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1、天氣學(xué)原理Char1大氣運(yùn)動(dòng)的基本特征1、真實(shí)力:氣壓梯度力、地心引力、摩擦力(1)氣壓梯度力:作用于單位質(zhì)量氣塊上的凈壓力,由于氣壓分布不均勻而產(chǎn)生(2)地心引力:地球?qū)挝毁|(zhì)量空氣的萬有引力(3)摩擦力:?jiǎn)挝毁|(zhì)量空氣受到的凈粘滯力2、視示力:慣性離心力、地轉(zhuǎn)偏向力慣性離心力:地球受到了向心力的作用卻不作加速運(yùn)動(dòng),違背牛頓第二定律,為了解釋這種現(xiàn)象引入慣性離心力,其大小與向心力相等而方向相反。C=2R地轉(zhuǎn)偏向力:由于坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致物體沒有受力卻出現(xiàn)加速度,違背牛頓第二定律,從而引入,以使牛頓運(yùn)動(dòng)定律在旋轉(zhuǎn)參考系中成立。地轉(zhuǎn)偏向力的特點(diǎn):A=-2V(1)地轉(zhuǎn)偏向力A與相垂直,在緯圈平面內(nèi)(2
2、)地轉(zhuǎn)偏向力A與風(fēng)速V垂直,只改變氣塊運(yùn)動(dòng)方向,不改變其速度大?。?)在北半球A在水平速度的右側(cè),在南半球A在水平速度的左側(cè)(4)地轉(zhuǎn)偏向力的大小與相對(duì)速度成正比,V=0時(shí),A=0;只有在做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)A才存在重力:地心引力與慣性離心力的合力。重力垂直于水平面,赤道最小,極地最大。3、地轉(zhuǎn)偏向力與水平地轉(zhuǎn)偏向力有何相同與不同?水平地轉(zhuǎn)偏向力:大氣中垂直運(yùn)動(dòng)一般比較小,氣塊的運(yùn)動(dòng)主要受x方向和y方向的影響。通常情況下w很小,因而近似有Ax=2v和Ay=-2u。對(duì)水平運(yùn)動(dòng)而言,北半球Ax、Ay使運(yùn)動(dòng)向左偏,南半球右偏。地轉(zhuǎn)偏向力:包括垂直運(yùn)動(dòng)。4、控制大氣運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律:能量守恒、質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒
3、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律運(yùn)動(dòng)方程質(zhì)量守恒定律連續(xù)方程能量守恒定律熱力學(xué)能量方程氣體實(shí)驗(yàn)定律氣體狀態(tài)方程“p”坐標(biāo)系中大氣運(yùn)動(dòng)基本方程組p坐標(biāo)的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么優(yōu)點(diǎn):在這個(gè)坐標(biāo)系中,可以直接用等壓面上分析的資料進(jìn)行計(jì)算;其基本方程組中減少了一個(gè)因變量,即密度的影響隱含在等壓面位勢(shì)變化之中;連續(xù)方程具有較簡(jiǎn)單的形式;由于引進(jìn)了靜力平衡近似,方程組中已濾去了對(duì)天氣變化不起什么作用的沿鉛直方向傳播的聲波。缺點(diǎn):這個(gè)坐標(biāo)系中,下邊界條件很復(fù)雜,不能嚴(yán)格給出下邊界條件,很難考慮地形的影響。由于小尺度運(yùn)動(dòng)不滿足靜力平衡條件,故不能用p坐標(biāo)系來描寫它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的大氣運(yùn)動(dòng)方程局地直角坐標(biāo)系下的大氣運(yùn)動(dòng)方
