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文档简介
第七章
天气系统气候特征反映了一个地区天气变化的平均特征,具体某日/时天气状况则取决于该地当时的天气系统。天气:在一定区域中短时间内的大气状态(冷暖、风雨、干湿、阴晴等)及其变化的总称。例如:阴、晴、风、雨、雷、电、雾、霜、等。天气系统:是指具有一定的温度、气压或风等气象要素空间结构特征的大气运动系统。如何表示天气系统:(1)以空间气压分布为特征:高(低)压、脊、槽;(2)以风的分布特征来分,如气旋,反气旋,切变线;(3)以温度分布特征来确定,如高温区、低温区、锋;(4)以某些天气特征来分,如雷暴,热带云团等。天气系统可以通过各种天气图和卫星云图等分析工具分析出来(Micaps)。天气系统的尺度问题各类天气系统有一定的特征尺度:
空间尺度:以天气系统的水平尺度的大小来衡量,水平尺度系指天气系统的波长或扰动直径;时间尺度:以天气系统生命史时间长短来衡量,生命史系指天气系统由新生到消亡的生消过程。
天气系统水平尺度越大,其时间尺度也越长。
常见的几种尺度的天气系统各类天气系统都是在一定的大气环流和地理环境中形成、发展和演变着,都反映着一定地区的环境特性第一节气团和锋定义:指气象要素(主要指温度、湿度和大气静力稳
定度)在水平分布上比较均匀的大范围空气团。空间尺度:水平范围:从几百km到几千km垂直范围:达几km到十几km在同一气团控制下的大气特点也大致相同,且温度水平梯度一般小于1—2℃/100km,垂直稳定度及天气现象也都变化不大。一、气团1、气团形成的条件(1)范围广阔、地表性质比较均匀的下垫面气团中的水、热主要来自于下垫面,只有广阔的性质均匀的下垫面,才可以向空气提供相同的水、热,在一定范围内空气的物理属性也大致相同。因此大范围性质比较均匀的下垫面可成为气团形成的源地。海洋:形成暖湿的气团 沙漠:形成干燥的气团 冰盖:形成冷干的气团(2)有一个能使空气物理属性在水平方向均匀化的环流场空气团运行缓慢,方向较稳定,可以使大范围的空气能有较长时间的停留,以便逐渐获得与下垫面相适应的物理属性,通过辐射、湍流、对流、蒸发、凝结、平流及空气的垂直运动来完成。气团的形成是在具备了上述两个条件下,主要通过大气中各种尺度的湍流、大范围系统性垂直运动以及蒸发、凝结和辐射等动力、热力过程而与地表间进行水汽和热量交换,并经过足够长的时间来获得下垫面的属性影响。2、气团的变性(1)定义:气团形成后,随着环流条件的变化,由源地移行到另一新的地区时,由于下垫面性质以及物理过程的改变,气团的属性也随之发生相应的变化,这种气团原有物理属性的改变过程称为——(2)成因:气团形成以后,由源地移向另一地区的过程中,在所经途中,与下垫面不断地进行着热量和水分的交换,从而改变了气团原来的物理属性。(3)影响气团变性的因素:①气团流经下垫面性质与气团源地下垫面的性质差异程度:差异越大,气团变性程度越大②与气团离开源地时间长短和空气运动状态变化有关
③不同气团变性的难易也是不同的A冷气团移向暖区时容易变暖,而暖气团移向冷区时则不易变冷B从气团水分变性来看,干气团容易变湿,湿气团不容易变干3、气团的分类
为了分析气团的特性、分布、移动规律,常对地球上的气团进行分类:地理分类法和热力分类法。(1)地理分类法 根据气团源地的地理位置和下垫面性质,把南(北)半球的气团分为四个基本类型气团的地理分类(2)热力分类法:以气团与流经地区下垫面的热力对比作为分类的基础冷气团:气团温度低于流经地区下垫面温度的暖气团:气团温度高于流经地区下垫面温度的冷、暖气团是气团温度相对于下垫面温度而言的,两者之间并没有绝对温度数量界限。日常天气分析中还常依据气团与相邻气团间的温度对比划分冷、暖气团,温度相对高的称暖气团,温度相对低的称冷气团。冷气团特点所经之处气温降低,本身变暖,由于气团下层温度升高,气团内部易对流,可能发展成不稳定天气。冷气团属于不稳定的气团暖气团特点所经之处气温升高,本身变冷,甚至有时可能发展成逆温层,以至暖气团中热力对流不易发展,往往呈现出稳定性天气,属于稳定的气团4、影响我国的气团(1)影响我国的气团来自何方?