第五章 气团与锋

1、1第五章第五章 气团和锋气团和锋大气科学概论大气科学概论2主要内容主要内容n第一节第一节 气团气团n第二节第二节 锋和锋生的概念锋和锋生的概念n第三节第三节 锋面天气锋面天气3一、气团的概念一、气团的概念1.1.定义：气象要素分布比较定义：气象要素分布比较均匀均匀的的大范围大范围的空的空气。气。 2.2.尺度：水平方向数千公里，垂直范围可达几尺度：水平方向数千公里，垂直范围可达几公里到十几公里，公里到十几公里，3.3.气团控制的天气：气团控制的天气：水平方向：天气现象基本相同，温湿分布均匀；水平方向：天气现象基本相同，温湿分布均匀；垂直方向：气象要素分布相同（包括稳定度）垂直方向：气象要素分布

2、相同（包括稳定度）4二、气团形成与变性二、气团形成与变性1.1.气团的形成气团的形成下垫面性质下垫面性质均匀均匀的的广阔广阔的地球表面（大沙漠、的地球表面（大沙漠、大平原、大洋、冰障覆盖），为气团源地。大平原、大洋、冰障覆盖），为气团源地。稳定的环流（下沉辐散，如较少移动的反气稳定的环流（下沉辐散，如较少移动的反气旋）旋）冬季亚洲北部的西伯利亚和蒙古地区 干、冷干、冷的气团 我国东南部的广大海洋 暖、湿的气团 5二、气团形成与变性二、气团形成与变性2.2.形成方式：各种尺度的湍流、对流、系统性形成方式：各种尺度的湍流、对流、系统性垂直运动、蒸发、凝结和辐射等物理过程。垂直运动、蒸发、凝结和辐射

3、等物理过程。a.a.湍流和对流：湍流和对流：低纬度气团低纬度气团的形成，受下垫面的形成，受下垫面热力、湿度、气层稳定度和风垂直切变。热力、湿度、气层稳定度和风垂直切变。b.b.蒸发和凝结：蒸发和凝结：热带气团热带气团、大陆气团变为海洋、大陆气团变为海洋气团。改变大气水分、温度稳定度。气团。改变大气水分、温度稳定度。c.c.垂直运动：对温度和稳定度的影响。垂直运动：对温度和稳定度的影响。d.d.辐射：对辐射：对北极气团北极气团形成。形成。6二、气团形成与变性二、气团形成与变性3.3.气团变性气团变性: :气团的物理属性逐渐发生变化气团的物理属性逐渐发生变化 不同气团，其变性的快慢是不同的，变性的

4、不同气团，其变性的快慢是不同的，变性的快慢和它所经下垫面性质与气团性质差异的快慢和它所经下垫面性质与气团性质差异的大小有关。大小有关。7冷气团移到暖的地区变性较快冷气团移到暖的地区变性较快。原因：冷气团低层变暖，趋于不稳定，乱流对流容易发展，能很快地将低层的热量传到上层暖气团移到冷的地区则变冷较慢暖气团移到冷的地区则变冷较慢。原因：低层变冷趋于稳定，乱流和对流不易发展，其冷却过程主要靠辐射作用进行。大陆移入海洋的气团容易取得蒸发的水汽而变湿，而从海洋移到大陆的气团，则要通过凝结及降水过程才能变干，所以气团的变干过程比较缓慢。8五 气团的分类 1 1、地理分类法、地理分类法 2 2、热力分类法、

5、热力分类法 冷气团：气团向比它暖的下垫面移动，所经之处温度下降冷气团：气团向比它暖的下垫面移动，所经之处温度下降 暖气团：气团向比它冷的下垫面移动，所经之处温度升高暖气团：气团向比它冷的下垫面移动，所经之处温度升高 冷暖气团是相对而言的，他们之间可以相互转换，其过程就是气团变性的过程9气团的地理分类气团的地理分类10六 我国境内的气团与气团天气1112131415锋面和气旋是中纬度最典型的两类天气锋面和气旋是中纬度最典型的两类天气系统，中纬度许多天气现象与锋面和气系统，中纬度许多天气现象与锋面和气旋有关。锋面是天气学中最经典的概念旋有关。锋面是天气学中最经典的概念之一，也是最重要的中纬度天气系

6、统之之一，也是最重要的中纬度天气系统之一。一。16第二节 锋和锋生的概念一、锋的概念 锋锋区锋面锋线17锋面的空间结构锋面的空间结构一、锋的概念一、锋的概念1、锋锋冷暖气团相遇，存在一个狭窄的过渡带，此过渡带随高度向冷暖气团相遇，存在一个狭窄的过渡带，此过渡带随高度向冷区倾斜，称此过渡带为锋。冷区倾斜，称此过渡带为锋。2、锋面、锋面 在近地面层中过渡带宽约数十公里，在高层可达在近地面层中过渡带宽约数十公里，在高层可达200-400公公 里。宽度与其水平长度相比里。宽度与其水平长度相比(长达数百长达数百-数千公里数千公里)是很小是很小的。人们常把它近似地看成一个面，即锋面。的。人们常把它近似地看