4、程5、溫度平流變化-VhT是氣塊在溫度水平分布不均勻的區(qū)域內(nèi)保持原有的溫度作水平運(yùn)動(dòng)而對(duì)局地溫度變化所提供的貢獻(xiàn),稱為溫度平流變化。-T溫度梯度由高溫指向低溫。當(dāng)-VhT0時(shí),有暖平流,夾角為銳角,風(fēng)從暖區(qū)吹向冷區(qū),使局地溫度升高。對(duì)流變化:空氣垂直運(yùn)動(dòng)引起的局地溫度變化6、質(zhì)量散度和速度散度質(zhì)量散度:(V)單位體積流體的凈流出量。凈流出時(shí)散度為正,凈流入時(shí)散度為負(fù)。質(zhì)量通量散度速度散度:V流體在單位時(shí)間內(nèi)的相對(duì)膨脹率。V0時(shí),體積增大輻散。速度散度:表示體積膨漲速度。不可壓縮流體:速度散度為零水平散度:流體在單位時(shí)間內(nèi)水平面積的相對(duì)膨脹率水汽通量:?jiǎn)挝粫r(shí)間里通過與空氣運(yùn)動(dòng)方向垂直的單位面積的
5、水汽量。水汽能量散度:?jiǎn)挝粫r(shí)間,單位體積內(nèi)水汽的凈流入量或凈流出量。7、熱力學(xué)能量方程空氣塊的熱力學(xué)能量的變化率=加熱率+外力對(duì)空氣塊的作功率零級(jí)簡(jiǎn)化方程(最大項(xiàng)、診斷) 一級(jí)簡(jiǎn)化方程(最大項(xiàng),次大項(xiàng),預(yù)報(bào))8、用熱力學(xué)方程解釋引起固定點(diǎn)溫度變化的原因由熱力學(xué)能量方程的零級(jí)簡(jiǎn)化得,大尺度系統(tǒng)中的局地溫度變化是由溫度平流和非絕熱作用造成的結(jié)果。在非絕熱作用很小的情況下,溫度變化主要是由溫度平流引起的。9、等位勢(shì)面當(dāng)物體在等位勢(shì)面上移動(dòng)時(shí),位能不發(fā)生變化,不需要克服重力作功,等位勢(shì)面處處與重力方向垂直,等位勢(shì)面是水平面。10、 地轉(zhuǎn)風(fēng)等壓線為一族平行的直線(曲率為零)時(shí)的平衡流場(chǎng)稱為地轉(zhuǎn)風(fēng)場(chǎng),或地
6、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。地轉(zhuǎn)風(fēng)是自由大氣中水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力相平衡時(shí)的空氣的水平運(yùn)動(dòng)。風(fēng)沿等壓線(等高線、等位勢(shì)線)吹,背風(fēng)而立低壓在左高壓在右。地轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)必須滿足以下條件:1.氣流方向無外力分量;2.運(yùn)動(dòng)是水平的、定常的;3.水平氣壓梯度力與科里奧利力嚴(yán)格相平衡地轉(zhuǎn)風(fēng)性質(zhì):(1)地轉(zhuǎn)關(guān)系是在無摩擦,不考慮加速度和垂直方向的地轉(zhuǎn)偏向力的情況下近似成立的。赤道上(=0)水平地轉(zhuǎn)偏向力為零,地轉(zhuǎn)風(fēng)不存在。(2)地轉(zhuǎn)風(fēng)的大小與水平氣壓梯度力成正比(3)地轉(zhuǎn)風(fēng)與等壓線平行,在北半球,背風(fēng)而立,低壓在左高壓在右,南半球,背風(fēng)而立,低壓在右高壓在左(風(fēng)壓定律)(4)地轉(zhuǎn)風(fēng)速大小與緯度成反比11、梯度風(fēng)水平氣壓梯度力