我国的大部分地区处于中纬度,冷、暖气流交绥频繁,缺少气团形成的环流条件。同时,地表性质复杂,没有大范围均匀的下垫面作为气团源地。因而,活动在我国境内的气团,大多是从其它地区移来的变性气团,其中最主要的是变性极地大陆气团和热带海洋气团。(2)气团如何影响我国天气的?冬季:主要受变性极地大陆气团影响,它的源地在西伯利亚和蒙古(称之为西伯利亚气团)。它所控制的地区,天气干冷。北极气团也可南下侵袭中国,造成气温急剧下降的强寒潮天气。夏季:西伯利亚气团在中国长城以北和西北地区活动频繁,中国东部沿海地区主要受变性的热带海洋气团影响。以上两种气团的交汇,是构成中国盛夏南北方区域性降水的主要原因。此外,热带大陆气团常影响中国西部地区,被它持久控制的地区,就会出现严重干旱和酷暑。来自印度洋的赤道气团,可造成长江流域以南地区大量降水。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,常呈拉锯战,冷高占上峰时,多伴有风沙、雷雨、冷空气、寒潮天气;均势力敌时多形成江南、华南连阴雨。
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,中国东部地区在单一的气团控制下,出现全年最宜人的秋高气爽的天气。大陆冷气团不时南压,若为干冷高压(会变性为暖高),多形成伏秋连旱、秋老虎天气。二、锋
锋是冷、暖气团接触所形成的交界面。该地带冷、暖空气异常活跃,常常形成广阔的云系和降水天气,有时还出现大风、降温和雷暴等剧烈天气现象。因此,锋是温带地区重要的天气系统。气象学家对锋的理论研究成熟于20世纪初期,他们认为大气中最激烈的天气不是发生在冷暖气团中,而是发生在冷暖气团的交界面上。1、锋的概念
两个性质不同的气团之间的狭窄而又向冷气团倾斜的过渡带。
锋的水平范围与气团水平尺度相当,长达几百km到几千km。
锋面:锋的宽度同气团宽度相比显得很狭窄,因而常把锋区看成是一个几何面;锋线:锋面与地面的交线;锋面和锋线的统称锋向空间伸展的高度视气团的高度而有不同:对流层锋:伸展到对流层中上层者;近地面锋:若仅限于对流层低层(1.5km以下)者,2、锋的特征(1)锋面坡度锋面在空间向冷区倾斜,具有一定坡度,锋面的倾斜程度称为锋面坡度。冷暖气团密度不同,产生了一个由冷气团指向暖气团的水平气压梯度力(G),迫使冷气团呈楔形伸向暖气团下方,并力图把暖气团抬挤到它的上方,使两者分界面趋于水平然而,当水平气压梯度力开始作用时,地转偏向力(A)就随之起作用,并不断地改变着冷空气的运动方向,使其逐渐同锋线趋于平行。当地转偏向力和锋面气压梯度力达到平衡时,气流平行于锋面作地转运动,这时冷、暖气团的分界面就不再向水平方向过渡而呈现为倾斜状态。(1)锋面坡度的形成和保持是地球偏转力作用的结果(2)一般锋面的坡度约在1/50-1/200之间,由于锋面坡度很小,锋面所遮掩的地区必然很大。由于有坡度,可使暖空气沿倾斜面上升,为云雨天气的形成提供有利条件.(2)温度场①锋区内的水平温度梯度大(水平方向上)气团内的温度变化1℃/100km锋区的温度变化5~10℃/100km:等温线密集.②锋区内有逆温现象(垂直方向上)锋的下部是冷气团,上部是暖气团,所以自下而上通过锋区时,出现气温随高度增高而增加的现象,称锋面逆温。(3)气压场
锋面两侧是密度不同的冷、暖气团,因而锋两侧的气压倾向是不连续的,当等压线横穿锋面时便产生折角,折角尖端指向高压一方,锋落在低压槽中。(4)风场
锋附近的风场是同气压场相适应的。地面锋既然处于低压槽内,依据梯度风原理,锋线附近的风场应具有气旋性切变,尤其近地面层大气,由于摩擦作用,风向和风速的气旋性切变都很明显。3、锋的类型和天气 (1)根据锋在移动过程中冷暖气团所占有的主次地位,可将锋分为:冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋。
(2)根据锋伸展高度,可分为:地面锋和高空锋。(3)根据锋面两侧气团来源的地理位置不同,可将锋分为:冰洋锋、极锋和赤道锋。冷锋——冷气团前缘的锋。锋在移动过程中,锋后冷气团占主导地位,推动着锋面向暖气团一侧移动.
