天气学是研究大气现象及其规律的科学,它涉及到气象学、气候学、大气物理学等多个学科的知识,是一门综合性很强的学科。天气学的研究对象是大气,它主要研究大气中的各种现象和规律,包括气压、温度、湿度、风、云、雨、雪等。天气学的研究方法主要包括观测、实验、数学模型和统计分析等。
首先,观测是天气学的基本方法之一。通过对大气中各种气象要素的观测,可以获取大气的基本信息,如气温、湿度、气压、风向风速等。这些观测数据是天气预报的基础,也是天气学研究的重要数据来源。观测可以通过地面观测站、卫星、雷达等多种手段进行,不同的观测手段可以获取不同的气象信息,相互补充,提高观测数据的准确性和全面性。
其次,实验是天气学研究的重要手段之一。通过实验可以模拟大气中的各种气象现象,如风暴、降雨、云的形成等,从而深入研究大气中的物理、化学和动力过程。实验可以在实验室中进行,也可以在自然环境中进行,通过对实验数据的分析和研究,可以揭示大气中的一些规律和机理。
另外,数学模型是天气学研究的重要工具之一。大气是一个复杂的系统,包括了各种物理、化学和动力过程,这些过程相互作用,构成了复杂的大气现象。通过建立数学模型,可以对大气中的各种过程进行模拟和预测,从而提高天气预报的准确性和可靠性。数学模型可以采用不同的数学方法和计算手段进行建模和模拟,如常微分方程、偏微分方程、数值计算等。
最后,统计分析是天气学研究的重要手段之一。通过对大气观测数据的统计分析,可以揭示大气中的一些规律和特征,如气象要素的变化规律、气象事件的频率分布等。统计分析可以采用不同的统计方法和技术,如相关分析、回归分析、时间序列分析等,从而揭示大气中的一些规律和规律。
总之,天气学是一门综合性很强的学科,它涉及到多个学科的知识,研究大气中的各种现象和规律。天气学的研究方法主要包括观测、实验、数学模型和统计分析等,这些方法相互补充,共同推动了天气学的发展和进步。随着科学技术的不断发展,天气学的研究方法也在不断创新和完善,为我们更好地认识和理解大气提供了重要的手段和方法。
《天⽓学原理》复习题
天⽓学原理复习题1、站在转动的地球上观测单位质量空⽓所受到⼒有哪些?各作⽤⼒定义、表达式及意义如何?
答:⽓压梯度⼒、地⼼引⼒、惯性离⼼⼒、重⼒、地转偏向⼒及摩擦⼒的分析
(1)、⽓压梯度⼒:当⽓压分布不均匀时,单位质量⽓块上受到的净压⼒称为⽓压梯度⼒。表达式:
拉普拉斯算⼦:-▽p为⽓压梯度,由⽓压分布不均匀造成。G的⼤⼩与ρ成反⽐,与▽p的⼤⼩成正⽐
G的⽅向垂直等压线,由⾼压指向低压
(2)、地⼼引⼒:地球对单位质量的空⽓块所施加的万有引⼒。表达式:
其中:K:万有引⼒常量,M:地球质量,a:空⽓块到地⼼的距离
⼤⼩:不变,常数⽅向:指向地⼼。
(3). 摩擦⼒:单位质量空⽓所受到的净粘滞⼒。
表达式:
其中:为粘滞系数⼤⽓为低粘性流体,⼀般只在⾏星边界层(摩擦层)考虑摩擦作⽤,⾃由⼤⽓中则忽略摩擦作⽤。
(4)、视⽰⼒:由旋转坐标系的加速作⽤⽽假想的⼒(惯性离⼼⼒、地转偏向⼒)1. 惯性离⼼⼒:观测者站在旋转地球外观测单位质量空⽓块所受到⼀个向⼼⼒的作⽤,但站在转动地球上()观测它的运动,发现它是静⽌的(),这必然引⼊⼀个与向⼼⼒⼤⼩相同,⽅向相反的⼒,此⼒称为惯性离⼼⼒。
表达式:
⼤⼩:与纬圈半径成正⽐,即:与纬度成反⽐;⽅向:在纬圈平⾯内,垂直地轴指向外2.地转偏向⼒(科⽒⼒)
观测者站在旋转地球上观测单位质量空⽓块运动(),发现在北半球有⼀个向右偏的⼒,在南半球向左偏的⼒。称此⼒为地转偏向⼒,⼜名科⽒⼒。
表达式:V A
=2
地转偏向⼒的⼤⼩:(1)与相对速度|V|⼤⼩成正⽐(因⾓速度为常数);当|V|=0时,A=0,只有在做相对运动时,A才存在。(2)与速度夹⾓也成正⽐。