7、成一个面，即锋面。 靠近暖气团一侧的界面叫锋的上界，靠近冷气团一侧的靠近暖气团一侧的界面叫锋的上界，靠近冷气团一侧的界面叫锋的下界。界面叫锋的下界。 上界和下界的水平距离称为锋的宽度。上界和下界的水平距离称为锋的宽度。3、锋区：锋区： 锋面与空中某一平面相交的区域称为锋区锋面与空中某一平面相交的区域称为锋区(上界和下界之上界和下界之间的区域间的区域)。4、锋线：锋线：锋面与地面的交线。锋面与地面的交线。19锋面坡度xyz20 锋面在空间向冷空气一侧倾斜，有一定的坡度，这是锋面的重要特征。 但是锋面在空间为什么呈倾斜状态但是锋面在空间为什么呈倾斜状态呢？呢？ 由于锋面处存在由冷气团指向暖气团的气

8、压梯度力，使得冷气团向暖气团下方楔入，抬举暖气团，又由于科氏力的平衡作用，不至于使锋面变得水平，而呈现倾斜状态。21二、锋的分类二、锋的分类根据锋在移动过程中冷、根据锋在移动过程中冷、暖气团所占的主、次地位暖气团所占的主、次地位 冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋 根据锋伸展的不同高度根据锋伸展的不同高度 对流层锋、地面锋和高空锋对流层锋、地面锋和高空锋 根据气团的不同地理类型根据气团的不同地理类型(气团源地）气团源地） 222324锋的类型冷锋：锋面在移动过程锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧推动锋面向暖气团一侧运动运动地面地

9、面三维三维2526暖锋：锋面在移动过程中，锋面在移动过程中，暖气团起主导作用，推暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧运动锋面向冷气团一侧运动动地面地面三维三维2728静止锋：冷暖气团势力相冷暖气团势力相当，锋面移动很少当，锋面移动很少29锢囚锋：暖气团、较冷气团、更冷气团相遇时先构成两个锋面，然后其中一个追上另一个锋面即形成锢囚。30313233 冷锋后的冷空气比暖锋前更冷暖锋前的冷空气比冷锋后的更冷34abcA冷式锢囚锋B暖式锢囚锋C中性锢囚锋xy面内红色的实线为高面内红色的实线为高层等温线层等温线35第四节 锋面天气锋面天气主要是指锋面附近的云和降水，它们是随季节、时间和地点的不同而变化

10、的。锋面云系和降水的形成，主要是暖气团锋面云系和降水的形成，主要是暖气团沿着冷气团斜坡爬升时，由于绝热冷却作沿着冷气团斜坡爬升时，由于绝热冷却作用使暖气团中的水汽发生凝结的结果。用使暖气团中的水汽发生凝结的结果。锋经过的地区，天气往往有突然的变化，锋经过的地区，天气往往有突然的变化，甚至有急剧的灾害性天气。甚至有急剧的灾害性天气。36暖锋暖锋冷锋冷锋37一 暖锋天气若暖锋中暖空气层结不稳定，暖锋上可以发展积雨云和雷阵雨天气；当暖空气很干燥，水汽含量很少时，锋面上只有中高云，甚至无云。暖锋过境后常发生气温上升，气压下降。383940二 冷锋天气冬季 多强冷锋，影响范围大，冷锋入侵伴随降温和寒潮天

11、气过程，造成灾害夏季 冷锋强度弱，但夏季水汽充沛，多伴随降水天气，有时会出现雷阵雨或暴雨 根据冷锋和高空槽的配置，移速，锋上垂直运动特点和天气特征，冷锋又可以分为第一型冷锋和第二型冷锋。414243 冷冷 锋锋 天天 气气44“清明时节雨纷纷”就是江南地区准静止锋天气的写照三 准静止锋天气 准静止锋天气可以分为两类:l 一类是无降水或仅有层积云和雨量极小的零星降水。锋上暖空气较干、没有显著的云。 例如，昆昆 明准静止锋明准静止锋l 另一类是有显著的降水，锋上暖空气有较强的上 升运动。 例如，我国华南准静止锋我国华南准静止锋454647 准静止锋天气分类准静止锋天气分类48我国准静止锋主要出现在

12、华南、我国准静止锋主要出现在华南、西南和天山北侧，出现时间多在冬半西南和天山北侧，出现时间多在冬半年，对这些地区及其附近天气的影响年，对这些地区及其附近天气的影响很大。很大。49准准静静止止锋锋云云系系有明显降水无明显降水50 它的云系是由两条锋面的云系合并而成，所以天气最恶劣的地区及降水区多位于锢囚锋附近，云系多为高层云（雨层云）、复高积云和层积云等。n 锢囚锋的外围多高云，如卷云和卷层云等。 降水区的宽度，一般从地面锋线至700百帕槽线。 四 锢囚锋天气515253锋生、锋消的概念基本定义基本定义锋生：锋生： 密度不连续性形成的过程 ，或已有锋面的温 度（位温）水平梯度加大的过程 锋消：锋

13、消：与锋生相反的过程实际工作实际工作 锋生：锋生：锋面附近天气现象，气象要素变得更加明显 锋消：锋消：与锋生相反54预报天气的思路预报天气的思路第一、要了解现在（包括过去）锋面的位置，第一、要了解现在（包括过去）锋面的位置，第二、要把握锋面的移动，第二、要把握锋面的移动，第三、要把握锋面强度的变化（锋生、锋消）。第三、要把握锋面强度的变化（锋生、锋消）。55结合高空锋区：锋随高度向冷区倾斜，地面锋线位于高空等压面上等温线相对密集区的偏暖一侧，据冷暖平流确定锋的性质分析地面天气图上各气象要素以确定锋的位置应用卫星云图；应用其他资料56高空测风资料的应用（单站测风）：高空测风资料的应用（单站测风）：热成风方向大致代表锋的走向热成风方向大致代表锋的走向根据根据风向