第四章-大气与气候3教材

第三节大气运动和天气系统

第三节大气运动和天气系统风——空气的水平运动称为风；空气的垂直运动称为上升气流或下沉气流。地球上大气的运动形式以水平运动最为广泛和持久。WNSENESESWNW——风是矢量，既有风向，又有风速。风向指风的来向，以16个方位或360°方位角表示。风速以m／s

或km／h表示；根据风速的大小，可将风力划分为13级（0—12级）。一、大气的水平运动（一）影响大气水平运动的四种力气压梯度力（原动力）；地转偏向力（改变方向）；惯性离心力（改变方向）；摩擦力（减速、改变方向）;二、大气环流

★大气环流是指大范围的大气运动状态。

（一）全球环流

1、全球7个纬向气压带①赤道低压带；②极地高压带；③副热带高压带；④副极地低压带。2、行星风系——行星风系是指不考虑海陆分布和地形起伏等的影响，全球性的低层盛行风带。主要包括三个盛行风带：①信风带：由副热带高压带吹向赤道，属性干燥。北半球为东北信风，南半球为东南信风；②盛行西风带：由副热带高压带吹向高纬地区。北半球为西南风，南半球为西北风；③极地东风带：由极地高压向外辐散形成。气压带和风带①信风环流圈（Hadley环流）：分布于赤道与南北纬30°之间。高空由赤道吹向副热带高压带（西风），地面由副热带吹向赤道（信风）。②中纬度环流圈（Ferrel环流）：分布于中纬度约30°—65°地带。地面由副热带高压带吹向副极地低压带（西风），高空由副极地低压带返回。③极地环流圈：分布于高纬度约60°与极地之间地带。地面由极地高压带吹向副极地低压带（东风），高空由副极地低压带返回（西风）。3、经向三圈环流经向三圈环流65°NNS30°N30°S65°SHHHHLLLEENESEWWWWWW极地高压副极地低压副热带高压赤道低压副热带高压副极地低压极地高压0°65°NNS30°N30°S65°SHHHHLLLEENESEWWWWWW极地高压副极地低压副热带高压赤道低压副热带高压副极地低压极地高压0°（二）季风环流季风的英文名称是“monsoon”，源自阿拉伯语“mausem”，意为季节。◆以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节变化而方向相反的风系，称为季风。季风是由于海洋与大陆之间的热力差异而形成的大范围热力环流。◆夏季，风由海洋吹向陆地，形成夏季风；冬季，风由陆地吹向海洋，形成冬季风。◆世界季风区分布：约在30°W—170°E，20°S—35°N的范围，其中以东亚和南亚的季风最显著。东亚季风范围广、强度大，冬季风强于夏季风。南亚季风（印度季风），夏季风强于东季风。亚洲季风区

非洲季风区

澳洲季风区

（三）局地环流——指由于局部环境如地形起伏、受热不均等而产生的小范围环流，也称地方性风系。1、海陆风：发生在海陆交界地带，由海陆热力差异引起，风向转换以一天为周期。2、山谷风：白天，地面风从谷地吹向山坡，夜晚风向相反；3、焚风：背风坡气温比迎风坡同高度上的气温高很多、干燥很多。在山区，一年四季均可出现。三、天气系统——指大气中引起天气变化的水平或垂直分布的各种尺度的运动系统。根据其水平范围可以分为：

小尺度天气系统——10

km级，存在数小时内；中尺度天气系统——101～102km级，存在1天内；大尺度天气系统——103km级，存在数天或以上。（一）气团与锋1、气团：是指在水平方向上物理属性比较均匀的大块空气。其水平范围几百到几千公里，垂直范围几到十几公里。——气团变性：当气团离开源地，其物理属性逐渐改变，获得新的属性，这种过程就称为气团变性。日常所见的气团，大多属于变性气团。——气团的分类