⽔平地转偏向⼒:⼤⽓中垂直运动⼀般也较⼩,⽓块主要受x⽅向和y⽅向地转偏向⼒,即:⽔平地转偏向⼒的影响。
地转偏向⼒⽅向:与垂直地轴和速度⽅向垂直,只能改变⽓块的运动⽅向,不能改变其⼤⼩。在不考虑w和Az的情况下,在北半球,地转偏向⼒指向运动⽅向右侧,在南半球,地转偏向⼒指向运动⽅向左侧。3.重⼒:地⼼引⼒与惯性离⼼⼒的合⼒。表达式:
科普天气学了解天气背后的科学原理
天气是我们日常生活中非常重要的一部分,它直接影响着我们的穿着、活动和出行。然而,天气并非只是简单的晴雨预报,背后隐藏着许多科学原理。本文将为您科普天气学,了解天气背后的科学原理。
一、大气压力与气压系统
1. 高压系统
高压系统指的是大气中气压较高的区域。在高压系统中,空气向四周辐散,使天气晴朗、干燥。通常,高压天气为晴天或少云天气,空气稳定,降水几率较低。
2. 低压系统
低压系统指的是大气中气压较低的区域。在低压系统中,空气会由周围辐合向中心聚集,导致云量增多、天气多变。低压天气通常伴随着云朵、风雨等天气现象。
二、湿度与降水
湿度是指空气中所含水蒸气的含量,是天气预报中常重要的气象要素。湿度的变化直接影响着降水的形成与发展。
1. 饱和与凝结 当空气中的湿度达到一定饱和程度时,水蒸气会凝结成液态水或固态水。冷却是导致水蒸气凝结的主要原因,例如空气的快速升高和冷却会形成云朵。云朵进一步凝结形成水滴,当水滴足够大时,就会降落成雨、雪或雾等天气形式。
2. 相对湿度与露点温度
相对湿度是指实际水蒸气含量与饱和水蒸气含量之间的比值,以百分比表示。当相对湿度达到100%时,空气饱和,凝结就会发生。而露点温度是指当空气冷却到饱和时的温度,是气温下降到露点温度时会出现露水、雾或冰霜的临界点。
三、气候与气象
天气和气候是两个不同的概念,它们之间存在着密切的联系。
1. 天气
2. 气候
GB6017.1-20起重机械安全规程-第1部分
1h Char3 气旋与反气旋
1、气旋(反气旋)是占有三度空间的,在同一高度上中心气压低(高)于四周的流场中的涡旋。气旋在北半球逆(顺)时针旋转,在南半球相反。
温带的气旋和反气旋冬季强于夏季,海上的气旋强于陆上的,陆上的反气旋强于海上的。
气旋按地理分为热带气旋和温带气旋;按热力结构分为锋面气旋和无锋气旋
反气旋地理分为极地、温带和副热带反气旋;按热力结构分为冷性和暖性反气旋
2、涡度方程
涡度:表示流体质块的旋转程度和旋转方向
∂ ξ /∂ t >0表示气旋性涡度增加,反气旋性涡度减小
∂ ξ /∂ t <0表示反气旋性涡度增加,气旋性涡度减小
涡度倾侧项:由于垂直速度在水平方向分布不均匀,引起涡度的变化
水平无辐散大气中绝对涡度守恒。
位势涡度守恒解释气柱上山下山强度变化:气柱上山,H减小,辐散,f不变,则气旋性涡度减小,反气旋性涡度增大;气柱变短,为了保持位势涡度守恒,正涡度减小,有正变高,所以槽和低压减弱,脊和高压增强;
青藏高原(第五章):上(下)山,气柱缩短(伸长),为了保证整层大气的不可压缩性,必伴有水平辐散(合),同时在水平地转偏向力作用下,反气旋(气旋)涡度生成,则气旋性涡度减小,反气旋性涡度增大;考虑准地转运动有等压面高度升高(降低),低值系统(高空槽、低中心)减弱(加强),高值系统(高空脊、高中心)加强(减弱)。
3、位势倾向方程
(1)地转风绝对涡度平流可分为地转涡度的地转风平流和相对涡度的地转风平流
解释槽脊移动:
波长<3000km的短波,以相对涡度平流为主
槽前脊后:正相对涡度平流,有负变高;槽后脊前:负相对涡度平流,有正变高
槽线、脊线:相对涡度平流为0,等压面高度没有变化,槽脊不会发展,而是向前移动。
物理解释:
槽前脊后借助西南风将正相对涡度大的向小的方向输送,使得其固定点正相对涡度增加,在地转偏向力作用GB6017.1-20起重机械安全规程-第1部分
