低纬度环流系统.ppt
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1、第九章第九章 低纬度环流系统低纬度环流系统要点要点1.低纬度大气运动的基本特征低纬度大气运动的基本特征2.西太平洋副热带高压的变动规律及其对我西太平洋副热带高压的变动规律及其对我国大气的影响国大气的影响3.南亚高压的结构和变动特征南亚高压的结构和变动特征4.台风的结构台风的结构5.影响台风移动的因子影响台风移动的因子6.台风路径和台风暴雨台风路径和台风暴雨7.台风形成的必要条件台风形成的必要条件一低纬度地区的划分一低纬度地区的划分 低纬度地区:低纬度地区:一般指一般指30N-30S30N-30S以以 内地区,其中包括内地区,其中包括热带、副热带热带、副热带热带地区:热带地区:南北半球副热带高压
2、之间所包括的南北半球副热带高压之间所包括的地区,即赤道两侧盛行东风的地带,随季节南地区,即赤道两侧盛行东风的地带,随季节南北变动。北变动。副热带地区:副热带地区:盛行东风带与中纬度盛行西风带盛行东风带与中纬度盛行西风带之间的过度区,即副热带高压活动的区域。之间的过度区,即副热带高压活动的区域。概述概述二、意义:二、意义:1 低纬度地区约占全球的一半,其中四分低纬度地区约占全球的一半,其中四分之三左右是海洋。该区的辐射收入大于之三左右是海洋。该区的辐射收入大于支出,其盈余的热量,可通过大气和海支出,其盈余的热量,可通过大气和海洋输送到中、高纬度地区,因此,洋输送到中、高纬度地区,因此,热带热带地
3、区是全球大气运动的能量和水汽的输地区是全球大气运动的能量和水汽的输送的主要源地送的主要源地。2热带大气还从地表得到角动量,所以热带大气还从地表得到角动量,所以热热带地区又是大气角动量的源区之一带地区又是大气角动量的源区之一。3 3 低纬地区许多天气系统直接影响中高低纬地区许多天气系统直接影响中高 纬地区纬地区:热带地区的大气环流除哈得:热带地区的大气环流除哈得 来环流和信风环流外,还有许多大型来环流和信风环流外,还有许多大型 的环流系统,如热带辐合带、副热带的环流系统,如热带辐合带、副热带 高压和季风环流等。它们的强弱和变高压和季风环流等。它们的强弱和变 化不但影响着热量和角动量的输送,化不但
4、影响着热量和角动量的输送,而且影响着天气系统的产生和活动,而且影响着天气系统的产生和活动,这对中、高纬度地区和热带地区都有这对中、高纬度地区和热带地区都有 直接的影响。直接的影响。一、一、中、低纬大气运动的重要差别中、低纬大气运动的重要差别 低纬度:低纬度:f f很小,不能满足地转风关很小,不能满足地转风关系,天气尺度系统具有非地转特征,行系,天气尺度系统具有非地转特征,行星尺度运动具有准地转特征。星尺度运动具有准地转特征。9.1 9.1 低纬度大气运动的基本特征低纬度大气运动的基本特征 凝结潜热效应对垂直运动和散度场凝结潜热效应对垂直运动和散度场 具有显著影响。具有显著影响。热带大气中凝结潜
5、热的释放对大尺度热带大气中凝结潜热的释放对大尺度运动系统的水平散度和垂直速度有显运动系统的水平散度和垂直速度有显著的影响著的影响1实际风与地转风比较实际风与地转风比较实际风(虚线)与地转风随纬度的变化实际风(虚线)与地转风随纬度的变化实际风(虚线)与地转风随纬度的变化实际风(虚线)与地转风随纬度的变化20NNNN向赤道方向两向赤道方向两向赤道方向两向赤道方向两者偏差急剧增大,者偏差急剧增大,者偏差急剧增大,者偏差急剧增大,不能用准地转近似不能用准地转近似不能用准地转近似不能用准地转近似描述风、压场的关描述风、压场的关描述风、压场的关描述风、压场的关系系系系二、低纬度地区风场和气压场的关系二、低