①地理分类法（地理位置和下垫面性质）：按气团源地分成四个基本类型：

冰洋气团、极地气团、热带气团、赤道气团；按气团源地的海陆位置，又把前三种类型分为海洋气团和大陆气团。赤道气团源地是海洋，不再分海、陆型。②热力分类法：凡是气团温度高于流经下垫面温度的，称为暖气团；相反，气团温度低于流经下垫面温度的，称为冷气团。2、锋冷气团暖气团地面对流层顶下界上界宽度高度——指两种性质不同的气团相遇时，在它们之间形成一个狭窄的过渡带。通常把锋看成是一个几何面，称为锋面，锋面与地面的交线称为锋线。锋面和锋线统称为锋。锋面云锋面云——锋的分类根据锋面两侧冷暖气团移动方向和结构可分为：①冷锋：冷气团主动向暖气团方向移动的锋；②暖锋：暖气团主动向冷气团方向移动的锋；③准静止锋：很少移动或移动速度很慢的锋；④锢囚锋：两条移动的锋相遇合并所形成的锋。根据形成锋的气团源地可分为：冰洋锋：冰洋气团——极地气团；极锋：极地气团——热带气团；赤道锋：热带气团——赤道气团；3、锋面天气是指锋附近的云、降水、风等气象要素的分布状况。①冷锋天气一型冷锋：移动慢，锋面坡度较小。锋后为稳定性降水区。由于移动慢，暖空气上升较慢较平稳而出现层状云，降雨缓和。冷锋过境时，气温下降，气压升高。二型冷锋：移动快，锋面坡度较大，云雨区较窄。由于移动快，暖空气受冷空气猛烈冲击快速上升而成浓厚的积雨云，常有雷雨狂风。冷锋过境时，气温急降，但时间短暂，锋线一过天气转晴。②暖锋天气：锋面坡度小。锋前为较宽的连续性降水区，广阔的云雨区连绵数百公里，造成持续不断的降雨,历时长，强度小。暖锋会使所经过地区的气温增高。③准静止锋天气：锋面坡度比暖锋更小，锋前连续性降水区更宽广，但降水强度小，持续时间更长。锋面带上常有低气压扰动发生并伴随中到大雷阵雨。（二）气旋与反气旋大气中占据三度空间的大尺度水平空气涡旋，中心气压比周围低的，称为气旋；中心气压比周围高的，称为反气旋。从气压场来说，分别称为低气压和高气压。1、锋面气旋（温带气旋）生成和活动在温带地区的气旋，称为温带气旋。是温带地区产生大范围云雨天气的主要系统。温带气旋主要出现在东亚、北美、地中海等地区。发展成熟的锋面气旋天气模式为：气旋前方是宽阔的暖锋云系和相伴的连续性降水天气，气旋后方是比较狭窄的冷锋云系和降水天气，气旋中部是暖气团天气。2、热带气旋◆生成于热带海洋上、具有暖心结构、强大而深厚的气旋性涡旋。它来临时往往带来狂风、暴雨和惊涛骇浪，具有很大的破坏力，是一种灾害性天气。也带来充沛雨水，有利于缓和或解除盛夏旱象。赤道全世界平均每年发生热带气旋和台风为79.8次南北纬5～20°，年平均水温＞26.5℃。赤道(1)分类

热带气旋按中心附近地面最大风速划分名称属性热带低压Tropicaldepression最大风速：＜17.2m／S即风力为：6～7级热带风暴Tropicalstorm最大风速：17.2～24.4m／S即风力为：8～9级强热带风暴Severetropicalstorm最大风速：24.5～32.6m／S即风力为：10～11级台风Typhoon最大风速：＞32.6m／S即风力为：＞12级超强热带风暴“锡德”袭击孟加拉国，已造成大量人员伤亡。该国军方消息称，目前已证实有3000多人死亡。超强热带风暴“锡德”袭击孟加拉国超强热带风暴“锡德”袭击孟加拉国(2)台风

台风常常带来狂风暴雨，一天的降雨量可达30亿吨，多的甚至超过200亿吨。多发生在南、北纬5°～20°的海水温度较高的洋面上。主要发生在8个海区：北半球的北太平洋西部和东部、北大西洋西部、孟加拉湾和阿拉伯海5个海区，南半球的南太平洋西部、南印度洋西部和东部3个海区。◆台风形成的基本条件①低空存在一个热带扰动，造成辐合流场，是热带气旋发展的基础；②有广阔的高温洋面，蒸发大量水汽到空中凝结，提供台风形成所需的巨大潜热，形成暖心；③有一定的地转偏向力，使扰动气流渐变为气旋性旋转的水平涡旋；④基本气流的风速垂直切变要小，使潜热不扩散，形成、保持暖心结构及加强对流运动。台风的流场云柱向上发展旺盛垂直高度：15-20km下：逆入；上：顺出◆台风的特征