天气学原理与方法
天气学是研究大气的物理、化学和数学规律以及观测和预测天气的一门学科。它的主要目的是理解和解释天气现象,为人们提供准确的天气预报信息,以便人们能够合理安排生活和工作。
实验在天气学中起着重要的推动作用。通过利用实验室中的设备和人工模拟的条件,可以模拟和研究大气中各种现象和过程,如气体的压力、温度和湿度变化、气体的运动规律等,从而深入理解天气的发生机制。
数值模拟是目前天气预报的主要手段之一、它基于大气动力学、热力学和湿力学等基本理论,利用计算机模拟大气的运动和变化,从而预测未来的天气情况。数值模拟的关键是建立一个准确的数学模型,该模型包括大气的数学方程和边界条件等。通过将观测资料输入计算机模型,结合物理知识和数学方法,可以推导出未来天气的变化趋势。
天气学的原理主要涉及气体的运动和传热过程。大气中的天气现象是由气体的密度、压力、温度和湿度的变化所引起的。气体分子之间具有巨大的热运动和碰撞作用,从而导致气体的压力和温度变化。大气层的垂直运动产生了气压的垂直分布,而水汽的凝结和蒸发则引起了降水的形成。
此外,地球的自转和公转也对天气产生影响。地球的自转使得大气层受到了地转偏向力的作用,从而形成了各种尺度的天气系统,如气旋和高压系统。地球的公转则导致了季节的变化,太阳辐射的不均匀分布也是天气变化的一个重要因素。
天气学的研究方法和原理对人们的生活和工作具有重要意义。准确的天气预报可以帮助人们进行农业生产、交通运输和航空航天等活动的合理安排,从而减少灾害和节约资源。它也对气候变化和环境保护等全球性问题的研究有重要的启示作用,为人们制定应对策略提供依据。
总之,天气学的研究方法和原理是多方面的,它涵盖了物理、化学和数学等多个学科,通过观测、实验和数值模拟等手段,揭示了天气的发生机制和规律。它对于天气预报、气候变化和环境保护等领域的研究有着重要的意义。
天气学原理
天气是指大气中各种气象要素在一定时间和空间上的状态和变化。天气学是研究天气现象及其规律的科学,它的研究对象包括气温、气压、湿度、风向、风速、降水等多种气象要素。天气学的研究不仅对人们的日常生活有很大影响,也对农业、工业、交通、航空、海洋等方面的发展起到重要作用。
天气学的研究基于一些基本原理,其中最重要的是热力学原理。热力学原理认为,大气中的气象要素变化是由于能量的传递和转化所引起的。太阳辐射是地球上的主要能量来源,它使得地球表面受热,产生了地面的辐射和对流运动。地面受热后,会向周围的空气传递能量,导致空气密度变化,形成气压差。气压差会引起风的产生,风会带来天气的变化。因此,热力学原理是解释天气现象的重要依据。
另一个重要的原理是水汽的存在和转化。水汽是地球上大气中最重要的气象要素之一,它与云、雨、雪等天气现象密切相关。水汽的存在使得空气中的湿度发生变化,当湿度达到一定程度时,水汽会凝结成云、雾等形态,形成降水。降水的形式有雨、雪、冰雹等,它们的形成与温度、湿度、气压等因素密切相关。水汽的存在和转化是天气学研究的重要内容之一。
天气学中还有其他一些重要原理,如辐射平衡原理、动力学原理、地球自转和公转等。辐射平衡原理认为,地球表面吸收的太阳辐射和地球表面向外辐射的热量应保持平衡,否则会引起气温的变化。动力学原理研究大气中的运动规律,包括水平风、垂直风等运动形式。地球自转和公转是天气现象的重要原因,它们导致地球表面受不同纬度的太阳辐射不均匀,从而形成了不同地区的气候和季节变化。
天气学原理的研究对于天气预报和气候变化的研究具有重要意义。天气预报是根据天气学原理和气象观测数据进行的,通过分析气象要素的变化规律,可以预测未来的天气情况。气候变化研究则是通过长期观测和数据分析,了解气候在不同时间尺度上的变化规律,从而预测未来的气候趋势。
