课件气团和锋面

第二章气团和锋面1.气团2.锋面系统3.锋面特征及天气4.锋生和锋消

主要内容难点和重点重点和难点第二章重点：1.气团和锋面系统的概念2.锋面附近气象要素场的特征3.锋生和锋消

第二章难点：1.锋面附近气象要素场的特征2.锋生和锋消

一、气团的概念1.定义：气象要素分布比较均匀的大范围的空气团2.尺度：水平方向数千公里，垂直范围可达几公里到十几公里，3.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；垂直方向：气象要素分布相同（包括稳定度）二、气团形成与变性1.气团的形成①下垫面性质均匀的广阔的地球表面（大沙漠、大平原、大洋、冰障覆盖），为气团源地。②稳定的环流（下沉辐散，如较少移动的反气旋）2.形成方式：各种尺度的湍流、系统性垂直运动、蒸发、凝结和辐射等物理过程三.气团的分类1地理分类冰洋气团(A=Arctic,AA=Antartic)）极地气团(P=Polar)热带气团(T=Tropical)赤道气团(Equatorial)2热力分类冷气团：当气团向着比它暖的下垫面移动时称为冷气团暖气团：当气团向着比它冷的下垫面移动时称为暖气团3海陆海洋性气团(m=maritime)大陆性气团(c=continental)气团变性气团物理属性的变化称为气团的变性原因气团离开源地移到另一个地方，在移动过程中，与所经过的下垫面不断发生水汽、热量等的交换，引起原有气团物理属性和天气特征的改变。

冷气团变性快，还是暖气团变性快？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大小有关。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。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。影响我国的气团

１.极地大陆气团：干冷 ２.极地海洋气团：湿冷 ３.热带海洋气团：暖湿（副热带高压） ４.热带大陆气团：暖干（中亚） ５.印度洋的赤道气团：暖湿（季风气团）鄂霍次克海气团（mP)热带海洋气团(mT)热带海洋气团(mT)气团的概念西伯利亚气团（cP)中国气团(cT)青藏气团(cT)中亚气团（cT)热带海洋气团(mT)1.4我国境内的气团活动与气团天气冬季：西伯利亚气团（极地大陆气团）影响；源地：西伯利亚和蒙古。特点：*地面流场为冷性反气旋；*中低空为下沉逆温；*控制区为干冷天气；与热带海洋气团相遇，在华南沿海等地构成阴雨天气；*北极气团南侵我国，可造成强寒潮天气。夏季：西伯利亚气团：在长城以北和西北活动频繁，与南方热带海洋气团交绥，是盛夏南北方区域性降水的主要原因；

热带大陆气团：常影响我国西部地区，干旱酷热与此有关；

赤道气团（来自印度洋,又称季风气团）造成长江以南大量降水；春季：

西伯利亚气团与热带海洋气团势力相当，是锋面及气旋活动最盛时期；秋季：变性的西伯利亚气团占主要地位，热带海洋气团退居东南海上，我国东部地区秋高气爽。§2.2锋的概念与锋面坡度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统之一。

锋面系统:锋的概念、锋的分类、锋面坡度一、锋的概念1、锋密度不同的两个气团之间的过渡区。在天气图上表现为等温线密集（即温度水平梯度大而窄的区域）密度的不同主要表现为温度的不同。2、锋面

在近地面层中过渡带宽约数十公里，在高层可达200-400公里。宽度与其水平长度相比(长达数百-数千公里)是很小的。人们常把它近似地看成一个面，即锋面。靠近暖气团一侧的界面叫锋的上界，靠近冷气团一侧的界面叫锋的下界。上界和下界的水平距离称为锋的宽度。3、锋区：

锋面与空中某一平面相交的区域称为锋区(上界和下界之间的区域)。4、锋线：锋面与地面的交线。锋面的空间结构示意图（2）

2.2锋的分类A.根据锋在移动过程中冷、暖气团所占主次地位，可将锋分为：冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。B.根据锋的伸展高度可将锋分为：地面锋（或低层锋低层锋，700hPa以下）、对流层锋（地面—对流层顶）和高空锋（500hPa以上，不接地）C.根据锋面两侧的气团来源的地理位置不同，可将锋分为：

