中高纬度天气系统解析

1、中高纬度天气系统解析一、高空主要天气系统波状西风气流超长波：波长10000千米长波：波长300010000千米短波：波长3000千米一大气长波行星波、罗斯贝波波长：50007000千米，P109图波幅：1020个纬距以上挪动：自西向东，10经度/天，准静止，倒退时间：35天以上一般：等温线的位相稍落后于等高线 冷槽暖脊槽前：暖平流 辐合上升运动 云雨区槽后：冷平流 辐散下沉运动 晴朗长波槽、脊的活动：是维持大气环流的一种重要机制；是中高纬度较小尺度天气系统产生和开展的背景条件。其稳定和调整往往引起天气系统的变化，甚至造成环流形势的转变。短波：槽前：上升气流，云雨天气；槽后：下沉气流，晴朗天气。

2、二阻塞高压和切断低压大气长波演变而成的闭合系统1、阻塞高压阻高温压场较对称的深沉暖高压特征：1闭合中心，50N以北257天3挪动：78个经度/天，准静止，向西退形成命名地区性、季节性天气：晴朗，不同部位有差异东部：偏北气流，冷平流，下沉运动，冷晴西部：偏南气流，暖平流，上升运动，阴雨南北：西风气流，短波，时阴时晴阻塞高压对中高纬地区天气的影响非常明显。在亚洲主要出如今乌拉尔山和鄂霍次克海地区的上空；它们的形成和崩溃，常伴随着大型环流的转变，对我国高空的环流形势和大型天气过程影响较大。如夏季：亚洲东北部鄂霍次克阻塞高压出现后，构成东亚夏季环流的稳定形势，使我国江淮流域一带出现稳定的梅雨天气。冬季

3、，乌拉尔阻塞高压维持时，阻塞高压上游的欧洲地区，因冷空气受阻、滞留而出现严寒天气，而阻塞高压下游的亚洲地区，那么多平直的环流，冷空气活动较弱，天气变化不大。一旦阻塞高压崩溃，阻塞高压下游的冷空气在西北气流的引导下，迅速南侵，可爆发一次寒潮天气过程，出现严寒天气。2、切断低压温压场较对称的冷低压。形成、消亡天气：前部东和东南侧：云雨天气后部西侧：降水 三极地涡旋高空：极地涡旋冷低压低空：冷高压 四高空低压槽和切变线 中型扰动，700、850hpa1、高空低压槽：垂直构造：DG槽前：暖湿的西南气流 成云致雨槽后：干冷的西北气流 晴冷天气高空槽都有高空温度槽相配合： 当温度槽落后于高空槽时，低压槽线

4、随高度升高逐渐向冷区向后倾斜，称后倾槽。500hpa700hpa850hpa槽前广阔范围内盛行辐合上升气流，产生稳定性云系和降水。 当温度槽与高空槽相重合时，低压槽线垂直，称垂直槽。500hpa700hpa850hpa高空槽开展到最盛阶段，天气也开展得最强盛。 当温度槽超前于高空槽时，低压槽线随高度升高逐渐向冷区向前倾斜，称前倾槽。500hpa700hpa850hpa槽后冷空气置于槽前暖空气之上，导致低槽很快消失，产生不稳定云系和阵性降水。我国：西北槽、青藏槽、印缅槽2、切变线风向或风速分布的不连续线；即风向或风速发生急剧改变的交界限。特征：1850、700hpa等压面上2两侧气流出现明显的气

5、旋式切变3两侧温度梯度很小与锋的主要区别分类：1冷锋式切变：偏北风与偏西风之间的切变，自北向南挪动；与冷锋类似。2暖锋式切变：东南风与西南风之间的切变，自南向北挪动；与暖锋类似。3准静止锋式切变：东风与西风之间的切变，少移或南北摆动；与准静止锋类似。构造与天气：气流呈气旋式环流，程度辐合明显，利于开展上升运动，产生云雨天气。1冷锋式切变：降水量不大，时间不长2暖锋式切变：云层厚，降水量较大，时间较长3准静止锋式切变：气流辐合较弱，云层较薄，降水量不大，时间较长江淮切变线：产生于江淮流域青藏高原以东，2535N之间中低层上空准东西向的切变线。沿切变线经常有西南涡东移，造成沿途的大降水天气，它是引