为冷锋符号,其中三角所指方向为冷锋移动方向A过境前过境时过境后
冷锋天气的影响受暖气团控制,气温高,气压低,天气晴朗受锋面控制,常出现阴天、下雨、刮风、降温天气受冷气团控制,气温降低,气压升高,天气转晴一场秋雨一场寒冷暖甲冷暖冷暖
冷锋与天气暖锋——暖气团前沿的锋,锋在移动过程中,锋后暖气团起主导作用,推动着锋面向冷气团一侧移动为暖锋符号,其中半圆圆弧所指方向为暖锋移动方向过境前:受冷气团控制,气温低,气压高,天气晴朗。过境时:受锋面影响,多为连续性降水过境后:受暖气团控制,气温升高,气压降低,天气转晴。一场春雨一场暖
暖锋与天气A暖冷暖冷暖冷暖锋冷锋类型降水位置过境后过境时过境前天气实例降水时间/强度天气特征锋面符号单一暖气团控制,温暖晴朗单一冷气团控制,低温晴朗阴天、下雨、刮风、降雪、降温连续性降水气压升高,气温和湿度骤降,天气晴朗气压下降、气温上升、天气转晴时间短,强度大时间长,强度小
主要在锋后锋前
北方夏季暴雨、寒潮、沙尘暴
冷暖锋对比华南地区:春暖多晴,春寒雨起准静止锋——冷、暖气团势力相当或有时冷气团占主导地位,有时暖气团又占主导地位,锋面很少移动或处于来回摆动状态的锋准静止锋与天气由于坡度比较小,沿锋面上滑的暖空气可以伸展到很远的地方,所以云区和降水区较为宽广,降水强度比较小,但持续时间长,可能造成绵绵细雨连日不止的连阴天气。准静止锋天气一般分为两类:(1)云系发展在锋上并有明显降水。江南:“清明时节雨纷纷”(2)云系发展在锋下,并无明显降水。——由锋面受山脉阻挡形成的地形锢囚准静止锋与天气长江中下游地区的初夏梅雨天气是由江淮准静止锋形成的。图中的冷暖气团势力相当,此时锋面的移动有什么特点?锢囚锋是由两条移动着的锋合并而成,所以它的天气仍保留着原来两条锋的天气特征。锢囚锋——当冷锋赶上暖锋,两锋间暖空气被抬离地面锢囚到高空,冷锋后的冷气团与暖锋前的冷气团相接触形成的锋4、锋生和锋消
锋生:指锋的生成或加强的过程;锋消:指锋的消失或减弱的过程锋生、锋消的主要标志是冷、暖气团间水平温度梯度的大小和变化。当某些大气物理过程促使空气的水平温度梯度沿着一条线附近迅速加大时,可以说这条线附近有锋生。反之,有锋消。在自由大气中大气的水平运动、垂直运动和非绝热过程都可能造成锋生或锋消。影响锋生(消)的因素(1)水平气流辐合、辐散相向或同向速度不同的气流,在辐合过程中,可促使冷、暖气团接近,水平温度梯度增大,利于锋生。反之,水平气流辐散则促使冷、暖气团远离,水平温度梯度减小,利于锋消。 T1、T2、T3表示等温线。t0时表示锋尚未形成时两气团间有宽阔的过渡区,等温线稀疏,气温梯度较小。t1时表示已出现辐合气流,冷、暖气团接近,温度梯度增大。t2时等温线更加密集,锋生成。反之,在锋区里出现水平辐散气流,等温线愈来愈稀疏,锋减弱以至消失。
(2)空气垂直运动
上升运动使上升空气发生绝热降温,下沉运动使下沉空气发生绝热增温。这种绝热增温和降温对锋生、锋消所起作用如何,还要看当时大气中温度垂直分布状态:大气温度直减率γ<干绝热直减率γd时,冷空气一侧的气流上升或暖空气一侧的空气下沉,或者两者同时发生,都能引起原有温度梯度增大,利于锋生γ>γd时,则结果相反。实际大气中是暖空气上升,冷空气下沉,无凝结现象时,利于锋消(3)空气的非绝热变化