冰洋锋、极锋

和副热带（热带）锋。准静止锋

当冷、暖气团的势力相当时，锋面的移动十分缓慢或相对静止，这种锋面称为准静止锋。

冷锋

锋面移动过程中，冷气团起主导作用，冷气团推动锋面向暖气团一侧移动，这类锋面称为冷锋。

暖锋

锋面移动过程中，暖空气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动，这类锋面称为暖锋。锋的类型冷锋：锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧运动地面三维冷锋所经之处，冷空气代替暖空气，使该地区气温下降。暖锋：锋面在移动过程中，暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧运动地面三维暖锋所经之处，暖空气代替冷空气，使该地区气温升高。静止锋：冷暖气团势力相当，锋面移动很少锋面在某一地区来回摆动。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。两条锋面相遇时，迫使暖空气被抬离地面，凌驾在上空。锋前锋后都是冷气团。abcA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层等温线锋后的冷气团比锋前的冷气团冷冷式锢囚锋锋后的冷气团比锋前的冷气团暖暖式锢囚锋锋前后的冷气团温差较小中性锢囚锋锋的详细分类§2.3锋面结构模型1、大气中的不连续面不连续面：其两侧距离为无限小的两个点上的某物理量A的数值不相等(即不连续)，这样的面称为不连续面。物理量不连续物理量一阶导数不连续COLDWARM不连续面COLDWARM过渡带COLDWARM不连续面＋过渡带3、新近观测事实(Sanders,1955;Shapiro,1984,1985)2、过渡带锋面结构（高空急流,斜压不稳定）1、不连续面结构（极锋理论,冷暖气团的交界面）不连续面锋是冷暖气团之间的过渡带，由于锋区的宽度与长度相比很小，在比例尺很小的天气图上，这个过渡带显得极为狭窄，而在其两侧的气象要素有很大的差异，因此，将锋面两侧的气象要素的分布看成是不连续的，即在天气图上可以把锋面看成为不连续面，可分为零级不连续、一级不连续。零级不连续：气象要素本身不连续；一级不连续：气象要素本身连续，而它的一阶空间导数不连续气象上常用温度（或密度）的零级不连续面来模拟锋面物质面：由相同空气质点组成的不连续面称为物质面锋面近似为物质面：由于湍流、辐射、分子扩散等作用，锋面两侧的密度水平分布是连续的，但在天气图上，因图的比例尺太小，狭窄的锋区表现为一条线，锋区两侧有密度不连续（成为密度的零级不连续）。为了便于理论上的处理，气象上常设锋面是一个物质面。物质面锋面作为不连续面满足的条件1.动力学条件，即通过锋面时，气压应当是连续的；2.运动学边界条件，即通过锋面时，垂直于锋线的风的分量应当是连续的。2、锋面坡度

设x轴由暖气团指向冷气团，y轴平行地面锋线相减得∴得到锋面坡度

由静力学方程和地转风方程

代入状态方程（注意Pc=Pw

）得

∵在实际计算发现第二项比较小，可略去

∴(4.8)______Margules锋面坡度公式1)锋面的坡度与

f成正比，高纬锋面坡度大于低纬。

冷锋南下时，锋面坡度逐渐减小。赤道上,即无锋面

2)锋面的坡度与锋两侧的温度差成反比，温度差越大，坡度越小。即无锋面

3).锋面的坡度与锋两侧平行与锋的地转风分量差成正比风呈气旋性切变(vc>vw)风速差（风速切变）越大，坡度越大锋面坡度是与两气团的风速差成正比而与温度差成反比，但实际上，温差增大时，风速差也增大，二者相互抵消，总的来说对锋面坡度影响不大；4)锋面坡度与平均温度成正比