6、起江淮流域暴雨的主要天气系统之一。 3、低涡冷涡700hpa上较明显；强度较弱，常只有一条甚至无闭合等高线，只有风场上的气旋式的闭合环流；范围较小，几百千米；地面常被诱导出低压；辐合上升，云雨天气。我国：西北涡、西南涡二、温带气旋和反气旋一概述名称范围强度旋转方向分类二温带气旋锋面气旋1、 构造：开展成熟的锋面气旋形式：P134图515中间为平面图上图和以以下图为垂直剖面图平面：逆时针旋转，中心气压值最低自中心向前方伸展一个暖锋，向前方伸出一条冷锋，两锋之间是暖空气，以北是冷空气。 图中阴影局部为降水区，暖 锋坡度小，雨区宽；冷锋坡度大，雨区窄。垂直：(1) 锋上暖空气呈螺旋式上升，锋下冷空气

7、呈扇形散开下沉(2) 高层是高空槽前气流辐散区，低层是气旋辐合区，上升运动 D(3) 是温度不对称系统，低 压中心轴线自下而上向 冷区偏斜。2、天气：一个开展成熟的锋面气旋的天气形式前方：宽阔的暖锋云系，连续性降水CiCsAsNs中部：暖气团天气假设水汽充足而不稳定，那么St、Sc，毛毛雨假设枯燥，那么薄云，无降水前方：较狭窄的冷锋云系，降水假设是缓行冷锋，那么有层状云 连续性降水假设是急行冷锋，那么有积状云 雷阵雨Cb3、发生和开展第一类A类气旋：由锋面波动开展而成第二类B类气旋：由地面低压开展而成相似都同高空温压场构造和演变亲密相关 锋面气旋开展的高空温压场理想形式是：高空温度槽落后于高度

8、槽且气旋始终处于高空槽的前方。ABGD槽前：气流辐散会造成地面系统动力减 压槽后：气流辐合，会造成地面系统动力加压因此：高空槽前最利于地面气旋的开展 高空槽后最利于地面反气旋的开展。 大量资料证明，只有发生在高空槽前的气旋和高空槽后的反气旋才能得到开展和壮大，否那么，气旋和反气旋难以形成，即使形成也将不断减弱以致消失。DG高空气流途径与地面气旋和反气旋配合示意图上图为高、低空叠加图，以以下图为沿XY线的剖面图 锋面气旋的演变过程，大致可分为四个阶段P135图517：初生阶段a，b，c；成熟阶段d，e，fP134图515；锢囚阶段g，h，i；消亡阶段j，k，l 锋面气旋的形成，最初由V贝坚克尼斯

9、(Bjenknes)为首的挪威学派首先提出锋面波动学说。波动学派认为，锋面气旋是在一条准静止锋或缓行冷锋上发生扰动，演变而成的。 1、初生阶段 ：气旋发生前高纬偏东风，温度低；低纬是偏西风，温度高；中间有一条准静止锋。开场出现波动时，冷空气向南侵，暖空气向北扩展，于是静止锋带东端演变为暖锋，西端演变为冷锋，并出现了相应的锋面降水。地面图上开场形成低压中心，出现了一条闭合等压线a。这个阶段，高空温压场特点是b，温度槽落后于高空槽，高空槽落后于地面气旋中心之后。地面气旋中心恰处于高空槽前气流辐散区，为暖平流，气旋后部正是高空槽后冷平流辐合区。在此温压场的配置下，暖锋前热力因子引起减压(图a横线区)

10、。冷锋后为热力增压+。气旋中心为动力因子引起减压(图a竖线区)，促使气旋加深开展。此阶段天气发展较弱。2、成熟阶段：锋面波动振幅进一步增大，冷、暖锋更加开展，锋面降水继续加强，雨区不断扩大。地面图上等压线增多d，气旋中心气压值比外围低10一20hpa左右。此阶段，高空温压场振幅增大e，温度槽接近高空槽。地面气旋仍处在高空槽前，气旋前部仍为暖平流d，后部为冷平流，暖空气区变窄。 3、锢囚阶段：锋面气旋进一步开展的结果，冷锋追上了暖锋，接近气旋中心的暖空气被冷空气包围，并抬离地面，出现了锢囚。气旋低层出现冷性涡旋。这时，高空槽进一步开展，出现了闭合中心h，高空温度槽与闭合中心更加接近，冷平流已侵入