冷、暖气团各停留在更冷和更暖的下垫面上,热量交换的结果可能使冷气团变得更冷,暖气团变得更暖,冷、暖气团间的温度梯度比原来增大,锋得到加强。但是这种情况在自然界是很少有的,大多数情况是锋两侧的气团都移行到性质大致相似的下垫面上,不论地表温度是低于冷气团或高于暖气团,或者介于两者之间,气团同下垫面间热量交换的结果,不是暖气团失热更多,就是冷气团得热更多,都会使冷、暖气团间的温度梯度减小,利于锋消。大气中暖气团含水汽较多,冷气团含水汽较少,因而成云致雨主要发生在暖气团中,所释放的潜热也主要集中在锋区暖气团一侧,这样会使冷、暖气团间温度梯度增大,有利于锋生。上述三种因素中有的利于锋生,有的又利于锋消,在实际大气中往往三种或两种因素共同起作用,其共同效应是利于锋生还是利于锋消,要看那个因素居主导地位。实践证明:(1)在对流层低层气流水平辐合、辐散是锋生、锋消的一种主要因素;(2)在对流层高层,垂直运动是一个重要因素,而水平气流辐合、辐散也是一个重要因素;(3)在对流层中层,气流水平辐合、辐散和垂直运动往往同等重要,但两者所起作用相反。凝结潜热释放对锋生也起着一定作用。我国的锋生主要分布区我国大部分地区处于温带,冷、暖气团活动频繁,锋生现象十分明显。
锋生地带主要有两个:①东北、内蒙一线,并与北支锋区相对应②长江以南地区,并与南支锋区相对应。华南地区凝结潜热释放的数量比较多,对锋生所起作用不容忽视。
锋面系统是如何影响我国天气的?冷锋对我国天气的影响:——影响我国天气的主要锋面
在我国一年四季都有,尤其在冬半年更常见,冬季遍及全国;夏季主要在黄河以北;秋末、冬季和初春的寒潮,是冷锋快速南下时形成;北方冬春季节的大风沙暴天气,是冷锋快速移动造成的。北方夏季的暴雨,多是冷锋来临形成的锋面雨暖锋:在我国的影响范围较小,一场春雨一场暖。第二节
中高纬度天气系统(一)对流层中、上层(500hPa/5500m)
的大型天气系统:大气长波、阻断高压、
切断低压、极涡(二)对流层中、下层(700-850hPa/
1500~3000m)的天气系统:西风带中的扰动,包
括高空槽、切变线、低涡(三)、近地面天气系统:温带气旋和反气旋气旋——经常带来破坏性大风、暴雨、
对流等。反气旋——寒潮气旋:中心气压比四周低的水平空气涡旋气压场:低压——中心气压比周围低流场:气旋——气流逆时针旋转(北半球)
气流顺时针旋转(南半球)反气旋:中心气压比四周高的水平空气涡旋气压场:高压——中心气压比周围高流场:反气旋——气流顺时针旋转(北半球)气流逆时针旋转(南半球)一、气旋和反气旋气旋与低压低1005.01002.51000.0北半球气旋南半球气旋气旋:北逆南顺旋转辐合单位:hPa低1005.01002.51000.0单位:hPa反气旋与高压高1000.01002.51005.0高1000.01002.51005.0北半球反气旋南半球反气旋反气旋:北顺南逆旋转辐散单位:hPa单位:hPa类型气旋反气旋气压状况
图示(以北半球为例)水平气流北半球南半球垂直气流天气状况我国典型的天气低压上升多阴雨天气夏秋季影响我国东南沿海的台风高压下沉多晴朗天气北方秋季“秋高气爽”的好天气
呈逆时针方向旋转辐合
呈顺时针方向旋转辐合呈顺时针方向旋转辐散
呈逆时针方向旋转辐散低高气旋与反气旋的水平尺度:以地面图上最外圈闭合等压线的直径来表示气旋:一般为1000km最大2000~3000km最小200~300km反气旋:因盛行下沉气流,地面呈辐散状,范围