天气学原理是研究天气现象及其规律的基础,它涉及热力学、水汽转化、辐射平衡、动力学等多个方面的知识。通过研究这些原理,我们可以更好地理解和预测天气变化,为人们的生活和各行各业的发展提供有益的信息。天气学的进一步研究将有助于我们更好地认识地球大气系统,推动气象科学的发展。
《天气学原理》复习重点
一、大气层结构与组成
1.大气圈层结构:对流层、平流层、中间区层和热层的结构和特点进行了解。
2.大气圈组成:了解大气圈的主要组成成分(氧气、氮气、二氧化碳等)及其含量。
二、大气运动及其规律
1.大气运动的类型:水平运动、垂直运动的特点和规律。
2.大气环流系统:了解赤道低压带、副热带高压带、副低带和极地高压带等环流系统及其运动规律。
三、气象要素及其测量
1.气温:了解气温的变化规律、测量方法和影响因素。
2.湿度:了解湿度的含义、测量方法和影响因素。
3.降水:了解降水的形成机制、类型、测量方法和影响因素。
4.气压:了解气压的含义、测量方法和影响因素。
5.风:了解风的形成机制、分类、测量方法和影响因素。
四、常见天气现象及其成因
1.阴晴雨雪:了解阴晴雨雪的形成机制、影响因素和预测方法。
2.雾霾:了解雾霾的形成原因、危害和治理方法。 3.雷电:了解雷电的形成机制、预警和防范措施。
五、天气预报技术
1.天气气象站:了解天气气象站的作用、布设要求和数据收集方法。
3.天气预报精度:了解天气预报的精度评价标准和提高预报精度的方法。
六、气候变化及其影响
1.气候变化原因:了解气候变化的驱动力、影响因素和趋势。
2.气候变化影响:了解气候变化对人类生活、生态环境和经济发展的影响。
3.气候变化应对:了解气候变化应对的措施和政策。
天气学原理
天气学原理是研究大气中天气变化规律的科学。以下是一些天气学原理的详细讲解:
- 地转偏差:
- 摩擦层中的地转偏差指向摩擦力方向的右侧,且与其垂直。
- 自由大气中,地转偏差垂直于加速度方向,并指向加速度方向的左侧。
- D1为气压的局地变化,造成风的局地变化所引起的地转偏差,为变压风。常用等三小时变压表示。
- D2等高线的辐合辐散或者等高线的弯曲所造成的平流加速度引起的地转偏差,分为法向地转偏差和切向地转偏差。法向地转偏差又称为横向地转偏差,用等高线的辐合辐散来表示;切向地转偏差又称为纵向地转偏差,用等高线的曲率来表示。
- D3是由对流加速度引起的地转偏差。上升运动时,指向温度梯度的方向;下沉运动时,指向温度升度的方向。
天气学原理
概述:
天气学是研究大气现象和天气变化规律的一门科学。它通过观测、实验和数学模型等方法,探索大气运动、热力学和水循环等因素对天气的影响。天气学原理是天气学的基础,它涉及到大气的组成、结构、运动和能量传递等方面的知识。
一、大气的组成
大气主要由氮气、氧气和少量的稀有气体组成。其中,氮气占78%,氧气占21%,其他气体如氩气、二氧化碳等占1%左右。这些气体的比例对于维持地球的气候和天气起着重要作用。
二、大气的结构
大气可以分为不同的层次,从地球表面向上分别是对流层、平流层、中间层、热层和外层。对流层是最接近地球的一层,其中发生了大部分的天气现象。平流层以上的层次则较为稳定,很少发生天气变化。
三、大气的运动
大气的运动是天气变化的重要因素。大气通过对流、辐射和地球自转等方式进行运动。其中,对流是主要的运动形式,通过热对流和冷对流的交替,形成了气压系统、风和降水等现象。
四、大气的能量传递
大气中的能量主要来自太阳辐射。太阳辐射进入大气后,一部分被地表吸收,一部分被大气层吸收或反射。地表和大气层吸收的能量会引起温度的变化,从而影响着天气的产生和发展。
五、水循环与天气
水循环是天气变化的重要机制之一。当太阳辐射使水面蒸发后,水蒸气会上升到高空,形成云和降水。降水又可以补充地表的水资源,维持生态系统的平衡。水循环的变化会导致天气的多变,如降水量的增减和云量的变化等。