11、到气旋的南部，气旋到达最盛阶段。天气达最盛期，出现大范围云雨区，雨量增大，风力加强，常可造成危害。 卫星云图：云系呈螺旋状，在锋面云带后出现干舌，并逐渐伸向气旋中心。当干舌伸到气旋中心时，水汽供给被切断，气旋不再开展。4、消亡阶段：经过锢囚一段时间以后，冷空气从前后包围了暖空气，迫使暖空气抬离地面，这时，气旋与锋面脱离，成为冷性涡旋。高空温压场近于重合，构成一个深沉的冷低压k。在地面摩擦、辐合作用下，气旋逐渐填塞、消亡。 锋面气旋所处的不同阶段、不同地区、不同季节，带来不同的天气，在我国所产生的天气主要是大风和降水。如江淮地区，锋面气旋常带来充分的降水，并常引起大范围的灾害性暴雨和大雨；在北方

12、，常会造成大风和风沙。 一个锋面气旋活动时间约5天左右。但并非气旋都需经历全部阶段。 东亚的锋面气旋源地主要集中于两个地带：一个在4555N之间，即内蒙到东北一线，称为北方气旋； 另一个在2535N之间，即从长江中下游至日本南部，称为南方气旋。这两类气旋集中带与东亚北、南两支锋带相联络。4、气旋族锋面气旋一般不是单个出现，而是在同一条锋上产出一连串的气旋，称为气旋族。气旋族中每一个锋面气旋都同一个短波槽相对应。气旋族上的各个气旋，大致沿高空急流方向自西南向东北方向挪动。不同阶段 三冷性反气旋和寒潮1、冷性反气旋：中、高纬度；冬季；降温、大风、降水是中、高纬地区冬季最突出的天气过程近地面，权力非

13、常强大浅薄系统，程度范围很大，如：西伯利亚高压亚洲最频繁、最强大中心气压值高、程度范围很大： 大陆面积广阔，冬季降温幅度大 高大地形阻挡冷空气南下当其南移时，就造成一次冷空气袭击2、寒潮在冬季，强烈的冷高压活动带来强冷空气的侵袭，如同寒冷潮流滚滚而来，给流经地区造成剧烈降温、霜冻、大风等灾害性天气。寒潮的标准、出现时间纬向环流转变为经向环流P138图a寒潮冷锋大风，强度以西北、内蒙为最强降温，常达10度以上降水，产生在冷锋附近大风出如今寒潮冷锋附近，风速一般可达57级，海上达68级，有时短时间出现12级大风，也有时大风持续12天。大风强度以我国西北、内蒙最强。在北方多吹西北风，中部偏北风，南方

14、为东北风。寒潮冷锋过境后，气温猛烈下降，降温可持续一到数天。西北、华北地区降温较多，中部、南部由于冷空气在南侵过程中逐渐变性，降温幅度有所减小，但还是可引起冰冻和霜冻等。如1955年1月有连续寒潮侵袭，使我国华中、华南绝大局部地区出现破纪录低温，如武汉14.6，南京14.0，上海9.2，南宁2.1，海南岛南部也出现了罕见霜冻。其中江苏、安徽、湖北、湖南、江西等省不少地区连续出现1015天大雪和冻雨，大局部江河封冻，导致交通、电讯受阻，农牧业消费遭受较大损失。华南地区数十万亩热带经济作物和经济林木被冻死。降水主要产生在寒潮冷锋附近。淮河以北空气较枯燥，很少降水，偶有降雪。淮河以南，暖空气活泼，含