较大,最大约占亚洲的3/4,最小几百公里气旋与反气旋的强度:用中心气压值的高低来表示气旋:中心气压值越低,强度越大反气旋:中心气压值愈高,强度愈大气旋与反气旋的分类1、定义:指具有锋面结构的低压,故又称锋面气旋(1)主要活动在中高纬度,更多见于温带地区(2)是温带地区产生大范围云雨天气主要天气系统温带气旋对中高纬度地区的天气变化有着重要的影响,多风雨天气,有时伴有暴雨、暴雪或强对流天气,有时近地面最大风力可达10级以上。二、温带气旋温带气旋的结构从平面看,锋面气旋是一个逆时针方向旋转的涡旋,中心气压最低,自中心向前方伸展一个暖锋,向后方伸出一条冷锋,冷、暖锋之间是暖空气,冷、暖锋以北是冷空气。锋面上的暖空气呈螺旋式上升,锋面下冷空气呈扇形扩展下沉
从垂直方面看,气旋的高层是高空槽前气流辐散区,低层是气流辐合区。在气旋前部和中心区有上升气流,气旋后部有下沉气流。其低压中心轴线自下而上向冷区偏斜。温带气旋的天气特点:气旋的中心地带是由于是上升气流,所以多云雨天气,而四周通常是容易干燥晴朗的下沉气流,(台风亦是如此)。华北地区的温带气旋日本东部的气旋
三、温带反气旋温带反气旋:活动在中高纬度地区的反气旋。(1)冷性反气旋:相对稳定(2)移动性反气旋:与锋面气旋相伴移动冷性反气旋的天气特点:各季都有,冬季活动最频繁,势力大,范围广,所经之地产生降温、大风、降水;
冷性反气旋产生于中高纬度地区(加拿大、北极、西伯利亚、蒙古),在合适的大气形势引导下向南移动时,就会形成寒潮。寒潮:盘踞在高纬度上空的冷空气,受高空气流引导时会向南移动,就会造成一次次冷空气袭击,如果冷空气十分强大,造成流经地区剧烈降温、霜冻、大风等等灾害性天气,这种大范围的强烈冷空气活动,称为寒潮。我国国家气象局对寒潮的规定:气温在24h内下降10℃以上,最低气温降至5℃以下时,作为发布寒潮警报的标准。寒潮在我国的活动地区:蒙古西部——河套地区以北,主要影响我国的西北、华北、东北,势力强大时可影响长江以南地区。寒潮的路径寒潮的危害:
降温:使农作物遭受冻害
大风:对交通运输、建筑物有明显影响
大雪、冻雨:压断输电/信号线路,交通受阻第三节
低纬度天气系统一、副热带高压结构和天气西太平洋副高青藏高压二、热带天气系统热带辐合带东风波热带云团热带气旋一、副热带高压根据三圈环流给出在热带与温带(通常位于南、北纬20~40°)之间存在着过渡带,那里常年为一条高压带,称为副热带高压带副热带高压带受海陆分布的影响,常断裂成若干个高压单体,称副热带高压,简称副高副热带高压分布主要位于大洋上,常年存在,夏季增强,冬季减弱。
在陆地上夏季没有,冬季受海陆热力差异的影响,在中高纬度形成高压,副高也消失。冬季夏季副热带高压影响:高温天气
受大陆暖性高压和副热带高压的共同影响,全国大部分地区持续35~37℃的高温,局部地区最高气温竟达38~39℃。1、结构和天气(1)垂直剖面
600~100hPa层以质量辐合为主,尤以200hPa附近质量辐合最突出。600hPa层以下质量辐散占优势,整层空气质量辐合大于辐散,有净质量堆积(2)随高度的变化在对流层的中、下层,副高的强度是随高度升高而增强的,高压的中心位置随高度向暖区偏移,中心轴线向暖区倾斜到对流层中、上层(500hPa以上),地表海陆热力差异的影响已大为减弱,高压中心与暖中心基本重合,中心轴线也大体垂直030°N500hPa
(3)温度场结构