六、气象观测和预报
天气学使用气象观测和预报技术来研究和预测天气变化。气象观测通过测量气温、湿度、气压、风速和降水等参数来获取大气状态的信息。而气象预报则利用观测数据和数值模型等方法,对未来天气进行推测和预测。
七、天气系统和气候带
天气系统是指由气压系统、风和降水等要素组成的大气系统。它们在全球范围内形成了不同的气候带,如赤道气候带、温带和寒带等。这些气候带的存在使得地球上各地的天气具有一定的规律性和区别。
八、天气与人类活动
天气学原理和方法
天气学是研究大气的运动和变化规律,预测和分析天气现象的一门科学。它利用物理学、化学、地理学等多个学科的知识,结合气象观测数据和数值模型,以及统计和数学方法,来解释和预测天气变化。
天气学的研究对象是大气,大气是地球上固体地壳和液态海洋的表面围绕地球所形成的气体包围层。大气包含了空气、水蒸汽、尘埃等多种组分。天气学主要研究大气中的气压、气温、湿度、风力、降水等要素的变化和相互关系。
天气现象是大气要素变化的集中体现,如暴雨、强风、雷电等。天气现象是天气学研究的重要内容,通过对天气现象的观测、分析和归纳,可以找出它们的规律和特点,为天气预测提供依据。
天气学的研究方法主要包括气象观测、实验与模拟、数值预报等。
气象观测是天气学研究的基础,通过对气象要素的实时观测,可以了解大气的变化和发展趋势。气象观测包括对气压、温度、湿度、风力、降水等要素的观测。观测站点通常配备各种观测仪器和设备,如气压计、温度计、湿度计、风速仪等,用于记录和测量气象要素。
实验与模拟是天气学研究的重要手段之一、通过在实验室中对大气中的各种要素进行控制和模拟,可以研究其变化规律。实验室实验可以控制较好的条件,有利于深入研究一些特定的天气现象。模拟是利用计算机模型对大气进行数值模拟,通过模拟大气中各个要素的运动和相互作用,来预测天气变化。
数值预报是天气学研究的重要方法之一,它利用气象观测数据、数值模型和统计方法,通过计算机的运算来预测未来一段时间内的天气变化。数值预报的基本原理是根据大气运动方程和热力学原理,通过对大气中各个要素的变化进行数学计算和模拟,来预测未来的天气情况。
在进行天气预报和分析时,还需要结合统计和数学方法来处理观测数据、优化模型参数和提高预报准确率。统计方法可以通过对历史观测数据的分析和处理,来找出天气变化的规律和趋势。数学方法可以通过建立数学模型,对大气中的运动和变化进行数学描述和计算,从而预测未来的天气变化。
天气学原理基础
一、大气运动的基本特征 1、真实力:气压梯度力、地心引力、摩擦力
(1)气压梯度力:作用于单位质量气块上的净压力,由于气压分布不
均匀而产生
(2)地心引力:地球对单位质量空气的万有引力 不变,指向地
心。
(3)摩擦力:单位质量空气受到的净粘滞力 一般只在行星边界层
(摩擦层)考虑摩擦作用,自由大气中则忽略摩擦作用。
2、视示力:惯性离心力、地转偏向力
惯性离心力:地球受到了向心力的作用却不作加速运动,违背牛顿第二
定律,为了解释这种现象引入惯性离心力,其大小与向心力相等而方向
相反
地转偏向力(科氏力):观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运
动,发现在北半球有一个向右偏的力,在南半球向左偏的力。称此力为
地转偏向力,又名科氏力。由于坐标系的旋转导致物体没有受力却出现
加速度,违背牛顿第二定律,从而引入,以使牛顿运动定律在旋转参考
系中成立
地转偏向力的特点:
在纬圈平面内;只改变气块运动方向,不改变其速度大小;在北半球,
地转偏向力指向运动方向右侧,在南半球,地转偏向力指向运动方向左
