 低压槽中。 （二）锋附近变压场的特征。 1.气压随时间变化称变压 冷锋前为负变压，后为正变压。 暖锋前后均为负变压，但代数值前小后大。 特征：锋前变压代数值小于锋后变压代数值。 2.说

4、明： 设坐标如前：x垂直锋线，y平行于锋线，锋面为 密度不连续面。 即 其中 锋的移速 （1）.暖锋 即： 暖锋前变压代数值小于锋后的变压代数值。 （2）.冷锋 冷锋前变压代数值小于锋后的变压代数值。 （3）.推论锋线向着变压代数值小的一侧移动。 0 x C 3.用气压倾向方程解释气压变化的物理意义。 （1）公式推导。 代入连续方程: 边界条件： 时 ； 即 第一项 第二项 气压倾向方程 （2）.讨论 第一项为密度平流项，（气压变化的热力因子） a.若 ，气柱为暖平流 则 地面减压 b.若 ，气柱为冷平流 则 地面增压 暖锋前暖平流，负变压明显。 冷锋后冷平流，正变压明显。 第二项为水平速度散

5、度项（动力因子）。 若 气柱辐散为主，质量减少。 则 地面减压。 若 气柱辐合为主，质量增加。 则 地面增压。 （三）、锋线附近风场特征。 1.水平方向 特征：锋两侧的风具有气旋式切变和气流辐合 由偏差风可知：低压中气流为气旋式辐合 2.垂直方向 a.冷锋后有冷平流自下而上穿过锋区，风向逆时针 暖锋前有暖平流自下而上穿过锋区，风向顺时针 b.锋区上空存在急流：极锋锋区和副热带锋区存在西风 急流 六、密度一级不连续面 （一）锋面坡度 靠近锋区两侧冷暖气团的气压和密度都是 连续的，所以温度也是连续的。 设x轴由暖气团指向冷气团，y轴平行地面 锋线 暖边界坡度： NNFF N NF FN pppp

6、dz xxxx tg pp dxg zz 说明在不连续面附近不仅气压连续，而且 气压梯度连续。在锋面上有： ,0 NF FN pp xx 0 0 0 NF NNNFFF NF pp d xx pppppp dxdydz xxxyxxzxx pp yxx 展开后得： 在所取坐标中有： 2222 2222 22 22 22 1 1 NNFF N NF NF FL L FL PPPP dz xxxx tg ppdxg xx x zx z PP xx tg g xx 同理有 说明：锋区附近有密度的一级不连续和气压的二级不连续。 222 222 NLF FNL NNLFLF LNF xxx pPppPP

7、 ppp xxxxxx 2.密度一级不连续面，锋面附近气压场、风 场和变压场特征 气压场：锋区内等压线气旋式曲率比锋区外 大得多，反气旋式曲率比锋区外小得多 风场：锋区中温度水平梯度大于两侧，锋区 中热成风比锋区外大得多 222 222 ,0 NFL NFL tg xxx PPP xxx 或因 故有：或 风随高度顺转，暖平流最强且热成风最大 高度为高空暖锋区；风随高度逆转，冷平 流最强且热成风最大高度为高空冷锋区； 热成风很大而无明显平流，可能是静止锋 变压场特征：变压梯度不连续，变压风也 不连续；地面锋区中，等变压线密集，锋 区外，等变压线稀疏，变压值比较小 四、锋线附近湿度场的特征 一般

8、暖气团湿度大 冷气团湿度小 特殊 海洋冷空气冷湿 大陆暖空气干暖 注意：冷暖气团的源地。 六、锋面天气 形成云和降水的条件：水气条件，垂直运动， 大气稳定度 1.冷锋附近的云和降水 a.第一类型冷锋天气 特征：锋线位于高空槽前，坡度小，移动慢； 暖空气爬升，冷空气下沉； 层状云为主，云序由低到高，有序排列； 锋后稳定连续降水（有几百公里宽） b.第二类型冷锋天气 特征：锋线位于高空槽后，坡度大，移动快； 冷气团和暖气团高层为下沉气流， 暖气团中下层上升气流积状云为主，从高到低 垂直排列 锋前不稳定降水。 冷锋经过前后的天气状况比较 通过前 通过时 通过后 风 南-西南 强风，风向不定 西-北西

9、 温度 暖 剧降 冷 气压 逐渐降低 陡升 逐渐升高 云 卷云高积云积雨云 积云、积雨云 积云 降水 阵雨 大雨、雷雨、闪电 小雨转晴 湿度 高 急速下降 更低 2.暖锋附近的云和降水。 特征：锋线位于高空槽前，坡度小，移速慢 冷暖气团都为上升气流 层状云为主，从高到低垂直排列 锋前稳定降水，几百公里 暖锋经过前后的天气状况比较暖锋经过前后的天气状况比较 通过前通过前 通过时通过时 通过后通过后 风风 南南- -东南东南 不定不定 南南- -西南西南 温度温度 冷冷 逐渐上升逐渐上升 暖暖 气压气压 降下降下 不变不变 先升后降先升后降 云云 卷云卷云高层高层云云雨层云、层云、雾雨层云、层云、

10、雾 层状云层状云 晴晴+ +积层云积层云 降水降水 小雨、中雨小雨、中雨 毛毛雨毛毛雨 无无 湿度湿度 不变不变 些微升高些微升高 先升先升不不变变 3.准静止锋附近的云和降水 特征： 类似于第一类型冷锋，但坡度更小 垂直运动弱层状云为主 稳定的连续降水，雨量小，风区宽，时间 长，雨区离锋线有一段距离。 4.锢囚锋附近云和降水。 特点：两锋面云系的合并，锋线两侧为对称性雨区， （几百公里宽） 冷暖式见p81图2.17。 云属 云类 中文名 简写 中文名 简写 概述 淡积云 Cu hum 积云 碎积云 Fc 积云 Cu 浓积云 Cu cong 秃积雨云 Cb calv 积雨云 积雨云 Cb 鬃积雨云 Cb cap 透光层积云 Sc tra 层积云 蔽光层积云 Sc op 积云性层积云 Sc cug 堡状层积云 Sc cast 层积云 Sc 荚状层积云 Sc lent 层云 St 层云和碎层云 层云 St 碎层云 Fn 雨层云 Ns 雨层云和碎雨云 低云 雨层云 Ns 碎雨云 Fn 透光高层