农林气象学第五章

第五章天气和气象灾害

第一节气团和锋

一．气团

（二）气团的形成和变性（一）概念

在一定范围内，水平方向物理属性（主要指温度、湿度、稳定度等）比较均匀的一大块空气，称为气团。1.形成条件：一是大范围性质比较均匀的下垫面；二是利于空气停滞和缓行的环流条件。

(1)

辐射作用：

(2)

乱流和对流作用

(3)

蒸发和凝结作用2．

气团的变性

由于下垫面性质的改变和大范围空气垂直运动状况的变化，气团的物理属性及其天气特点也将发生相应的改变，称为气团变性。

主要的物理过程有：（二）气团的种类和天气1.气团的分类

地理分类法和热力分类法。（1）地理分类法

依据气团源地的地理位置,把气团分为4个基本类型：冰洋（北极）气团，极地气团，热带气团和赤道气团。

根据下垫面性质，把气团分为海洋性气团和大陆性气团。（2）热力分类法

分为暖气团和冷气团。(三)影响我国的气团1.冬季：变性极地大陆气团，变性热带海洋气团。2.夏季：变性极地大陆气团，变性热带海洋气团，热带大陆气团。3.春秋季：

变性极地大陆气团，变性热带太平洋气团。二、锋（－）锋的概念

锋是冷暖气团之间的过渡带。

锋面与地面的交线，称为锋线。锋是锋面与锋线通称。（二）锋的类型和天气

1.锋的类型

2.锋面天气

主要是指锋附近的云系、降水、风、能见度等气象要素的分布情况。

（1）冷锋

冷气团推动锋面向暖气团一侧移动。

（2）暖锋

暖气团推动锋面向冷气团一侧移动。

（3）静止锋

锋面很少移动。

（4）锢囚锋

当有三种冷、暖性质不同的气团，相遇时，便产生两个锋面。

（1）暖锋天气：

连续性降水，降水在锋前（图5－1）。

图5－1暖锋天气示意图2）冷锋天气

第一型冷锋（缓行冷锋）

锋移动缓慢、锋面坡度较小100）。降水区出现在锋后（图5－2）。图5－2第一冷锋示意图第二型冷锋

是一种移动快、坡度大（1／40－1／80）的冷锋（图5－3）。图5－3第二冷锋示意图（3）静止锋天气：降水强度小，持续时间长，可能造成连阴雨天气。我国准静止锋主要出现在华南、西南和天山北侧，出现时间多在冬半年。（4）锢囚锋天气：

锢囚锋是由两条移动的锋面相遇合并而成（图5－4，图5－5）。云层加厚降水加强降水区扩大冷冷暖东北地区华北地区★

锢囚锋图5－4暖锋锢囚锋示意图图5－5冷锋锢囚锋天气模式第二节温带气旋和反气旋

一、气旋和反气旋概述

一般高压和低压是从气压场特征说的，气旋和反气旋是针对流场特征而言（图5－6）。图5－61958年4月5日08时地面天气图

在北半球，气旋内的空气作逆时针方向旋转；反气旋内空气作顺时外方向旋转。在南半球则相反。。

气旋和反气旋的强度通常用其中心气压值和最大风速来表示。

二、锋面气旋也称温带气旋.

（一）锋面气旋结构（图5－7）

图5－7气旋模式（二）锋面气旋天气三、冷性反气旋和寒潮（一）冷性反气旋（冷高压）

造成降温、大风和降水，是中高纬地区冬季最突出的天气过程。

（二）寒潮1.寒潮的概念

中央气象台规定:长江中下游及其以北地区，48小时内降温10℃以上，长江中下游最低气温＜4℃，陆上三个大区有5级以上大风，海上有3个海区出现7级以上大风，作为寒潮警报标准。2.寒潮的源地和入侵路径（1）源地：北冰洋和欧亚大陆以北的高纬地区。（2）路径：（关键区）西路、中路和东路（图5－8）。3.影响我国的季节

第一次：

10月底-11月初

第二次：

11月底-12月初图5－8寒潮路径示意图第三次：

12月底-1月初第四次：

1月中下旬。4.寒潮天气

剧烈降温、大风和降水第三节副热带高压

太平洋高压是副高压中最突出的一个，它常年存在，稳定少动。

1.西太平洋副高有着明显的季节变化和短期变化（图5－9）。2.西太平洋副高内的天气，一般晴朗少云。图5-9西太平洋副高压脊5-8月（a）和8-10月（b）500mb平均位置

季节性移动：

6月中、下旬，脊线迅速北跳，稳定于200－25oN之间；

7月上、中旬，跃进到250N以北地区；

7月底到8月初，脊线跨越300N；

9月份，脊线开始自北向南退缩；

10月上旬，跳到20oN

以南地区。

西太平洋副高的季节活动与我国大陆主要降水带的季节位移是相一致的。

实际上，副高的南北季节移动，往往出现异常现象，造成一些地区干旱，另一些地区水涝的反常天气。

干旱和雨涝都是降水量过于集中所产生的某一地区持续少雨和多雨现象。所以，往往一地涝而另一地区干旱.

