第二节中高纬度天气系统

第二节中高纬度天气系统第1页，共43页，2023年，2月20日，星期三

一、对流层中、上层，500hpa

（大型天气系统，）：大气长波、阻高、切断低压、极涡

二、对流层中、下层，700、850hpa（西风带中型扰动）：高空槽、切变线、低涡

三、近地面：温带气旋和反气旋第二节中高纬度天气系统第2页，共43页，2023年，2月20日，星期三一、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3000~10000千米短波：波长＜3000千米第3页，共43页，2023年，2月20日，星期三（一）大气长波行星波、罗斯贝波波长：5000~7000千米，P109图波幅：10~20个纬距以上移动：自西向东，＜10经度/天，准静止，倒退时间：3~5天以上第4页，共43页，2023年，2月20日，星期三长波槽、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发展的背景条件。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。第5页，共43页，2023年，2月20日，星期三（二）阻塞高压和切断低压大气长波演变而成的闭合系统第6页，共43页，2023年，2月20日，星期三1、阻塞高压（阻高）温压场较对称的深厚暖高压特征：（1）闭合中心，50°N以北（2）5~7天（3）移动：﹤7~8个经度/天，准静止，向西退第7页，共43页，2023年，2月20日，星期三形成命名地区性、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，时阴时晴第8页，共43页，2023年，2月20日，星期三阻塞高压对中高纬地区天气的影响非常明显。在亚洲主要出现在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。第9页，共43页，2023年，2月20日，星期三2、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：冷高压第10页，共43页，2023年，2月20日，星期三2、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线。特征：（1）850、700hpa等压面上（2）两侧气流出现明显的气旋式切变（3）两侧温度梯度很小（与锋的主要区别）（四）高空低压槽和切变线

1、高空低压槽：对流层中层西风带上的短波槽。第11页，共43页，2023年，2月20日，星期三分类：（1）冷锋式切变：偏北风与偏西风之间的切变，自北向南移动；与冷锋类似。（2）暖锋式切变：东南风与西南风之间的切变，自南向北移动；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。第12页，共43页，2023年，2月20日，星期三结构与天气：气流呈气旋式环流，水平辐合明显，利于发展上升运动，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，时间较长第13页，共43页，2023年，2月20日，星期三江淮切变线：产生于江淮流域（青藏高原以东，25°~35°N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，它是引起江淮流域暴雨的主要天气系统之一。第14页，共43页，2023年，2月20日，星期三3、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、西南涡第15页，共43页，2023年，2月20日，星期三二、温带气旋和反气旋（一）气旋的概念

定义

气旋是指在同一高度上中心气压比周围低、占有三度空间的大尺度涡旋。低压（气压场）中心气压比周围低气旋（流场）气流逆时针旋转（北半球）气流顺时针旋转（南半球）表示水平尺度：以最外围的一条闭合的等压线的直径长度来表示。强度：以中心气压值表示。气旋的发展（加深）气旋的减弱（填塞）第16页，共43页，2023年，2月20日，星期三2、气旋的分类地理区域温带气旋中高纬地区热带气旋热带海洋锋面气旋地方性气旋锋前热低压地形低压热低压热力结构锋面气旋无锋气旋热带气旋地方性气旋第17页，共43页，2023年，2月20日，星期三

（二）温带气旋（锋面气旋）

1、结构活动在中高纬地区的气旋，多为锋面气旋。

锋面气旋是一个呈逆时针方向旋转的涡旋，自中心向前方伸展出一条暖锋，向后方伸展出一条冷锋，冷、暖锋以南为暖空气，以北为冷空气。第18页，共43页，2023年，2月20日，星期三锋面气旋天气模式

1、结构第19页，共43页，2023年，2月20日，星期三

（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（a）。

2、温带气旋的生成第20页，共43页，2023年，2月20日，星期三开始出现波动时，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。地面图上开始形成低压中心，出现了一条闭合等压线（b）。

2、温带气旋的生成第21页，共43页，2023年，2月20日，星期三

（1）初生阶段：这个阶段，高空温压场特点是（b）（书本135页），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－)。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－)，促使气旋加深发展。此阶段天气发展较弱。第22页，共43页，2023年，2月20日，星期三（2）成熟阶段：锋面波动振幅进一步增大，冷、暖锋更加发展，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。

2、温带气旋的生成第23页，共43页，2023年，2月20日，星期三第24页，共43页，2023年，2月20日，星期三

锋面气旋进一步发展的结果，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，高空槽进一步发展，出现了闭合中心（h），高空温度槽与闭合中心更加接近，冷平流已侵入到气旋的南部，气旋达到最盛阶段。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。