6、纬度地区风场和气压场的关系2 2 热带地区风与动力位势(压能)的热带地区风与动力位势(压能)的关系关系 由于不满足地转平衡关系,引入动力位势由于不满足地转平衡关系,引入动力位势由于不满足地转平衡关系,引入动力位势由于不满足地转平衡关系,引入动力位势(压能),用动力位势来描述风场。(压能),用动力位势来描述风场。(压能),用动力位势来描述风场。(压能),用动力位势来描述风场。为动力位能为动力位能为绝对涡度为绝对涡度3次天气尺度的旋转风特征次天气尺度的旋转风特征无论涡度大于零还是小于零,即无无论涡度大于零还是小于零,即无论流线是气旋性转变还是反气旋性转变,论流线是气旋性转变还是反气旋性转变,都对应
7、动力位势场低值区都对应动力位势场低值区。一、平均气压场和流场 平均气压场:9.2 9.2 低低纬纬度度环环流的基本特征流的基本特征1 1月月7 7月月北北半半球球亚洲大陆冷高压亚洲大陆冷高压大西洋、太平洋副高大西洋、太平洋副高赤道低压槽赤道低压槽亚洲热低压亚洲热低压大西洋太平洋副高变强大西洋太平洋副高变强明显低压槽明显低压槽南南半半球球大陆热低压大陆热低压大西洋、印度洋、太大西洋、印度洋、太平洋副高平洋副高澳洲冷高压澳洲冷高压大西洋、印度洋、太平大西洋、印度洋、太平洋副高洋副高流场流场1 1 低层低层(1 1)存在季风:)存在季风:冬季冬季 亚洲亚洲 东北季风东北季风夏季夏季 亚洲亚洲 西南季
8、风西南季风信风又称贸易风信风又称贸易风。(2 2)热带辐合带()热带辐合带(ITCZITCZ)IntertropicalIntertropical Convergenic Zone Convergenic Zone南北两支信风交汇南北两支信风交汇 地带,随季节南北移动地带,随季节南北移动2 2 对流层高层的风压场对流层高层的风压场冬季:冬季:l地中海、日本沿海和美国东南部上空地中海、日本沿海和美国东南部上空三三个副热带急流中心个副热带急流中心,日本沿海上空的急流,日本沿海上空的急流最强。最强。l南太平洋中部、南大西洋中部以及印度南太平洋中部、南大西洋中部以及印度洋上空呈现为洋上空呈现为洋中槽洋
9、中槽,或称为热带对流层,或称为热带对流层上部槽(上部槽(TUTTTUTT)。200hPa200hPa200hPa200hPa平均流场(冬季)平均流场(冬季)平均流场(冬季)平均流场(冬季)地中海急地中海急地中海急地中海急流中心流中心流中心流中心日本急日本急日本急日本急流中心流中心流中心流中心美国美国美国美国 东南东南东南东南急流中心急流中心急流中心急流中心洋中槽洋中槽洋中槽洋中槽夏季:夏季:南压高压、墨西哥高压、西非高南压高压、墨西哥高压、西非高压、太平洋和大西洋中部的洋中槽,以压、太平洋和大西洋中部的洋中槽,以及亚洲和赤道非洲上空的热带东风急流及亚洲和赤道非洲上空的热带东风急流200hPa2
10、00hPa200hPa200hPa平均流场(夏季)平均流场(夏季)平均流场(夏季)平均流场(夏季)洋中槽洋中槽洋中槽洋中槽墨西哥墨西哥高压高压西非高压西非高压南压高压南压高压二、平均温度场和湿度场二、平均温度场和湿度场 温度场特点:温度场特点:温度水平分布均匀,年温度水平分布均匀,年较差小较差小 湿度场特点:湿度场特点:潮湿,相对湿度百分之七十以上。潮湿,相对湿度百分之七十以上。逆温层以上干,以下湿。逆温层以上干,以下湿。冬季:有三个比湿大值区冬季:有三个比湿大值区夏季:两个比湿大值区夏季:两个比湿大值区北纬(度)北纬(度)北纬(度)北纬(度)南纬(度)南纬(度)南纬(度)南纬(度)西太平洋冬
