《气象学与气候学教学课件》7周一.ppt
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1、上节课重点回顾:上节课重点回顾:1、温带急流和副热带急流、温带急流和副热带急流 温带急流:冬温带急流:冬40-60 N,夏,夏70 N,300hPa附近,平均风速附近,平均风速45-55m/s。副热带西风急流:冬副热带西风急流:冬25-32 N,夏北移,夏北移10-15;200hPa附附近。平均风速:冬近。平均风速:冬60m/s,夏较弱。,夏较弱。2、冷锋、暖锋、准静止锋、錮囚锋的定义、冷锋、暖锋、准静止锋、錮囚锋的定义冷式锢囚锋:冷锋后的冷气团比暖锋前的冷气团更冷暖式锢囚锋:暖锋前的冷气团比冷锋后的冷气团更冷暖式锢囚锋:暖锋前的冷气团比冷锋后的冷气团更冷錮囚锋天气特征:錮囚锋降水保留原先两种
2、锋段的降水特征,并且由于錮囚作用促使上升,利于云层变厚、降水增加、雨区范围扩大。錮囚锋过境后,一般情况气压升高,有小雨并逐渐转晴,温度视冷暖錮囚锋而定。中国錮囚锋主要出现在东北、华北地区,春季较多。冬半年,在西北、华北、华东地区,还出现地形錮囚锋。中高纬度天气系统西风带中的槽和脊阻塞高压和切断低压温带气旋和反气旋超长波超长波的波长在一万公里以上的波长在一万公里以上,即绕地球一圈可有即绕地球一圈可有13个波个波,它是由地形和海陆分布的强迫振动引起它是由地形和海陆分布的强迫振动引起,呈准静止呈准静止,生命史在生命史在10天以上天以上,属于中长期天气过程。属于中长期天气过程。长波长波的波长的波长30
3、0010000公里公里,相当于相当于50120个经距。全纬圈个经距。全纬圈约为约为37个波个波,振幅一般为振幅一般为1020纬距纬距,平均移速在平均移速在10个经距个经距/天以下天以下,有时很慢有时很慢,呈准静止呈准静止,甚至会向西倒退。长波变化常甚至会向西倒退。长波变化常导致一般天气系统及天气过程发生明显变化,生命史约导致一般天气系统及天气过程发生明显变化,生命史约45天。天。短波短波的波长和振幅均较小的波长和振幅均较小,移动快移动快,平均移速为平均移速为1020经度经度/天天,多数仅出现在对流层的中下部多数仅出现在对流层的中下部,往往迭加在长波之上,生命往往迭加在长波之上,生命史在史在45
4、天以下。天以下。在每日的天气图上在每日的天气图上,长波和短波同时存在长波和短波同时存在,相互迭加相互迭加,还可以还可以互相转化。互相转化。一般情况下一般情况下,长波和短波不容易分辨。如图,迭加后的长波长波和短波不容易分辨。如图,迭加后的长波槽就变得极不明显槽就变得极不明显,长波脊则因同位相迭加显得很强。长波脊则因同位相迭加显得很强。在时间平均在时间平均(35天天)天气图上,可消去移动快、振幅小、维天气图上,可消去移动快、振幅小、维持时间短的短波,而使长波显示出来。持时间短的短波,而使长波显示出来。北半球北半球500hPa平均等压面形势图平均等压面形势图冬三夏四冬三夏四长波槽脊长波槽脊or大气长
5、波大气长波波长较长(波长较长(50007000km)、振幅较大、移动较慢()、振幅较大、移动较慢(10/d)、)、维持时间较长(维持时间较长(35d)冬季冬季夏季夏季自西向东传播,有时静止,甚至有向后自西向东传播,有时静止,甚至有向后“倒退倒退”的现象的现象短波槽:活动在对流层中层西风带上的短波槽短波槽:活动在对流层中层西风带上的短波槽槽前槽前暖湿的上升气流暖湿的上升气流成云致雨成云致雨槽后干冷的西北气流晴冷天气波长大约波长大约1000km,自西向东移动,自西向东移动等温线的位相落后于等高线,显示出槽前有暖平流,槽后等温线的位相落后于等高线,显示出槽前有暖平流,槽后有冷平流,槽前有上升运动,槽