侧;地转偏向力的大小与相对速度成正比
重力:地心引力与惯性离心力的合力。重力垂直于水平面,赤道最小,
极地最大
重力是垂直方向上的,而大气运动是准水平的; 科氏力始终垂直于速
度方向,故只改变方向 ,不作功; 所以,引起大气运动的最重要作用
是:由于压力分布不均匀而产生的压力梯度力(热力作用引起的) 。
3、控制大气运动的基本规律:能量守恒、质量守恒、动量守恒
牛顿第二运动定律——运动方程
质量守恒定律——连续方程
能量守恒定律——热力学能量方程
气体实验定律——气体状态方程
4、地转风地转风是自由大气中水平气压梯度力和地转偏向力相平衡时的空气的
水平运动。风沿等压线(等高线、等位势线)吹,背风而立低压在左高
压在右
地转风性质:
1)地转关系是在无摩擦,不考虑加速度和垂直方向的地转偏向力的情
况下近似成立的
赤道上(φ=0)水平地转偏向力为零,地转风不存在
2)地转风的大小与水平气压梯度力成正比
3)地转风与等压线平行,在北半球,背风而立,低压在左高压在右,
南半球,背风而立,低压在右高压在左(风压定律)
4)地转风速大小与纬度成反比,但在赤道上=0地转平衡不成立。无科
氏力存在,所以低纬度不能用地转风近似。
5、梯度风
空气块作曲线运动,风沿等压线或等位势线吹,在三个力,即水平气压
梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力的作用下风呈气旋性弯曲(逆
时针旋转)或反气旋性弯曲(顺时针旋转),这种风称为梯度风。
(1)适用范围:北半球中高纬地区,大尺度系统运动,曲线 运动,三
力平衡。
(2)气压场风场高压周围的风场是顺时针旋转,低压周围的风场是逆
时针旋转。
流线与轨迹:
(1)定义流线:是指在某一固定时刻,处处与风向相切并指向气流方
(2)流线能表现在某一时刻的天气图上,而 轨迹却不能。所以日常
中,等压线、等高线近似为流线,不能当作轨迹线。
6、热成风:地转风随高度的改变量
(1) 适用范围:北半球中高纬度地区,自由大气中大尺度系统。
(2) 大小:a. 与纬度成反比,与等厚度线的疏密成正比b. 与纬度、
等压面差距、温度有关(3) 方向热成风沿气层的等厚度线(等平均温
度线)吹,背风而立,厚度(平均温度)高的在右。
地转风随高度顺转有暖平流,地转风随高度逆转有冷平流
正压大气:大气中密度的分布仅仅随着气压而变,等压面和等密度面
(等温面)重合,没有热成风
斜压大气:大气中密度的分布不仅随气压变化,还随温度变化。等压面
和等密度面(或等温面)是相交的。等压面上具有温度梯度,地转风随
高度变化,就有热成风热成风存在于斜压大气中
7、地转偏差
实际风与地转风之差称为地转偏差。地转偏差很小,但很重要
地转偏差对大气运动的演变有极为重要的作用。地转偏差使空气微团穿
越等压线引起质量的重新分布,造成风压场的变化,是天气系统演变的
一个动力因子。
摩擦层中的地转偏差:垂直于摩擦力的方向,指向摩擦力方向右
侧。风向比应有的梯度风风速小,指向低压。摩擦层中由于摩擦作
用,低压辐合上升,高压辐散下沉。
自由大气中的地转偏差:梯度力和地转偏向力不平衡时,产生加速度。
地转偏差垂直于加速度的方向,并指向加速度方向的左方
一般来说,中纬度对流层中,高层以法向和切向地转偏差造成的辐
合辐散为主,低层以变压风造成的辐合辐散为主,所以在高层槽前
脊后辐散,槽后脊前辐合;在低层槽前脊后辐合,槽后脊前辐散。
因此,槽前脊后低层辐合,高层辐散,有上升运动;槽后脊前低层
辐散,高层辐合,有下沉运动 二、气团与锋
1、 气团
定义:气象要素水平分布比较均匀的大范围的空气团。尺度:水平方向
数千公里,垂直范围可达几公里到十几公里。气团控制的天气:水平方
向:天气现象基本相同,温湿分布均匀;垂直方向:气象要素分布相同
