第八讲.锋面和气旋

Ch08：锋面和气旋本讲内容气团：不同的性质锋面：两个不同气团的界面冷锋：冷气团势力强暖锋：暖气团势力强静止锋：冷暖气团势力相当锢囚锋：冷锋赶上暖锋后，把暖空气抬离地面，近地面层冷暖锋合并锋面气旋模型锋面气旋天气阅读：MeteorologyToday，第12、13章1在专业课<天气学原理>中包括两章的内容概要的介绍一下有关的基本概念参考:

教学博客:2气团和锋面性质相对均匀的大团空气称为气团(airmass);不同的下垫面作用形成了不同的冷－暖、干－湿的气团;不同性质气团之间的交界面被称为锋面(front),一般把热力学场和风场具有显著变化的狭窄倾斜带定义为锋面;锋面是中纬度地区大气斜压性的反映,锋面作为一种天气系统，它同时又与其他的天气系统和天气现象有密切的联系。3南方的暖气团与北方的冷气团4气团的形成与变性气团的形成主要受下垫面温度和湿度的影响,具有形成气团比较均匀的温度和湿度属性条件的地区称为气团源地。气团运动离开源地移至与源地性质不同的下垫面时，两者间又产生了热量与水分的交换，气团的物理属性逐渐发生变化，这种变化称为气团变性。5气团的分类干冷的冰洋气团和极地气团，源自北冰洋和极地地区。暖湿的热带气团和赤道气团，来源于热带洋面和赤道洋面。6影响我国的气团活动冬季:大陆西伯利亚的干冷气团与热带海洋气团相遇时在交界处形成阴雨天气，如冬季华南地区的阴雨。北极气团南下侵入我国可造成气温剧烈下降的强寒潮天气。热带海洋气团可影响到华南、华东和云南等地，形成温热、湿润的天气。夏季:西伯利亚气团与南方海洋气团在我国大陆相遇并由南向北推进，造成我国大范围的降水。来自印度洋的赤道气团（季风气团）可造成长江流域以南地区大量降水.而热带大陆气团也可影响我国西部地区，出现严重的干旱和酷暑。春季:西伯利亚气团和热带海洋气团两者势力相当，互有进退，是锋系及气旋活动最盛的时期。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，我国东部地区在单一气团控制下，出现全年最宜人的秋高气爽的天气。7我国冬季的气团活动8我国夏季的气团活动9锋面(Front)在英语中,Front的意思是战线,尤其指第一次世界大战时的西欧战线(thewestfront).锋面的名称起源于第一次世界大战，挪威气象学家Vilhelm

Bjerknes和他的儿子JacobBjerknes等首先提出的.10不同的角度观察锋面：(a)侧视图， (b)俯视图， (c)三维视图11挪威学派的极锋模型:以挪威气象学家VilhelmBjerknes为代表的一个学派在20年代初认为,锋面从地面延伸到大气高层.可是,后来的观测表明,锋面仅达2-3公里的高度.虽然高空和地面锋区的配置对锋面的发展非常重要,但锋面的空间结构与挪威学派的模型有很大不同.12锋的种类:

根据锋在移动过程中冷、暖气团所具有的主次位可将锋分为：冷锋(coldfront),暖锋(warmfront),静止锋(stationaryfront),锢囚锋(occludedfront)。13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移动，这种锋面称为冷锋。冷锋过境后，冷气团占据了原来暖气团所在的位置。温度、风向和风速都发生很大变化，降水和雷暴天气也发生在冷锋的附近。冷锋一年四季在我国都有，冬半年更为常见。14冷锋附近的气流和云系分布

(温度是华氏温标)15冷锋的3维示意图16冷锋附近地面

气压场、风场和天气现象17锋面垂直剖面温度分布18位于美国东海岸一条冷锋(第1天)19位于美国东海岸一条冷锋(第2天)20暖锋锋面在移动过程中，如果暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动，这种锋面称为暖锋。暖锋多在我国东北地区和长江中下游地区活动，大多与冷锋联结在一起。暖锋附近的等压线也有一折角，但没有冷锋明显。温度有变化,风向在暖锋两侧发生变化，几乎相互垂直。暖锋降水范围比冷锋宽的多。21暖锋的3维示意图22暖锋附近地面

气压场、风场和天气现象23静止锋当冷暖气团势力相当，锋面移动很少时，称为静止锋。静止锋的个别地段有时会向暖气团方向移动，或者向冷气团方向移动，因此它可以转变为冷锋或暖锋。在我国,静止锋常常在华南和华东地区活动，形成持续的阴雨天气。在我国华南和云贵高原等地区常见到冷锋由于受到山脉阻挡和适当的流场共同作用而形成准静止锋。24准静止锋示意图25锢囚锋由于冷锋移速远快于暖锋，冷锋赶上暖锋后把暖空气抬离地面，近地面层冷暖锋合并而形成一种锋叫锢囚锋。这时表现出暖空气、冷空气和比较强的冷空气。有时由于地形作用，使两条冷锋相对而行，也可以形成锢囚锋。26锢囚锋的形成27沿锢囚锋不同部位的垂直剖面28锢囚锋的形成过程

地面图和垂直剖面29挪威学派的锋面气旋模型30初始状态31发生32发展33成熟34锢囚35气旋的形成和发展过程36地面锋面和高空气流的配置地面锋面系统总是与其上空的气流紧密结合在一起的,尤其是与高层大气波动(Rossbywaves)密切相关.一般地说,当地面气旋位于波动低压槽前或急流前时,锋面会发展和加强.否则,地面锋面会减弱.37气旋和反气旋与高空气流的配置38罗斯贝波:Rossbywaves39地面气旋和高空气流的配置40高空急流41急流附近的散度分布42地面锋面和高空急流43地面锋面和高空流场的配置44地面锋面和高空流场的配置45北大西洋上空的强风暴(气旋)462001年4月7日

影响华北地区的强风暴和沙尘暴472000年4月6日

卫星云图显示的是气旋大风与沙暴，锋后的黄色沙尘已经开始影响北京481999年4月3日我国风云（FY-1C）卫星观测到的北太平洋温带气旋可见光和近红外合成云图.49作业:影响我国的气团有哪些?在一年的四季中,这些气团是怎样影响我国天气的?什么是锋面?锋面有哪些种类?分别画出它们的垂直剖面简图,标出冷暖气团以及锋面的移动方向.画图和简述气旋的发生,发展和消散的过程（平面图）.画图并简述地面气旋位于高空急流的什么位置时有利于气旋的发展?50思考题高层气流呈波动，在北纬45°附近，如果围绕地球有5个波，每个波的波长是多少（地球半径为6400km)？一般来说，波谷（槽）对应坏天气（气旋风暴等