台风的空间形态就象一个巨大的云柱，其半径一般200～300km，最大的可＞500km。台风的顶部是大致圆形呈螺旋状顺时针向外旋出的气流，台风的底部在北半球是绕台风中心逆时针旋进的气流（在南半球则作顺时针方向旋进）。

在台风云柱中央有一个直径约50km的基本无风、无云、无雨的区域，这就是台风眼。离开台风眼向外就是云层最厚的暴雨带，再向外则是大风区。

台风的生命周期，短者只一、两天，长者可达两星期，平均约四～五天。◆台风的结构与天气大风区台风眼暴雨带暴雨带500km◆台风的命名

根据世界台风委员会第31届会议的决议，从2000年1月1日起，采用具有亚洲风格的名字对西北大西洋和南海生成的热带气旋进行命名，旨在帮助人们对热带气旋提高警觉，增强警报效果。

由亚太地区的中国、中国香港、中国澳门、日本、柬埔寨、老挝、马来西亚、密克罗尼西亚联邦、菲律宾、朝鲜、韩国、泰国、美国和越南等14个成员一共提供140个名字（每个成员提供10个名字）。

这140个名字分成10组，每组里的14个名字（每个成员提供1个名字），按每个成员的字母顺序依次排列。命名表按顺序、循环使用。

由我国提供的10个名字是：龙王、玉兔、风神、杜鹃、海马、悟空、海燕、海神、电母、海棠。3、反气旋①冷性反气旋（冷高压），形成于中、高纬度地区，如北半球格陵兰、加拿大、西伯利亚和蒙古等地。冬半年活动频繁，势力强大，影响范围广泛，常常造成降温、大风天气。②暖性反气旋（暖高压），形成于副热带地区，常年存在，冬季位置偏南，夏季偏北。暖性反气旋控制地区，气流下沉，天气晴朗炎热干燥。结束全球大气环流示意图40°S—60°S盛行西风带40°S—60°S盛行西风带开普敦好望角◆亚洲夏季风

南太平洋副高（澳大利亚高压）

东南信风过赤道流

西南季风

西太平洋副高（夏威夷高压）

梅雨锋

极地气团TUSRQOP亚洲低压（印度低压）

夏季风季风槽0°10°N20°N30°N40°N50°N60°N西太平洋副高西南季风东南季风印度低压冬季风0°10°N20°N30°N40°N50°N60°N亚洲高压东北风西北风阿留申低压海陆风与山谷风海陆山谷谷风地形雨与焚风迎风坡背风坡锋的符号锋的符号暖锋冷锋锢囚锋准静止锋冷锋冷锋冷气团暖气团暖锋暖锋冷气团暖气团冷锋与暖锋天气冷锋暖锋锋后锋前锋后锋前锋后降水区锋前降水区◆梅雨锋梅雨锋“梅雨锋”属于准静止锋“梅雨”之名起源于每年6、7月间我国江南一带梅子成熟季节的连绵降雨由于久雨不晴，器物容易锢囚锋天气冷空气凉空气冷空气凉空气暖空气冷锋暖锋暖空气暖空气大雨小雨锢囚锋锢囚锋锋面气旋锋面气暖锋冷锋云雨区域图例暖锋暖锋冷锋冷锋LL冷气团暖气团HH锋面气旋的形成与消亡L冷气团准静止锋准静止锋暖气团冷锋冷锋冷锋冷锋暖锋LL暖锋暖锋暖锋锢囚锋新生期：冷、暖气团对峙新生期：气旋生成成熟期：冷、暖锋相互入侵降水降水降水成熟期：气旋加深，降水扩大锢囚期：气旋趋于消亡消散期：冷、暖气团恢复对峙台风形成过程台风形成过程菲律宾菲律宾菲律宾菲律宾热带扰动，台风形成前一天热带低压形成加强为热带风暴台风形成超强热带风暴“锡德”袭击孟加拉国运行轨迹台风云系1台风云系台风云系2台风，太平洋台风云系3飓风，北美台风“丽莉”国际空间站，2002年台风“丽莉”——约15浬宽的“台风眼”台风“飞燕”袭击福州20010623台风“鸣蝉”台风“鸣蝉”韩国釜山，20030913台风“蝎虎”横扫日本台风“蝎虎”横扫日本20041020西移路径台风“洛克”，2005西北移路径台风“碧利斯”，2000转向路径台风“电母”，2004