7、、水平地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力平衡時(shí),有效分力為零,風(fēng)沿等壓曲線作慣性等速曲線運(yùn)動(dòng),這就是梯度風(fēng)。水平氣壓梯度力、水平地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力平衡時(shí),無切向加速度的空氣水平運(yùn)動(dòng)??諝鈮K作曲線運(yùn)動(dòng),風(fēng)沿等壓線或等位勢(shì)線吹,在三個(gè)力,即水平氣壓梯度力、水平地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力的作用下風(fēng)呈氣旋性彎曲(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)),或反氣旋性彎曲(順時(shí)針旋轉(zhuǎn)),這種風(fēng)稱為梯度風(fēng)。應(yīng)用:(1)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)高壓中心,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)低壓中心。(2)低壓中心等壓線可分析的密集些,高壓中心附近等壓線應(yīng)分析的稀疏些。(3)氣旋中心氣壓梯度和風(fēng)速可無極限,而在反氣旋中則有極限,梯度風(fēng)有極大值。(4)氣旋性環(huán)流中對(duì)風(fēng)速估計(jì)過高,反氣
8、旋中Vmax=2Vg對(duì)風(fēng)速估計(jì)過低。12、熱成風(fēng):地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的改變量熱成風(fēng)與平均等溫度線(或等厚度線)平行,背風(fēng)而立,低溫在左高溫在右。熱成風(fēng)大小與平均溫度梯度或厚度梯度成正比,與緯度成反比。熱成風(fēng)解釋淺薄&深厚系統(tǒng):百度溫壓場(chǎng)對(duì)稱系統(tǒng)地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)有暖平流,地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn)有冷平流。13、正壓大氣和斜壓大氣正壓大氣:大氣中密度的分布僅僅隨著氣壓而變,等壓面和等密度面(等溫面)重合,沒有熱成風(fēng)。斜壓大氣:大氣中密度的分布不僅隨氣壓變化,還隨溫度變化。等壓面和等密度面(或等溫面)是相交的。等壓面上具有溫度梯度,地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度變化,就有熱成風(fēng)。如何判斷正壓大氣與斜壓大氣1正壓大氣等壓面、等容面等
9、密度面、等溫面重合,斜壓大氣中等壓面與等密度面、等溫面是交割的。2等壓面上溫度分布是均勻的,沒有溫度梯度3斜壓大氣是地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度改變的充要條件,也就是正壓大氣中不存在熱成風(fēng)。4力管項(xiàng)為0是正壓大氣,力管項(xiàng)不為0是斜壓大氣。14、地轉(zhuǎn)偏差實(shí)際風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)之差稱為地轉(zhuǎn)偏差。D=V-Vg地轉(zhuǎn)偏差對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的演變有極為重要的作用。地轉(zhuǎn)偏差使空氣微團(tuán)穿越等壓線引起質(zhì)量的重新分布,造成風(fēng)壓場(chǎng)的變化,是天氣系統(tǒng)演變的一個(gè)動(dòng)力因子。摩擦層中的地轉(zhuǎn)偏差:(1)地轉(zhuǎn)偏差垂直于摩擦力的方向,并指向摩擦力方向的右方。摩擦力越大,實(shí)際風(fēng)越小,左偏越多。(2)風(fēng)速比應(yīng)有的梯度風(fēng)風(fēng)速小,風(fēng)向偏向低壓。因此在北半球低壓中的空氣