副高区内的温度水平梯度一般都比较小,而高压边缘由于同周围系统相交绥,温度梯度明显增大副高范围内盛行下沉气流,因而在低层普遍形成逆温层。逆温层阻挡着对流运动的发展和水分垂直输送,导致逆温层以下空气潮湿,相对湿度达80%以上;而逆温层以上空气干燥,相对湿度在50%以下。2、西太平洋副高(1)概述太平洋副高多呈东西扁长形状,中心有时只有1个,有时有数个。夏季时一般分裂为东、西两个大单体,位于西太平洋的称西太平洋副高,简称西太副高,它对我国天气和气候具有重要影响。(2)西太平洋副高的位置:季节性活动具有明显的规律性5-8月西太平洋副高压脊500hPa平均位置8-10月西太平洋副高压脊500hPa平均位置
(3)西太副高对我国天气的影响①西太副高控制区域将产生干旱、炎热、无风天气;②与周围天气系统相互作用形成其它类型天气:A、西太平洋副高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B西太平洋副高是向我国输送水汽的重要天气系统
我国夏季降水的水汽主要来源于西南气流从孟加拉湾、印度洋输送来,但西太平洋副高的位置和强度关系着东南季风从太平洋向大陆输送水汽的路径和数量,而且还影响着西南气流输送水汽的状况
因而,西太平洋副高的位置、强度的变化对我国(主要是东部)的雨季、旱涝以及台风路径等产生重大影响。二、热带天气系统热带定义:气象上——南、北半球副热带高压脊线之间的地带地理上——南、北纬30°以内的地区热带地区特点:面积:全球面积1/2;下垫面:海洋为主能量:能量净获得区;大气低层:高温、高湿和不稳定状态气流:气流辐合、上升带。热带辐合带东风波热带云团热带气旋
(一)热带辐合带
1.定义南北半球的信风汇合而形成的狭窄的气流辐合区,呈东西向分布,又称赤道辐合带气压场特点:由于辐合带区的气压值比附近地区低,曾称赤道槽
热带辐合带环绕地球呈不连续带状分布,是热带地区重要的大型天气系统之一,其生消、强弱、移动和变化,对热带地区长、中、短期天气变化影响极大热带辐合带按其气流辐合的特性分为两种类型:(1)季风辐合带:由东北信风与赤道西风相遇形成的
气流辐合带,因为这种辐合带活动于季风区;(2)信风辐合带:南北半球信风直接交汇形成的辐合带2、热带辐合带的天气特征:云系:积云、积雨云;天气:伴有阵雨、雷暴天气特别是辐合带上有台风生成和发展时,会产生狂风暴雨,有时会出现龙卷风,降水量达100~200mm/d。(二)东风波
1.定义指副高南侧(北半球)深厚东风气流受扰动而产生的波动波长1000~1500km,长达4000~5000km。伸展的高度一般为6~7km。最大强度出现在700~500hPa之间;周期3~7天,移速约20~25km/h
2.结构东风波一般表现为东北风与东南风间的切变。其结构因地区而有不同。随波轴的不同倾斜方向,槽前和槽后天气不同云雨天气晴朗天气3.东风波对我国的影响东风波槽产生低压辐合上升气流,可产生云雨天气。发展较强的东风波可形成闭合环流,甚至发展成热带气旋西太平洋季风辐合带的流场与云型,图的上部有一个东风波存在(三)热带云团定义:从卫星云图上发现,热带地区存在着大量深厚的由对流云组成的直径在100~1000km范围内的云区,称为云团云团经过地区常常发生大风和暴雨(四)热带气旋热带气旋是形成于热带海洋上、具有暖心结构、强烈的气旋性涡旋(与温带气旋的区别)热带气旋来临时往往带来狂风、暴雨和惊涛骇浪,具有很大破坏力,威胁生命、财产安全,是一种灾害性天气。同时,热带气旋也带来充沛雨水,有利于缓和或解除旱情,是热带地区最重要的天气系统。