(包括稳定度)
气团源地:具有形成气团温、湿属性比较均匀条件的地区。
形成条件:性质均匀的广阔的地球表面,下沉辐散,稳定的环流
方式:各种尺度的湍流、系统性垂直运动、蒸发、凝结和辐射等物理过
分类:地理分类法:北极气团(冰洋气团)、极地气团、热带气团、
赤道气团。极地气团和热带气团又有大陆性和海洋性之分。热力分类
法:根据气团温度和气团所经过的下垫面温度对比来划分的。按照这种
分类法,气团可以分为暖气团和冷气团两种类型。
冬季:极地大陆气团和热带海洋气团、北极气团
夏季:西伯利亚气团、热带海洋气团、热带大陆气团、赤道气团
春季:西伯利亚气团、热带海洋气团
秋季:变性西伯利亚气团主导,热带海洋气团。
2、锋锋:冷暖气流相遇所形成的狭窄过渡带
锋区:天气图上温度水平梯度大而窄的区域,如果它又随高度向冷空气
团一侧倾钭,这样的
等温线密集带通常称为锋区。实际上,锋区就是密度不同的两个气团之
间的过渡区。水平宽度约几十到几百公里,一般上宽下窄。
锋面:由于锋区的宽度同气团宽度相比显得很狭窄,因而常把锋区看成
是空间一个面
锋线:锋面与地面的交线
锋面的坡度公式
1)其他条件不变,锋面坡度随纬度增高而增大。赤道上,没有锋面存
2)锋两侧温差越大坡度越小,温差为零则不会有锋面
3)锋两侧风速差为零时,锋面不存在;锋存在时,两侧平行于它的地
转风分速应具有气旋
式切变。锋面坡度与锋面两侧风速差成正比
4)冷暖气团的平均温度越高坡度越大
分类:
按移动过程中冷、暖气团所占地位:
冷锋:锋面在移动过程中,冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团一侧
运动
暖锋:锋面在移动过程中,暖气团起主导作用,推动锋面向冷气团一侧
运动
静止锋:冷暖气团势力相当,锋面移动很少
锢囚锋:暖气团、较冷气团、更冷气团相遇时先构成两个锋面,然后其
中一个追上另一个锋面即形成锢囚。
按锋伸展高度:对流层锋、地面锋、高空锋
按气团的不同地理类型:冰洋锋(北极锋)、极锋、副热带(热带)
锋面附近气压场、温度场、风场的特征
气压场:锋面两侧的气压梯度不连续,等压线通过锋线时产生折角,并
且折角指向高压,锋区处在低压槽内。
温度场:锋区内温度的水平梯度远比其两侧气团中大;锋区走向与地面
锋线基本平行;锋区在空间上是向冷空气一侧倾斜,所以高空图上锋区
的位置是偏在地面锋线的冷空气一侧;等压面高度越高,向冷空气一侧
偏的越多;等温线越密集,水平温度梯度越大,锋区越强。
风场:由于锋线是处于低压槽内,而风场与气压场有地转风近似关系,所以,锋线两侧风场是气旋性切变。
风随高度顺转,暖平流最强且热成风最大的高度为高空暖锋区;风随
高度逆转,冷平流最强且热成风最大的高度为高空冷锋区;热成风很大
而无明显平流,可能是静止锋
地面图上确定锋面:温度、露点、气压和风、变压、云和降水。
锋面天气的输送带模式
输送带是指以天气系统为坐标系的相对气流,它们是系统内产生云和雨
区的主要气流。
分为暖输送带:向后上滑暖输送带、向前上滑暖输送带和冷输送带
锋生、锋消
锋生:指密度不连续性形成的一种过程或指已经有的一条锋面,其温度
或位温水平梯度加大的过程。锋消:指作用相反的过程
锋生带概况:南方锋生带:华南到长江流域; 北方锋生带:河西走
廊到东北
锋生时的温压场形势
高空温压场——锋生区的上空有低槽移入和发展
地面气压场——地面天气图上,锋生常发生在低压或低槽中
锋生时气象要素的变化
变压场——冷锋锋生前,地面常有明显的正3h变压出现;暖锋锋生前,
地面常有明显的负3h变压出现
风场——江南地区,暖锋锋生前常有明显的气旋性风切变
天气状况——锋生前天气有明显变化
锋消概况:我国主要锋消区:青藏高原以东30-40ºN 三、气旋与反气旋