10、逆時(shí)針流動(dòng),但有向內(nèi)流的分量;高壓中的空氣順時(shí)針流動(dòng),但有向外流的分量。摩擦作用使低壓輻合上升,高壓輻散下沉。自由大氣中的地轉(zhuǎn)偏差:梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力不平衡時(shí),產(chǎn)生加速度。地轉(zhuǎn)偏差垂直于加速度的方向,并指向加速度方向的左方。變壓風(fēng):用變高梯度或變壓梯度表示的地轉(zhuǎn)偏差D1變壓風(fēng):hV=h(Vg+D)=hD地轉(zhuǎn)風(fēng)的散度為0,所以實(shí)際風(fēng)散度取決于地轉(zhuǎn)偏差的散度。地面圖上,負(fù)變壓中心區(qū),變壓風(fēng)輻合引起上升運(yùn)動(dòng);正變壓中心區(qū),變壓風(fēng)輻散引起下沉運(yùn)動(dòng)。高空?qǐng)D,槽前脊后必有負(fù)變壓,有變壓風(fēng)輻合。槽后脊前有正變壓,變壓風(fēng)輻散。D2平流加速度(橫向縱向地轉(zhuǎn)偏差):槽前脊后有縱向、橫向地轉(zhuǎn)偏差輻散;槽后脊前有縱向
11、橫向地轉(zhuǎn)偏差輻合。低層以變壓風(fēng)輻散(合)為主,高層以縱向、橫向輻散(合)為主:槽前脊后:變壓風(fēng)輻合,縱向、橫向輻散槽后脊前:變壓風(fēng)輻散,縱向、橫向輻合因此高層槽前脊后輻散槽后脊前輻合,低層槽前脊后輻合槽后脊前輻散。3.1 尺度概念與大氣運(yùn)動(dòng)的尺度分類(動(dòng)力)氣象上稱這種具有代表意義的值為物理量的“特征值”或“特征尺度”,簡(jiǎn)稱為尺度。尺度分析:將大氣運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分類,引入各種尺度系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的特征尺度數(shù)量級(jí),以此可比較方程中各項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的不同數(shù)量級(jí),從而對(duì)方程進(jìn)行簡(jiǎn)化。行星尺度104km天氣尺度103km中尺度102km小尺度10km微尺度中緯度長(zhǎng)波副熱帶反氣旋溫帶氣旋溫帶反氣旋鋒面背風(fēng)波颮線積雨云雷陣雨
12、龍卷邊界層渦動(dòng)熱帶ITCZ東風(fēng)波云團(tuán)熱帶氣旋中尺度對(duì)流群對(duì)流單體邊界層渦動(dòng)周幾天1天幾小時(shí)中緯度大尺度運(yùn)動(dòng)是準(zhǔn)水平、準(zhǔn)地轉(zhuǎn)平衡、準(zhǔn)靜力平衡、準(zhǔn)水平無輻散、緩慢變化的渦旋運(yùn)動(dòng)。1氣團(tuán)和鋒(第二章第一節(jié)-第二節(jié))氣團(tuán)指的是氣象要素(主要是溫度和濕度)水平分布比較均勻的大范圍空氣團(tuán)。水平尺度約為1000Km;垂直尺度約為10Km。鋒是密度不同的兩個(gè)氣團(tuán)之間的過渡,鋒區(qū)的水平寬度約為幾十公里到幾百公里,一般上寬下窄。2 鋒區(qū)、鋒面、鋒線的聯(lián)系與區(qū)別(第二章第二節(jié))鋒:冷暖氣流相遇所形成的狹窄過渡帶鋒區(qū)是密度不同的兩個(gè)氣團(tuán)之間的過渡區(qū)。在天氣圖上表現(xiàn)為等溫線密集(即溫度水平梯度大而窄的區(qū)域)密度的不同主