11、季经圈环流西太平洋冬季经圈环流西太平洋冬季经圈环流西太平洋冬季经圈环流三、铅直环流的纬向不对称特性三、铅直环流的纬向不对称特性 1 1 经圈铅直环流的纬向不对称性经圈铅直环流的纬向不对称性9.3 太平洋副热带高压副热带高压:副热带高压:出现于对流层中、下层,出现于对流层中、下层,位于大洋上的暖性高压按惯例称为副热带位于大洋上的暖性高压按惯例称为副热带高压。高压。高原高压(大陆高压):高原高压(大陆高压):出现在对流出现在对流层上层,位于高原大陆上的暖高压称为高层上层,位于高原大陆上的暖高压称为高原高压或大陆高压。原高压或大陆高压。一、太平洋副热带高压的概况与结构一、太平洋副热带高压的概况与结构
12、 概况概况n常年存在,稳定而少动常年存在,稳定而少动n暖性深厚系统暖性深厚系统n夏季:强大,范围广;冬季:减弱,范围缩小夏季:强大,范围广;冬季:减弱,范围缩小n多呈东西扁长形,中心有时一个,有时数个多呈东西扁长形,中心有时一个,有时数个n冬季多为两个中心:分别位于东、西太平洋冬季多为两个中心:分别位于东、西太平洋太平洋副热带高压的结构太平洋副热带高压的结构1温度场及湿度场温度场及湿度场温度:暖区、暖中心与高压中心不完全重温度:暖区、暖中心与高压中心不完全重 合。低层有逆温存在。合。低层有逆温存在。湿度:脊中比较干燥,南北两侧有湿区,湿度:脊中比较干燥,南北两侧有湿区,逆温层底部湿度大,上部湿
13、度比逆温层底部湿度大,上部湿度比 较小。较小。2.副高脊线副高脊线 西西南西西南-东东北走向东东北走向500500百帕以下各层都较一致,纬度位置百帕以下各层都较一致,纬度位置随高度有很大变化:随高度有很大变化:冬季,冬季,从地面向上,副热带高压脊轴线从地面向上,副热带高压脊轴线随高度向南倾斜,到随高度向南倾斜,到300300百帕以后,转为向百帕以后,转为向北倾斜;北倾斜;夏季,夏季,对流层中部以下多向北倾斜,向对流层中部以下多向北倾斜,向上则垂直,较高层后又向南倾斜。上则垂直,较高层后又向南倾斜。3.3.风场风场太平洋副热带高压脊线附近气压梯度较太平洋副热带高压脊线附近气压梯度较小,水平风速也
14、较小;小,水平风速也较小;而其南北两侧的气压梯度较大,水平风而其南北两侧的气压梯度较大,水平风速也较大。速也较大。南北两侧有急流。南北两侧有急流。4涡度场与散度场涡度场与散度场在各高度上,相对涡度的分布,在在各高度上,相对涡度的分布,在副热带高压区内基本上都是负值,而且副热带高压区内基本上都是负值,而且涡度场相对于高压表现得很匀称。涡度场相对于高压表现得很匀称。负涡度区的范围和强度均随高度而负涡度区的范围和强度均随高度而增大。增大。高压内部的散度场分布要比涡度场高压内部的散度场分布要比涡度场复杂。复杂。低层以辐散占优势,但主要位于高低层以辐散占优势,但主要位于高压南部,而北部尤其而北侧多为辐合