6、后有下沉运动。有冷平流,槽前有上升运动,槽后有下沉运动。阻塞高压:西风带长波脊加强,向北伸展,并在脊中出现闭阻塞高压:西风带长波脊加强,向北伸展,并在脊中出现闭合的等高线,形成暖高压中心,即阻塞高压。合的等高线,形成暖高压中心,即阻塞高压。同时在阻塞高压的一侧或两侧可形成孤立的闭合冷低压,称同时在阻塞高压的一侧或两侧可形成孤立的闭合冷低压,称为切断低压。为切断低压。阻塞高压和切断低压的形成与维持阻挡着上游波动向下游阻塞高压和切断低压的形成与维持阻挡着上游波动向下游传播,破坏了正常的西风带环流,使地面上的气旋和反气传播,破坏了正常的西风带环流,使地面上的气旋和反气旋的移动受到阻挡,所以这种环流形
7、势又称之为阻塞形势。旋的移动受到阻挡,所以这种环流形势又称之为阻塞形势。阻塞形势是一种稳定的形势,它可以维持相当长的时间,阻塞形势是一种稳定的形势,它可以维持相当长的时间,对其控制下的地区以及上、下游大范围地区的环流、天气对其控制下的地区以及上、下游大范围地区的环流、天气过程和天气,都将会产生很大的影响。过程和天气,都将会产生很大的影响。阻塞高阻塞高压的一般特征定的一般特征定义为(a)在地面在地面图上和上和500hPa等等压面面图上必上必须同同时出出现闭合等合等值线,而且在高空而且在高空图上,阻塞高上,阻塞高压将西将西风急流分急流分为南北两支;南北两支;(b)阻塞高阻塞高压中心位于中心位于50
8、 N以北;以北;(c)阻塞高阻塞高压持持续时间至少不小于至少不小于5天。它天。它维持持时期内期内,一般呈一般呈准静止状准静止状态,有,有时可以向西倒退,偶可以向西倒退,偶尔即使向即使向东移移动时,其速度也不超其速度也不超过78经度度/天。天。阻塞高压是高空深厚的暖高压系统。阻塞高压是高空深厚的暖高压系统。在它的西侧盛行偏南气流,有暖平流在它的西侧盛行偏南气流,有暖平流和上升运动,天气较暖且多云雨和上升运动,天气较暖且多云雨在东侧盛行偏北气流,有冷平流和下在东侧盛行偏北气流,有冷平流和下沉运动,天气以冷晴为主沉运动,天气以冷晴为主南北两侧是稳定的西风气流,伴随短南北两侧是稳定的西风气流,伴随短波
9、运动,时晴时阴波运动,时晴时阴切断低压是出现于对流层中上层的冷性闭合的低压系统,切断低压是出现于对流层中上层的冷性闭合的低压系统,在高空等压面图上表现为与北方冷空气主体割裂的一堆孤在高空等压面图上表现为与北方冷空气主体割裂的一堆孤立冷空气,这种系统一般在立冷空气,这种系统一般在300500hPa等压面图上表现等压面图上表现最为明显。最为明显。在高空等压面图上,切断低压的出现形式大致有两种:在高空等压面图上,切断低压的出现形式大致有两种:一种是闭合低压单独出现,在它的一侧或两侧有明显的高一种是闭合低压单独出现,在它的一侧或两侧有明显的高压脊或高压,压脊或高压,另一种是与阻塞高压同时出现,切断低压
10、出现在阻塞高压另一种是与阻塞高压同时出现,切断低压出现在阻塞高压的东南或西南侧。的东南或西南侧。切断低压大多发生在冷暖空气都比较活跃的季节和地区。切断低压大多发生在冷暖空气都比较活跃的季节和地区。一年四季都有发生,以春、秋季出现最多。一年四季都有发生,以春、秋季出现最多。北美和西欧出现切断低压的频率最大。在亚洲东部及中亚北美和西欧出现切断低压的频率最大。在亚洲东部及中亚地区也常产生切断低压。地区也常产生切断低压。在中国东北地区在中国东北地区5、6月份也常有切断低压发展,称为东北月份也常有切断低压发展,称为东北冷涡。冷涡。切断低压形成后,一般可维持切断低压形成后,一般可维持23天或更长时间。其消