13、要表現(xiàn)為溫度的不同。鋒區(qū)的水平寬度約為幾十公里到幾百公里,一般上寬下窄。在天氣圖上由于比例尺小,鋒區(qū)的寬度表示不出來,可把它看作為空間的一個(gè)面,即為鋒面。鋒線指的是鋒面與地面的交線稱。3 鋒面附近氣象要素場(chǎng)的特征(第二章第三節(jié))溫度場(chǎng)特征:鋒區(qū)內(nèi)溫度水平梯度遠(yuǎn)比其兩側(cè)氣團(tuán)大。鋒區(qū)內(nèi)溫度垂直梯度小,同一等壓面或等高面上鋒區(qū)內(nèi)等溫線密集,其密集程度愈強(qiáng),表示鋒面愈強(qiáng),同時(shí)溫度的密集區(qū)隨高度增加向冷空氣一側(cè)傾斜。 氣壓場(chǎng):在地面上,一般鋒面位于氣壓槽中,等壓線通過鋒面呈氣旋式彎曲,其折角指向高壓。鋒兩側(cè)的氣壓梯度不連續(xù)。風(fēng)場(chǎng)特征:鋒線附近的風(fēng)場(chǎng)具有氣旋性切變,地面摩擦可使氣旋性切變加劇。鋒區(qū)內(nèi)風(fēng)速隨
14、高度的變化較大。一般冷鋒附近有冷平流,水平風(fēng)向隨高度增加是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn);暖鋒附近有暖平流,水平風(fēng)向隨高度增加而呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。地面鋒上空,可出現(xiàn)大風(fēng)速區(qū),甚至可出現(xiàn)急流。變壓場(chǎng):變壓是指某一點(diǎn)的氣壓隨時(shí)間變化的大小。一般來說冷鋒鋒后有三小時(shí)正變壓,冷鋒前氣壓變化不大。暖鋒鋒前有三小時(shí)負(fù)變壓,暖鋒鋒后氣壓變化不大。對(duì)于錮囚鋒來說,錮囚鋒前多為三小時(shí)負(fù)變壓,鋒后多為三小時(shí)正變壓。4 鋒的分類(第二章第二節(jié))鋒面在移動(dòng)過程中,冷氣團(tuán)起主導(dǎo)作用,推動(dòng)鋒面向暖氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng),這類鋒面稱為冷鋒。鋒面移動(dòng)過程中,暖氣團(tuán)起主導(dǎo)作用,推動(dòng)鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng),這類鋒面稱為暖鋒。當(dāng)冷、暖氣團(tuán)的勢(shì)力相當(dāng)時(shí),鋒面移動(dòng)十分緩
15、慢或相對(duì)靜止,這種鋒面稱為準(zhǔn)靜止鋒(分布在我國(guó)華南和云貴高原一帶)。暖氣團(tuán)、較冷氣團(tuán)和更冷氣團(tuán)(三種性質(zhì)不同的氣團(tuán))相遇時(shí)先構(gòu)成兩個(gè)鋒面,然后其中一個(gè)鋒追上另一個(gè)鋒,就形成錮囚鋒。暖式錮囚鋒,由于冷鋒位于暖鋒上方,故正變壓線常出現(xiàn)在鋒前;冷式錮囚鋒,由于暖鋒位于冷鋒上方,故負(fù)變壓線常出現(xiàn)在地面鋒線后。對(duì)于準(zhǔn)靜止鋒,由于其移動(dòng)性較小,所以它附近的氣壓變化較小。5錮囚鋒分類(第二章第二節(jié))根據(jù)暖舌的位置分為冷式錮囚鋒、暖式錮囚鋒和中性錮囚鋒。6氣團(tuán)的分類(第二章第一節(jié))地理分類法:北極氣團(tuán);極地氣團(tuán)(大陸和海洋);熱帶氣團(tuán);赤道氣團(tuán)(大陸和海洋)。熱力分類法:根據(jù)氣團(tuán)溫度和氣團(tuán)所經(jīng)過的下墊面溫度對(duì)