15、区。压南部,而北部尤其而北侧多为辐合区。高层内,北部为辐散,南部为辐合,高层内,北部为辐散,南部为辐合,并扩展到中心部分,辐合辐散强度均很并扩展到中心部分,辐合辐散强度均很大。大。5.5.垂直速度垂直速度副高南部,辐散下沉,潮湿。中心附副高南部,辐散下沉,潮湿。中心附近下沉逆温存在。近下沉逆温存在。在对流层中上层,高压脊轴南侧存在在对流层中上层,高压脊轴南侧存在着广大的下沉运动,北侧及脊轴附近有上着广大的下沉运动,北侧及脊轴附近有上升运动,再北侧又有下沉运动,因之在高升运动,再北侧又有下沉运动,因之在高压脊轴附近有一反(经圈)环流,而其两压脊轴附近有一反(经圈)环流,而其两侧各有一正(经圈)环
16、流。侧各有一正(经圈)环流。19591959年年8 8月月2121日日0808时沿时沿117.5E117.5E南北剖面图南北剖面图(点划线为高压脊轴线)(点划线为高压脊轴线)二二.西太平洋副热带高压的变动与西太平洋副热带高压的变动与 我国天气的关系我国天气的关系西太平洋副热带高压的变动西太平洋副热带高压的变动1.副高的表示副高的表示 (1 1)副高脊线:副高脊线:副高内东西风分界线副高内东西风分界线,在副高脊线上,东西风速为零,我国常用在副高脊线上,东西风速为零,我国常用120E120E上副高脊线所在纬度上副高脊线所在纬度变化来表示副变化来表示副高的南北移动。高的南北移动。(2 2)副高西伸脊
17、点:)副高西伸脊点:500hPa500hPa月平均图上,月平均图上,588588线最西端所在的经度线最西端所在的经度表示副高西伸表示副高西伸 脊点的位置。脊点的位置。(3 3)面积指数:取)面积指数:取500hPa 500hPa 月平均图上月平均图上10N 10N 以北,以北,110-180E 110-180E 范围内范围内588588线所包含线所包含 的范围的范围,用来表示副高的强度。,用来表示副高的强度。2 2 副高脊线季节性变动对我国天气的影响副高脊线季节性变动对我国天气的影响 (多年平均)(多年平均)副高脊线(副高脊线(副高脊线(副高脊线(110-130110-130110-13011
18、0-130E E E E)天气天气天气天气4-54-5月月,15,15N N附近附近华南进入雨季华南进入雨季6 6月中旬月中旬,第一次北抬第一次北抬2020N N左右左右江淮出现梅雨,华南雨季江淮出现梅雨,华南雨季结束,相对干旱结束,相对干旱7 7月上中旬,第二次北跳月上中旬,第二次北跳2525N N左右左右梅雨结束,雨带移到黄淮梅雨结束,雨带移到黄淮流域,热带天气系统活跃流域,热带天气系统活跃8 8月初月初,北移到北移到30-3530-35N N华北东北雨季,长江流域华北东北雨季,长江流域伏旱伏旱9 9月上旬,迅速南撤月上旬,迅速南撤2525N N雨带回到淮河流域,华西雨带回到淮河流域,华西
19、出现秋雨出现秋雨9 9月底月底1010月初,南撤到月初,南撤到2020N N以南以南秋雨结束秋雨结束3.3.中中-短期变动:短期变动:东东-西进退:西伸北进,东撤南退西进退:西伸北进,东撤南退 形态变化形态变化西太平洋副热带高压变动与西太平洋副热带高压变动与周围天气系统的关系周围天气系统的关系1与西风带短波槽脊的关系与西风带短波槽脊的关系当东移的是发展强大的槽、脊时,它当东移的是发展强大的槽、脊时,它们就会造成西太平洋副高的短期变化。们就会造成西太平洋副高的短期变化。当深槽移近它时,它就东撤、南退;当深槽移近它时,它就东撤、南退;当强脊移近它时,它便西伸、北进。当强脊移近它时,它便西伸、北进。