热带气旋的分类:分类的依据——强度热带气旋的类型地面中心最大风速风力台风(飓风)≥32.6m/s12级以上热带风暴17.2~32.6m/s8~11级地带低压10.8~17.1m/s6~7级1、概述台风:生成于西北太平洋上;飓风:生成于大西洋、印度洋上台风“桑美”卡特里娜台风(飓风)台风的命名:人们为了便于预报、研究和区别不同时间出现的台风,对台风进行了命名:编号+名字编号:由四位数码组成:前两位表示年份,后两位是序号。0313命名:事先制定的一个命名表,然后按顺序循环重复使用。台风命名一览表台风的范围:以最外圈闭合等压线的直径来度量,平
均600~1000km最大可达2000km台风的高度:12~16km台风的形状:碟状2015年3月31日国际空间站拍摄超强台风“美莎克”台风的生命史:发生——加深——维持——消亡时间——一般3~8天,最长20天,最短1天台风的分布38%2、台风的结构台风眼:直径10~60km,大多数呈圆形,晴朗、微风台风本体:直径200km,由高大对流云组成,狂风暴雨台风外围:直径400~600km,浓积云,阵性降水和阵风从地面到3公里(主要是从500-1000m的摩擦层)为低层气流流入层3-8km左右是中层过渡层,气流主要沿切线方向环绕台风眼壁螺旋上升从8km~对流层顶:气流在上升过程中释放出大量潜热,造成台风中部气温高于周围,以及台风中的水平气压梯度力随着高度升高而逐渐减小的状况,当上升气流达到一定高度时,水平气压梯度力小于离心力和水平地转偏向力的合力时,就出现向四周外流的气流。空气外流的量与流入层的流入量大体相当。3、台风形成的条件①广阔的高温洋面:
台风具有相当大的能量,这些能量主要来自于潜热,而潜热释放又是大气层结不稳定发展的结果。所以大气层结不稳定就成为台风形成、发展的重要前提条件。海洋大气低层温度愈高、湿度愈大,大气层结不稳定程度愈强。因而广阔的高温洋面就成为台风形成、发展的必要条件。
据统计海温高于29°—30℃的洋面则极易发生台风。北太平洋西部的低纬洋面暖季(7—10月)海温可达30℃以上,水汽又充沛,成为全球台风发生最多的区域。②合适的地转参数值
热带初始扰动的发展、壮大,需要依靠一定的地转偏向力的作用,才能不断地使辐合气流逐渐变为气旋性旋转的水平涡旋,使气旋性环流加强。
若无地转偏向力或地转偏向力过小,达不到一定数值时,水平辐合气流可径直到达低压中心,发生空气堆积直至填塞,致使气旋性涡旋减弱或不能形成。据计算,只有在距赤道5个纬距以外的地区,f值才达到一定数值,利于台风形成。事实上,大多数台风发生在纬度5—20度之间。③气流铅直切变要小:指对流层上层和下层的风速、风向变化比较小为使潜热聚积在同一铅直气柱中而不被扩散出去,基本气流的铅直切变要小。否则高、低空风速相差过大或风向相反,潜热会迅速平流出去,而不利于暖心形成和维持,因而也不利于发展成台风。据统计,台风多形成于200hPa和850hPa等压面间,风速差小于10m/s的地区。④合适的流场台风形成前要有一个最初的原始动力,也就是起始扰动。如果出现了起始扰动,再加上摩擦辐合就可以产生上升运动,使气块抬升至一定高度后不稳定能量就可释放出来。这种初始的扰动绝大多数是由赤道辐合带和东风波等天气系统中发展而来的。4、台风的消亡条件主要是高温、高湿空气不能继续供给,低空辐合、高空辐散流场不能维持以及风速铅直切变增大等。