16、比來劃分,分暖氣團(tuán)和冷氣團(tuán)。7 鋒面附近天氣特點(diǎn)(第二章第四節(jié))冷鋒:若冷鋒前暖空氣比較干燥,則鋒前后均無云,鋒面過境只出現(xiàn)風(fēng)沙或者吹雪;在夏半年,暖空氣層結(jié)不穩(wěn)定時(shí),鋒面猛烈抬升,可在鋒前形成降水和雷雨天氣。如果暖空氣比較式濕而穩(wěn)定,則峰后會(huì)風(fēng)雨交加。暖鋒:判斷降水發(fā)生在鋒前還是峰后,主要視暖鋒低空輻合輻散和高空槽線的位置決定。準(zhǔn)靜止鋒:在高壓控制下時(shí),無降水或者有小量的降水;暖空氣有較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)有顯著降水出現(xiàn)。錮囚鋒:天氣最惡劣的地區(qū)及降水區(qū)多出現(xiàn)錮囚鋒附近。對(duì)流性不穩(wěn)定:sw或se隨高度減小8 鋒生和鋒消(第二章第五節(jié))鋒生是指密度或溫度不連續(xù)形成的一種過程,或者是指已有一條鋒面存
17、在,其密度(或溫度)水平梯度增大的過程。鋒消是指與鋒生過程相反的過程。9 氣旋與反氣旋及其強(qiáng)度描述方法(第三章第一節(jié))氣旋(反氣旋)是占有三度空間的、在同一高度上中心氣壓低(高)于四周的大尺度渦旋。在北半球,氣旋(反氣旋)范圍內(nèi)的空氣作逆(順)時(shí)針旋轉(zhuǎn),在南半球其內(nèi)空氣作順(逆)時(shí)針旋轉(zhuǎn)。氣旋、反氣旋的強(qiáng)度的描述通常有兩個(gè)方法1.中心氣壓值 氣旋中心氣壓值增大時(shí),氣旋減少2.最大風(fēng)速 氣旋中心風(fēng)速大;反氣旋外圍風(fēng)速大。10 氣旋和反氣旋的分類情況(第三章第一節(jié))氣旋分類根據(jù)氣旋形成和活動(dòng)的主要地理區(qū)域分溫帶氣旋和熱帶氣旋。按其熱力結(jié)構(gòu)分鋒面氣旋和無鋒氣旋。鋒面氣旋溫壓場(chǎng)不對(duì)稱,移動(dòng)性大,而且是
18、帶來云和降水的主要天氣系統(tǒng);無鋒氣旋又可分為兩類熱帶氣旋和局地性氣旋反氣旋分類根據(jù)其形成和活動(dòng)的主要地理區(qū)域分極地反氣旋、溫帶反氣旋和副熱帶反氣旋。按其熱力結(jié)構(gòu):冷性反氣旋、暖性反氣旋?;顒?dòng)于中高緯度大陸近地面層的反氣旋多屬冷性反氣旋,習(xí)慣上又稱冷高壓。冬半年強(qiáng)大的冷高壓南下,可造成24小時(shí)內(nèi)降溫超過10oC的寒潮天氣。出現(xiàn)在副熱帶地區(qū)的副熱帶高壓多屬暖性反氣旋。副熱帶高壓較少移動(dòng),但有季節(jié)性的南北位移和中、短期的東西進(jìn)退。氣旋族:在同一個(gè)鋒系上出現(xiàn)一連串氣旋,最近一個(gè)已錮囚,緊跟的一個(gè)成熟,再后面的一個(gè)波動(dòng)成一系列的氣旋,多出現(xiàn)在江淮梅雨季節(jié)。11 溫帶氣旋的經(jīng)典模型(第三章第四節(jié))溫帶氣旋
19、突出特點(diǎn)是溫帶氣旋形成于一條鋒面上。經(jīng)典氣旋發(fā)展經(jīng)歷四個(gè)階段:初生階段、快速發(fā)展階段、成熟階段、衰亡階段。各個(gè)階段特征如下:初生階段,上升氣流運(yùn)動(dòng)不強(qiáng),云和降水等壞天氣區(qū)域不大。暖鋒前形成云雨和連續(xù)性降水,能見度惡劣。云層厚的地方在氣旋波頂附近。發(fā)展階段,氣旋區(qū)域內(nèi)風(fēng)速普遍增大,氣旋后部具有冷鋒后冷氣團(tuán)天氣特征??拷鼩庑行牡囊欢卫滗h移動(dòng)較快,鋒前及地面鋒線附近為對(duì)流云及陣性降水。遠(yuǎn)離氣旋中心的一段冷鋒一般處于高空槽后,移動(dòng)緩慢,鋒后云雨區(qū)較寬。在氣旋的暖區(qū)部分,天氣特點(diǎn)主要取決于暖區(qū)氣團(tuán)的性質(zhì)。當(dāng)鋒面氣旋發(fā)展到錮囚階段時(shí),地面風(fēng)速很大,輻合上升氣流加強(qiáng),在水汽充沛時(shí),云和降水范圍擴(kuò)大,降水強(qiáng)