20、与槽脊的强度有关与槽脊的强度有关 2 2与大陆高压的关系与大陆高压的关系 和青藏高原的关系和青藏高原的关系夏季,夏季,500500百帕图上,在西藏高原地区有百帕图上,在西藏高原地区有 分分裂的暖高压中心出现(简称青藏高压)裂的暖高压中心出现(简称青藏高压)当其当其东移入海并入西太平洋副高时,引起东移入海并入西太平洋副高时,引起 后者明显的西进后者明显的西进。和华北暖高压的关系和华北暖高压的关系 当当华北暖高压并入西太平洋副高华北暖高压并入西太平洋副高时,可时,可使西太平洋副热带高压脊的形状发生较使西太平洋副热带高压脊的形状发生较大的变化,大的变化,脊线可从原来的东西向转为脊线可从原来的东西向转
21、为南北向南北向,甚至可在较北地区出现闭合高,甚至可在较北地区出现闭合高压中心。压中心。和大陆冷高压的关系和大陆冷高压的关系初夏或秋季,从我国大陆东移入海,初夏或秋季,从我国大陆东移入海,刚一入海的阶段有刚一入海的阶段有冷平流,可使西太冷平流,可使西太平洋副高脊减弱东撤平洋副高脊减弱东撤;而当冷高渐渐;而当冷高渐渐变性增暖并入西太平洋副高后,西太变性增暖并入西太平洋副高后,西太平洋高压脊往往加强西伸平洋高压脊往往加强西伸。3 3和台风的关系和台风的关系 一般一般台风沿高压外围移动台风沿高压外围移动,受其外围气流,受其外围气流“操纵操纵”。当西太平洋副高呈东西状,。当西太平洋副高呈东西状,副热带高
22、副热带高压脊较弱时,台风可穿过其脊,使脊断裂压脊较弱时,台风可穿过其脊,使脊断裂。4.4.和赤道反气旋的关系和赤道反气旋的关系 夏季,当赤道反气旋随着赤道辐合带向北夏季,当赤道反气旋随着赤道辐合带向北推进,进入到我国华南地区时,可推进,进入到我国华南地区时,可与西伸的副与西伸的副热带高压打通合并使副高加强热带高压打通合并使副高加强。副热带高压和转向台风的关系副热带高压和转向台风的关系台风移动使太平洋高压脊断裂台风移动使太平洋高压脊断裂 5.5.与副热带长波流型调整的关系与副热带长波流型调整的关系盛夏,在北半球副热带范围内流型表盛夏,在北半球副热带范围内流型表现为现为6-76-7个波,其平均波长
23、约为个波,其平均波长约为50-6050-60个经个经度。预报我国东部地区副热带高压建立与度。预报我国东部地区副热带高压建立与否,特别否,特别要注意要注意80E80E的长波槽是否将建立的长波槽是否将建立,当该区有槽产生时,则我国东部地区将有当该区有槽产生时,则我国东部地区将有一次副热带高压的建立过程。一次副热带高压的建立过程。9.4 9.4 南亚高压南亚高压定义:定义:南亚高压是夏季出现在青藏高原南亚高压是夏季出现在青藏高原及邻近地区上空的对流层上部的大型高及邻近地区上空的对流层上部的大型高压系统,压系统,又称青藏高压或亚洲季风高压。又称青藏高压或亚洲季风高压。一一.南亚高压的结构特征南亚高压的
24、结构特征二.二.形成:高原热力作用形成:高原热力作用三.三.结构特点结构特点:1.1.具有行星尺度的反气旋环流具有行星尺度的反气旋环流2.2.是对流层上部的暖高压是对流层上部的暖高压3.3.具有独特的垂直环流具有独特的垂直环流4.4.具有潮湿不稳定特征,对流活动非常活跃具有潮湿不稳定特征,对流活动非常活跃二二.南亚高压的活动特征南亚高压的活动特征 1、季节性变化季节性变化2、短中期变化:准双周东西振荡短中期变化:准双周东西振荡南亚高压在夏季期间变动可分为三个基南亚高压在夏季期间变动可分为三个基本的天气型过程:本的天气型过程:东部型过程:东部型过程:中心位于中心位于中心位于中心位于90N 90N
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