11、失天或更长时间。其消失过程常见有两种:过程常见有两种:1、逐渐填塞并缓慢移动,以后逐渐消失;、逐渐填塞并缓慢移动,以后逐渐消失;2、是当北方有新的冷空气南下,促使冷空气堆的冷空气、是当北方有新的冷空气南下,促使冷空气堆的冷空气迅速下沉扩散,切断低压不能继续维持而消失。迅速下沉扩散,切断低压不能继续维持而消失。气旋气旋是在同一高度上中心气压低于四周的、占有三度空间的大是在同一高度上中心气压低于四周的、占有三度空间的大尺度涡旋。尺度涡旋。低压(气压场)低压(气压场)海平面高度上若干条闭合等压线组成的海平面高度上若干条闭合等压线组成的低压区。低压区。气旋(流场)气旋(流场)气流逆时针旋转(北半球)气
12、流逆时针旋转(北半球)反气旋反气旋是在同一高度上中心气压高于四周的大尺度涡旋。是在同一高度上中心气压高于四周的大尺度涡旋。高压(气压场)高压(气压场)海平面高度上若干条闭合等压线组成的海平面高度上若干条闭合等压线组成的高压区高压区反气旋(流场)反气旋(流场)气流顺时针旋转(北半球)气流顺时针旋转(北半球)气旋:平均气旋:平均1000km大的:大的:2000-3000km小的:小的:200-300km反气旋:反气旋:气旋,几千气旋,几千km上万上万km气旋中心气压越低,气旋强度越气旋中心气压越低,气旋强度越强强反气旋中心气压越高,反气旋强反气旋中心气压越高,反气旋强度越强度越强气旋分为气旋分为锋
13、面气旋:气旋中有锋面,温度分布很不对称,移动性较大锋面气旋:气旋中有锋面,温度分布很不对称,移动性较大无锋面气旋:气旋中无锋面,一般为暖性气旋和冷性气旋无锋面气旋:气旋中无锋面,一般为暖性气旋和冷性气旋温带气旋:活动在中高纬度,多见于温带地区,具有锋面结温带气旋:活动在中高纬度,多见于温带地区,具有锋面结构的低压。构的低压。四个阶段:四个阶段:初生阶段、成熟阶段、初生阶段、成熟阶段、錮囚阶段、消亡阶段錮囚阶段、消亡阶段初生阶段:初生阶段:a:在气旋发生前,高纬为东风,低纬为西风。高纬冷,低纬暖,在气旋发生前,高纬为东风,低纬为西风。高纬冷,低纬暖,中间有一条锋面中间有一条锋面b:开始出现扰动时
14、,冷空气向南侵袭,暖空气向北扩展,出现开始出现扰动时,冷空气向南侵袭,暖空气向北扩展,出现冷暖锋面及锋面降水。地面图上,开始出现低压中心冷暖锋面及锋面降水。地面图上,开始出现低压中心成熟阶段:成熟阶段:c-d:冷暖锋进一步发展,锋面降水继续增强,雨区扩大。地面图冷暖锋进一步发展,锋面降水继续增强,雨区扩大。地面图上闭合等压线增多,中心气压不断降低。上闭合等压线增多,中心气压不断降低。低压一般沿暖区气流低压一般沿暖区气流方向移动方向移动,速度比波动阶段略减。冷锋比暖锋移动更快,速度比波动阶段略减。冷锋比暖锋移动更快錮囚阶段:錮囚阶段:d-e:冷锋追上暖锋,从气旋中心开始形成锢囚锋冷锋追上暖锋,从
15、气旋中心开始形成锢囚锋(d),锢囚的范围,锢囚的范围逐渐扩大,气旋加深发展,范围扩大,并转变成对流层下部的逐渐扩大,气旋加深发展,范围扩大,并转变成对流层下部的一个大冷涡,暖空气在其上空一个大冷涡,暖空气在其上空消亡阶段:消亡阶段:f:气旋成为一个正压涡旋,已无锋面特性,暖空气远离低压中心,气旋成为一个正压涡旋,已无锋面特性,暖空气远离低压中心,离开了上升暖湿空气提供的能量,加上摩擦作用,气旋逐渐消离开了上升暖湿空气提供的能量,加上摩擦作用,气旋逐渐消散散锋面气旋是一个逆时针旋转的涡旋,中心气压很低,自中锋面气旋是一个逆时针旋转的涡旋,中心气压很低,自中心向前方伸展一条暖锋,向后方伸展一条冷锋
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