20、度加劇,云系比較對(duì)稱地分布在錮囚鋒兩側(cè)。當(dāng)氣旋進(jìn)入衰亡階段后,云和降水開始減弱,云底抬高。以后隨著氣旋趨于減弱消失,云和降水也隨著逐漸消失。12 渦度方程各項(xiàng)的意義(扭曲項(xiàng)、輻合輻散項(xiàng)和摩擦項(xiàng))(第三章第二節(jié))渦度:(單位面積上的環(huán)流)質(zhì)塊速度的旋度簡(jiǎn)化渦度方程相對(duì)渦度平流項(xiàng)-牽連渦度平流項(xiàng)-水平散度項(xiàng)扭曲項(xiàng) 有風(fēng)的垂直切變存在,同時(shí)垂直運(yùn)動(dòng)在水平方向不均勻分布時(shí),扭曲項(xiàng)作用是把渦度從一個(gè)方向轉(zhuǎn)到另一個(gè)方向。輻合輻散項(xiàng) -( +?). Dp 輻合對(duì)應(yīng)著氣旋渦度的增加,輻散對(duì)應(yīng)著氣旋渦度的減小。從表達(dá)式 -( +?)Dp 來看,渦度發(fā)展項(xiàng)的大小不僅決定于輻會(huì)輻散的強(qiáng)弱,還決定于絕對(duì)渦度的大小。在
21、輻合輻散相同的情況下,絕對(duì)渦度大的地方更有利于氣旋的發(fā)展。摩擦項(xiàng) Fx、Fy 摩擦項(xiàng)作用一般比較復(fù)雜,但最終會(huì)引起氣旋和反氣旋的減弱。摩擦項(xiàng)的作用使得正、負(fù)相對(duì)渦度都趨于減弱。并且地面相對(duì)渦度越大、風(fēng)速越大,地面越粗糙,則這種減弱作用越明顯。渦度守恒的條件:大氣水平無輻散,絕對(duì)渦度是守恒絕對(duì)渦度:對(duì)絕對(duì)速度做運(yùn)算相對(duì)渦度:對(duì)相對(duì)速度做運(yùn)算13 位勢(shì)傾向方程各項(xiàng)意義(渦度平流項(xiàng)和厚度平流項(xiàng))(第三章第三節(jié))地轉(zhuǎn)風(fēng)絕對(duì)渦度平流項(xiàng),它又可分為兩部分,即地轉(zhuǎn)渦度和相對(duì)渦度的地轉(zhuǎn)風(fēng)平流-Vg ?(f + g) = -Vg ?f -Vg ? g 對(duì)于短波地轉(zhuǎn)風(fēng)絕對(duì)渦度平流的強(qiáng)弱主要決定于地轉(zhuǎn)風(fēng)相對(duì)渦度平流
22、。在等高線均勻分布的槽中,g 0,在脊中則有g(shù) 0。因此槽前脊后沿氣流方向相對(duì)渦度減小,有正渦度平流,即-VgVg0,等壓面高度將降低 0,在槽后脊前沿氣流方向相對(duì)渦度增加,為負(fù)渦度平流。 Vg ? g 0。在槽線和脊線上 g = 0,渦度平流為零,等壓面高度沒有變化,渦度平流不會(huì)使槽脊發(fā)展,只會(huì)使槽脊移動(dòng)。對(duì)于長(zhǎng)波,f g ,則緯度效應(yīng)更重要,槽東有負(fù)渦度平流,使高度上升;槽西有正渦度平流,使高度下降,故槽脊西行,系統(tǒng)移動(dòng)與基本氣流方向反向。厚度平流(或溫度平流)隨高度變化項(xiàng)在暖平流區(qū),沿氣流方向溫度降低, Vg ? T 0,因此當(dāng)暖平流(絕對(duì)值)隨高度減弱(隨氣壓增強(qiáng))時(shí),即低層暖平流強(qiáng),