造成这些条件的途径一般有两个:一是台风登陆后,高温、高湿空气得不到源源补充,失去了维持强烈对流所需能源。同时低层摩擦加强,内流气流加强,台风中心被逐渐填塞、减弱以至消失;二是台风移到温带后,有冷空气侵入,破坏了台风的暖心结构,变性为温带气旋。中国近海附近台风移动的路径(1)台风生成后,从菲律宾以东洋面一直向西移动,进入南海,在我国广东、海南沿海或越南沿海登陆。(2)台风从菲律宾以东洋面向西北方向移动,穿过台湾省在我国台湾、福建、浙江和江苏沿海一带登陆。登陆后或者消失,或者再转向东北入海,7-8月份出现的台风主要沿这条路径活动;(3)台风从菲律宾以东洋面直接向西北偏北方向移动,在东经125°以东转向东北的日本,这是5、10~11月台风最常见的拋物线路径台风(飓风)的影响对流性天气系统:
在暖季,当大气层结处于不稳定状态、空中有充沛水汽、并有足够对流冲击力的条件下,大气中对流运动得到强劲发展,所形成的天气系统称对流性天气系统。对流性天气系统特点:尺度小、生命期短,气象要素水平梯度很大、天气现象剧烈,具有很大破坏力,往往形成灾害性天气常见的对流性天气系统:雷暴、颮线和龙卷第四节
对流性天气系统一、雷暴雷暴:是由旺盛积雨云所引起的伴有闪电、雷鸣和
强阵雨的局地风暴。干雷暴:没有降水的闪电、雷鸣现象一般雷暴:只伴有阵雨强雷暴:伴有暴雨、大风、冰雹、龙卷等严重灾害性天气现象之一者雷暴天气特点:雷暴过境时,气象要素和天气现象会发生剧烈变化,如气压猛升,风向急转,风速大增,气温突降,随后倾盆大雨。强烈的雷暴甚至带来冰雹、龙卷等严重灾害雷暴天气的时空特征:
①低纬度雷暴较多(低纬度终年高温、多雨,空气处于暖湿不稳定状态,容易形成雷暴)
②山地多于平原,内陆多于沿海
③一年中最多的是夏季,春秋次之,冬季除暖湿地区外,极少出现。二、飑线飑线:是带状雷暴群所构成的风向、风速突变的
狭窄的强对流天气带飑线天气:飑线过境时,风向突变、风速增、气压骤升、气温剧降,同时有雷暴、暴雨,甚至冰雹、龙卷等天气现象,是一种很具破坏力的严重灾害性天气,且、预报难度很大。飑线尺度——很小
长度——几十km到几百km,一般为150~300km宽度——半km到几km,最宽几十km。垂直范围:只有3km左右维持时间:短,多为4~10h,短的只有几十分钟三、龙卷龙卷:是自积雨云底部伸出来的漏斗状的涡旋云柱龙卷风:龙卷伸展到地面时引起的强烈旋风龙卷的尺度:(1)水平尺度很小,近地层直径一般几米到几百米,空中直径可达3—4km,甚至10km;垂直范围在3—15km间。(2)时间尺度:生存时间极短,几分钟到几十分钟。龙卷类型:陆龙卷:出现在陆地上海龙卷:出现在海面上的龙卷特点:
龙卷是一种强烈旋转的小涡旋,中心气压很低,强龙卷中心附近可降至400hPa以下,气压梯度极大,引发出强大风速和上升速度。龙卷中心风速达几十~一百m/s,,最大上升速度达几十米至上百m/s。中心气压急剧降低造成了水汽迅速凝结,形成漏斗状云柱。这种极强的上升和水平气流具有巨大破坏力,能摧毁建筑物并能将上千、上万吨重物卷入空中第四节
天气预报的原理和方法天气变化与人们的生产活动、社会活动、军事活动以及日常生活都有着十分密切的关系。自古以来,人们总是想方设法去预测未来的天气变化,利用有利的天气,避开不利的天气,以减少不必要的损失1、天气预报
定义:根据气象观(探)测资料,应用天气学、
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