第四节低温灾害

一、霜冻

在春、秋过渡季节，植物表面和土壤表面的温度短时间内下降到使作物（或果树）遭受冻害的现象，称为霜冻。

霜冻和霜是不同的现象。（一）霜冻的类型1.根据霜冻的成因

（1）平流霜冻

由于寒潮和强冷空气入侵而引起。特点：范围大，持续时间长，各地小气候差异不明显。

（2）辐射霜冻

由于夜间地面和植物表面的辐射冷却作用而形成。

影响范围小，危害较轻，各地的小气候差异较大。

2.按霜冻发生的季节分类

秋霜冻春霜冻（3）混合霜冻

由于强冷空气入侵和辐射冷却共同作用所引起的霜冻。(二)影响霜冻的因素

l.天气

晴朗无风、低湿的夜间有利于地面和植物表面的辐射冷却，易发生霜冻。。2.地形

霜冻危害程度以盆地最为严重3.土壤

干燥疏松的砂质土壤较潮湿紧实且质地较粘重的土壤严重。(三)霜冻的防御

1.生物学方法

（1）选择和培育抗寒品种

（2）适时播种（3）合理多施磷、钾肥（4）营造防风林2.物理方法（1）烟雾法

原理：①烟幕可阻挡地面长波辐射，增加大气逆辐射。②烟粒具有吸湿性，释放潜热。③燃烧直接释放热量。（2）灌水法提高温度2～3℃二、低温冷害

在生长季出现0℃以上的低温。（一）低温冷害的类型

。

延迟型冷害

作物营养生长期遭受长时间的低温危害。

障碍型冷害

在作物生殖生长期内（从颖花分化到抽穗开花期）短时间异常低温。（3）覆盖法提高1～3℃（4）直接加热法

混合型冷害

是指延迟型冷害和障碍型冷害在同一生长季中相继出现。（二）低温冷害的防御

1.

根据地区气候资源，合理地布局作物及其品种熟型搭配，

2.

采取综合措施，促进作物早熟。。

3.

选育和推广适宜的品种。三、冻害

0℃以下低温对植物造成的伤害。－、干旱

干旱是由于长期降水显著偏少或无雨，使土壤水分不能满足植物正常生长发育的气象现象。1．干旱的类型及对农业的危害

（1）季节性干旱

春旱在3～5月发生，主要在秦岭、淮河一线以北。夏旱包括初夏旱和伏旱。

第五节干旱和雨涝

秋旱发生于8月下旬到9月下旬，华北、华南和华中等广大地区均能出现。

（2）常年干旱2．干旱的影响因素

干旱的发生主要取决于天气和气候条件，干旱程度轻重还受地形、地貌、土壤性质和植被等多种因素影响。3、指标：

D：降水量距平百分率，R：当年该地某一时段的实际降水量，：同期多年平均降水量。如果Ｄ＞O表示该地区当年某一时段降水量偏多，Ｄ＜0则表示降水量偏少。

干旱指标旱期干旱指标一般干旱大旱（重旱）连续3个月以上－25%～－50%－50%～－80%连续2个月－50%～－80%－80%以上1个月－80%以上

指标1：指标2：旱涝指数

I=（Rī-R）/σ

式中:I为旱涝指数，Rī为某年降水量，R为多年平均降水量，σ为降水量标准差。其中I＞2为大涝年，1＜I≤2为涝年，-1＜I≤1为正常年，-2≤I＜-1为旱年，I≤-2为大旱年指标3：降水量和标准差

1级涝Rī＞(R+1.17σ)2级偏涝(R+0.33σ)＜Rī≤(R+1.17σ)3级正常(R-0.33σ)＜Rī≤(R+0.33σ)4级偏旱(R-1.17σ)＜Rī≤(R-0.33σ)5级旱Rī≤(R-1.17σ)其中,Rī为某年5－9月份的降水量，R为同期多年降水的平均值，σ为标准差。

按照降水量偏少的程度，干旱可分为五个等级：无旱：降水正常或较常年偏多，地表湿润，无旱象；轻旱：是降水偏少，地表空气干燥，土壤水分轻度不足；中旱：是降水持续偏少，土壤表面干燥，地表植物叶片白天出现萎蔫；重旱：指植物萎蔫、叶片干枯，果实脱落，工业生产和人畜饮水有一定影响；特旱：是指地表植物干枯死亡，对生态环境、人畜饮水有较大影响。4.干旱的防御：

★正确估计水资源，充分利用水资源：我国有大量的水文气象资料，只有准确分析各地的降水量和水资源的分布状况，才可能合理地利用水资源。

★加强植被建设，改善生态环境：因地制宜地开展退耕还林、退牧还草；营造农田防护林，可防风固沙，保持水土。

★优化农业生产结构，发展旱地农业：因地制宜推进农业生产结构的调整，建设稳定高产农田，发展特色农业和特色作物；积极推广各种抗旱、耐旱、耐瘠的品种；利用不同耕作方式的相互配合，充分利用降水，控制蒸发，增加土壤蓄水保墒的能力。