2、温带气旋的生成（3）锢囚阶段：第25页，共43页，2023年，2月20日，星期三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，构成一个深厚的冷低压（k）。在地面摩擦、辐合作用下，气旋逐渐填塞、消亡。

2、温带气旋的生成（4）：消亡阶段第26页，共43页，2023年，2月20日，星期三第27页，共43页，2023年，2月20日，星期三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，锋面气旋常带来充沛的降水，并常引起大范围的灾害性暴雨和大雨；在北方，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。第28页，共43页，2023年，2月20日，星期三锋面气旋在对流层的中下层主要是辐合上升的气流，产生云和降水天气。

3、锋面气旋的天气云：近中心宽、远中心窄降水：近中心对流云，阵性降水；远中心降水区较宽。

如果暖空气为热带大陆气团，锋面上无降水或出现一些薄云；

如果暖空气为热带海洋气团，当空气层结稳定时，锋面上出现一些层云和雾；当空气层结不稳定时，易有对流性天气发展。

风：暖区一侧偏南大风，冷区一侧西北大风，在干燥季节，伴随大风会出现风沙。第29页，共43页，2023年，2月20日，星期三第30页，共43页，2023年，2月20日，星期三

东亚气旋北方气旋45～55°N南方气旋25～35°N蒙古气旋东北气旋黄河气旋黄海气旋江淮气旋东海气旋东亚气旋沿着对流层500hPa或700hPa气流的方向移动，并最终移向阿留申群岛及其以东的北太平洋海域。

第31页，共43页，2023年，2月20日，星期三东亚的锋面气旋源地主要集中于两个地带：一个在45°~55°N之间，即内蒙到东北一线，称为北方气旋；另一个在25°~35°N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、南两支锋带相联系。第32页，共43页，2023年，2月20日，星期三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移动。不同阶段第33页，共43页，2023年，2月20日，星期三二、反气旋

1、反气旋的概念定义

反气旋是指在同一高度上中心气压比周围高、占有三度空间的大尺度涡旋。高压（气压场）中心气压比周围高反气旋（流场）气流顺时针旋转（北半球）气流逆时针旋转（南半球）表示水平尺度：以最外围的一条闭合的等压线的直径长度来表示。强度：以中心气压值表示。反气旋的发展（加强）反气旋的减弱第34页，共43页，2023年，2月20日，星期三天气：多晴朗天气2、反气旋的分类地理区域极地反气旋（极地高压）极地温带反气旋（冷高压）中高纬地区副热带反气旋副热带副热带高压（副高）对流层中下层海洋上大陆高压（高原高压）对流层上层大陆高原上热力结构冷性反气旋（冷性高压）温带反气旋暖性反气旋（暖性高压）副热带反气旋第35页，共43页，2023年，2月20日，星期三3、温带反气旋（冷高压）活动在中高纬地区的反气旋。格陵兰、加拿大、西伯利亚和蒙古。分类准静止型冷高压源地（西伯利亚和蒙古地区）移动型冷高压东移南下，入侵我国天气状况通常是晴朗的天气，风力不大。有时在夜间或清晨会出现辐射雾，日出后逐渐消散。当有逆温层存在且水汽较多时，逆温层下常出现层云、层积云，产生毛毛雨和雾等天气现象，能见度较坏。外围往往有锋面存在，尤其是在移动性冷高压的外围，其前部（东部或东南部）具有冷锋天气特征，后部（西部）具有暖锋天气特征。第36页，共43页，2023年，2月20日，星期三第37页，共43页，2023年，2月20日，星期三寒潮天气过程：一种大规模的强冷空气的活动过程。

寒潮天气：剧烈的降温和大风；

有时伴有雨、雪、雨凇、霜冻、风沙、雷暴（春秋的江南地区）

寒潮大风：西北大风（东北、内蒙古）偏北大风（华北、黄淮）东北大风（长江以南）4、温带反气旋（冷高压）寒潮天气过程

概念第38页，共43页，2023年，2月20日，星期三

冷空气强度的划分一般冷空气冷空气寒潮：一次冷空气活动，

使长江中下游及以北地区48小时内降温＞10℃，冬季长江中下游地区（春秋季江淮地区）Tm≤4℃。陆地有相当于三个行政大区出现5～7级偏北大风，沿海有三个海区出现＞7级大风。强寒潮：一次冷空气活动，

使长江中下游及以北地区48小时内降温＞14℃，冬季长江中下游地区（春秋季江淮地区）Tm≤4℃。陆地有相当于3～4个行政大区出现5～7级偏北大风，沿海所有海区出现＞7级大