15、水汽较多，降水时机增多，尤其当冷锋速度减慢或在长江以南静止时，能产生大范围、长时间的降水。第三节 低纬度天气系统一、副热带高压一概述在南、北半球的副热带地区，存在着一条由于动力作用而形成的高压带。由于海、陆分布的影响，这条高压带常被割裂成假设干个高压单体，这些单体统称为副热带高压，简称副高。从平均情况看，它们所处的地理位置主要在太平洋、大西洋、印度洋、北非。此外，夏季大陆高原上空出现的青藏高压和墨西哥高压，也属副高。它们并不是同时都很明显，有强有弱，有分有合。由于它们占据广阔空间、稳定少动，因此是副热带地区最重要的大型天气系统。对低纬环流和天气变化具有重大影响。二构造在不同高度、不同季节、不同

16、地区有所不同。深沉系统暖高压强度和规模随季节而有变化：夏季时北半球副高的强度、范围迅速增大，盛夏时最强，范围几乎占北半球的1/5至1/4；冬季北半球副高的强度减弱，范围缩小，位置南移、东退。副高区内的程度温度梯度一般较小，而高压边缘由于同周围系统相交绥，温度梯度明显增大，所以副高脊线附近气压梯度小、程度风速小，而南北两侧气压梯度大、程度风速大。同时风速随高度增加而增强，到一定高度形成急流北侧副热带急流，南侧热带东风急流。副高范围内盛行下沉气流，因此在低层普遍形成逆温层下沉逆温，阻挡对流运动的开展和水分垂直输送。三天气不同部位，天气也不一样中部：盛行下沉气流，多晴朗、少云、微风、炎热天气。长江流

17、域8月常出现伏旱，就是由于西太平洋副高脊较久地控制这个地区造成的。西北和北部边缘：因与西风带天气系统气旋、槽、锋面交绥，气流上升运动强烈，水汽较丰富，多阴雨天气。南侧：东风气流，晴朗少云；但当热带天气系统台风等活动时，可产生暴雨、大风。东部：受北来冷气流及寒流的影响，形成较厚逆温层，是少云枯燥天气。总而言之，副高控制下的地区，旱一片、涝一线。所以，副高长期控制下的地区，久旱少雨，可能出现沙漠，如非洲撒哈拉沙漠、澳大利亚西部沙漠、智利北部阿塔卡马沙漠、北美加利福尼亚海岸沙漠。四西太平洋副高对我国天气气候的影响西太平洋副高有多年变化、季节性活动、中短期变动它的季节性活动具有明显的规律性： 从冬到夏

18、，西伸北抬，强度增大；夏季最北 从夏到冬，东退南撤，强度减弱；冬季最南其季节性南北挪动并不是匀速的，且有南北振荡现象。它是夏半年影响我国天气气候最主要的系统其北侧是北上暖湿气流与中纬度南下冷气流相交绥的地带，气旋和锋面系统活动频繁，常形成大范围阴雨和暴雨天气，成为我国东部地区的重要降水带。该降水带位于脊线以北58个纬距常用副高脊线来表示其纬度位置的变化和南北挪动情况；在500hpa高空图上，用588位势米等高线表示其范围。P141图520副高脊线位置与我国雨带的关系 时 间 脊 线 位 置 雨 带 位 置冬季15N南部沿海24月1820N华南，连续低温阴雨，称江南雨带6月中、下旬第一次北跳20

19、25N江淮地区，梅雨开始7月上、中旬第二次北跳2530N黄淮流域；长江中下游梅雨结束，开始炎热少雨天气7月底8月初30N以北华北、东北9月上旬第一次回跳25N淮河流域秋雨绵绵；长江中下游地区及江南秋高气爽10月上旬第二次回跳20N以南华南沿海；我国转为冬季形势上述仅是一般规律，实际上西太平洋副高的季节性活动经常出现异常，造成一些地区干旱而另一些地区洪涝。如：1954年，副高持久稳定在20-25N间，长江中下游梅雨期达40天，江淮大洪水；1958年，副高第一次北跳偏晚，第二次北跳偏早，形成了空梅，造成江淮流域干旱。中短期变动五梅雨每年初夏，宜昌以东，2634N之间的江淮流域，阴雨连绵，降水频繁，雨量充分，此时正是江南梅子黄熟季节，故称“梅雨。又因这时空气湿度大，衣物极易发霉，又有“霉雨之俗称。梅雨天气的主要特征是多阴雨天气，日照少，空气潮湿，风速较小，天气闷热，降水多属连续性，多大雨和暴雨。但梅雨期并非天天阴