★搞好水利建设，应用节水灌溉技术，提高水的利用率：兴修水利、修建水库、修筑梯田、跨流域调水、搞好农田水利建设；修建水窖、塘坝、集雨窖等截蓄雨水；因地制宜地改变灌溉方式，进行节水灌溉，提倡中水在工农业中的应用。

★人工降水：开发大气中的水资源是抗旱减灾的主动性措施。

干旱椰枣耐旱，根深，阿拉伯人的最爱！椰枣熟了椰枣熟了营养，抗癌，一日六颗可活命，阿联酋最多塔克拉玛干沙漠罗布泊：在1972年蒸发完最后的一滴水塔克拉玛干沙漠边缘塔里木河畔内蒙的草原2内蒙的草原二、雨涝1.雨涝类型及其对农业的危害（1）春涝及春夏涝

（2）夏涝

（3）夏秋涝或秋涝

2．雨涝的成因通常是在低气压、静止锋、锋面气旋、台风等天气系统控制下形成的。

我国幅员辽阔，雨涝灾害分布广泛，在我国几千年的发展历史中，从公元前206年到公元1911年的2116年中，发生水灾1011次，平均约2年发生一次。近百年来，水灾依然频繁出现，并且随着全球气候的变暖、人口的增加和社会的发展，水灾损失不断增长。我国的水灾害主要发生在东部地区，尤其在七大江河中下游以及四川盆地最为严重。其中长江流域（特别是中下游）是频率高、成灾范围大、洪水峰高量大、历时长、常伴随地质灾害的发生，是水灾最严重的水系；

3、洪涝灾害的空间分布：

淮河是我国南北气候的过渡带，降水的年际变化大、下游行洪能力差、防洪抗洪困难；黄河水灾主要是发生在下游的溃堤泛滥，由于上游水土流失和下游河道淤积严重，使该地区成为我国洪灾最为严重的区域之一；海河的水灾主要来源于太行山和燕山的暴雨，洪水流量大、来势猛、年际变化大、水土流失严重，行洪和蓄洪能力差；珠江是洪水特别频繁的水系，受台风、风暴潮的影响，频率高、洪峰高、流量大、时间长、年际变化小，是洪水多发水系；松花江大约3～4年出现一次大的洪水，主要是历时较长、流量较大、年际变化大于长江、珠江，小于黄河、海河、淮河等，是我国北方洪灾多发水系；辽河洪水年际变化大，河道淤积严重。

三、防涝措施

★

提高监测预报水平

★

搞好水利建设，实施综合治理

★

加强生态建设九江，1998.08.09洪水广西梧州，2005.06.孟买的暴雨孟买的暴雨

第六节干热风

一、定义

高温、低湿并伴有一定风力的大气干旱现象。二、干热风指标（1）日最高气温大于或等于30℃，（2）14时相对湿度小于或等于30％，（3）14时风速大于等于3米／秒。

1．高温低湿型2．雨后热枯型三、干热风的类型3．旱风型四、干热风的危害

1.

热害

2.干害五、干热风的防御

1．营造防护林带。2．选用抗干热风的优良品种。3．浇麦黄水（一般在麦收前7～8天）。3.喷洒化学药剂。4.运用综合农业技术措施，

第七节冰雹冰雹分布的特点是：山地多于平原，内陆多于沿海，中纬度地区比低纬地区多，植被少的地区比植被多的地区多。

一、冰雹的形成条件

1．近地层大气层结呈超绝热状态。

2．地形的强迫抬升和热力作用，加强了气沉的上升运动。.

3.零度层高度在600hPa（4km高度）附近。二、人工防雹防雹措施：播撒催化剂和爆炸法。颜色

云乌黑，黑中带暗红，上部黄色，呈黑云黄边状。

声音

雷声沉闷，连绵不断，象推磨一样，称为“拉磨雷”。

2005年5月31日下午，一场突如其来的冰雹突袭京城。最大的冰雹尤如鸡蛋大小，

2005年5月31日北京城区的冰雹北京顺义遭冰雹袭击约千亩田地因冰雹绝收

第八节大风和龙卷风

一、大风

（4）气旋（低压）中心附近常有大风天气。

1．大风的成因

（1）冷锋后的偏北大风（寒潮大风）：范围大。

（2）高压后部的偏南大风：春季。

（3）雷暴大风：夏半年从积雨云中急速下沉的冷空气到达地面时引起大风。

（5）地形2．大风对农业的危害

机械损伤，蒸腾加强，土地沙化，传播病虫。3．大风的防御（l）营造防护林带，保护作物。

（2）架设风障，防御季节性大风。

（3）选择抗风性能强的作物品种。二、龙卷风特点

:

（1）范围小:在地面造成破坏的宽度，一般只有1～2km；（2）中心气压极低:为200～400hpa（3）风速大，直线运动:移动速度约15m/s,最快的有70m/s（4）生命短。寿命只有几分钟到几十分钟，只有极个别的可维持几小时.陆龙卷海龙卷龙卷风1龙卷龙卷风2龙卷

沙尘暴是风与沙相互作用的一种高强