23、高層暖平流弱時(shí), ?p( - Vg ? (?p))0;在冷平流區(qū),沿氣流方向溫度升高,因此當(dāng)冷平流(絕對(duì)值)隨高度減弱(隨氣壓增強(qiáng))時(shí),即低層冷平流強(qiáng),高層冷平流弱時(shí),等壓面高度降低,槽發(fā)展。在自由大氣中,一般來說溫度平流總是隨高度減弱的,因此對(duì)于對(duì)流層中上層的等壓面來說,在其下層若有暖平流,則等壓面將升高;若有冷平流時(shí),則其等壓面將降低。因此對(duì)流層中、上層的槽脊系統(tǒng)加強(qiáng),可由厚度平流效應(yīng)解釋。14 W方程各項(xiàng)意義(第三章第三節(jié))(渦度平流隨高度變化項(xiàng)、溫度平流的拉普拉斯項(xiàng)和非絕熱加熱項(xiàng))渦度平流隨高度變化造成的垂直運(yùn)動(dòng)當(dāng)渦度平流隨高度增加(隨氣壓減?。r(shí),有上升運(yùn)動(dòng)( 0)。溫度平流拉普拉斯
24、造成的垂直運(yùn)動(dòng)暖平流區(qū),有有上升運(yùn)動(dòng)( 0)有上升運(yùn)動(dòng)( 0);非絕熱冷卻區(qū)(dQ /dt 0)。在非絕熱變化中,潛熱 對(duì)氣旋發(fā)展影響最大。降水越大,這種作用越強(qiáng)。 15 東亞氣旋和反氣旋及其活動(dòng)狀況(第三章第五節(jié))東亞氣旋發(fā)生的兩個(gè)主要地區(qū) 我國(guó)的江淮流域、東海和日本南部海面的廣大地區(qū),25-35N之間,稱之為南方氣旋,包括江淮氣旋和東海氣旋。我國(guó)黑龍江、吉林與內(nèi)蒙古的交界地區(qū),45-55N之間,稱之為北方氣旋,包括蒙古氣旋、東北氣旋、黃河氣旋和黃海氣旋。東亞氣旋移動(dòng)的路徑主要有三個(gè)集中地帶:最多的,日本以動(dòng)或東南方的洋面上我國(guó)的東北地區(qū)朝鮮、日本北部地帶16 大氣環(huán)流、平均緯向環(huán)流、平均經(jīng)
25、向環(huán)流特征(第四章第一節(jié)) 大氣環(huán)流指的是在全球范圍內(nèi),水平尺度橫跨數(shù)千公里,垂直尺度延伸數(shù)十公里以上,時(shí)間尺度在 105S以上的平均運(yùn)動(dòng)。平均緯向環(huán)流 :平均緯向環(huán)流是指平均緯向風(fēng)的經(jīng)向分布。如果不計(jì)經(jīng)向風(fēng)速分量,平均而言,近地面層的緯向風(fēng)帶可分為三個(gè):極地東風(fēng)帶、中緯度西風(fēng)帶和低緯度信風(fēng)帶。與此三個(gè)風(fēng)帶相應(yīng)的地面氣壓帶是四個(gè):極地高壓帶、副極地低壓帶、副熱帶高壓帶和赤道低壓帶。通常稱它們?yōu)椤叭L(fēng)四帶”。 平均經(jīng)圈環(huán)流 :經(jīng)圈環(huán)流是指風(fēng)的經(jīng)向分量和空氣的垂直運(yùn)動(dòng)在子午面上組成的環(huán)流圈。北半球冬季子午面上有三個(gè)平均環(huán)流圈:高緯和低緯地區(qū)是兩個(gè)正環(huán)流圈,中緯度地區(qū)是一個(gè)逆環(huán)流圈,低緯度的正環(huán)流圈
26、,通常稱之謂信風(fēng)環(huán)流圈,也叫哈德萊(Hadley)環(huán)流圈。它對(duì)應(yīng)著低空由副熱帶高壓吹向赤道的信風(fēng)和高空由赤道吹向副熱帶地區(qū)的反信風(fēng)。信風(fēng):從副熱帶地區(qū)反氣旋中心區(qū)流向赤道的偏東北(東南)氣流,因?yàn)楹芊€(wěn)定,成為東北(東南)信風(fēng)。沃克環(huán)流:皮葉克尼斯由赤道太平洋海表溫度在緯向方向上的差異和相應(yīng)的大氣運(yùn)動(dòng)狀況,發(fā)現(xiàn)緯圈鉛直平面上也有一鉛直環(huán)流,環(huán)流的上升支在西太平洋暖水區(qū),下沉支在東赤道太平洋相對(duì)冷水區(qū)。這一環(huán)流是直接熱力環(huán)流,與沃克發(fā)現(xiàn)的南方濤動(dòng)有直接關(guān)系,故稱沃克環(huán)流。大氣低頻振蕩:17 大氣平均水平環(huán)流(第四章第一節(jié))對(duì)流層中部:冬季是“三槽三脊”型,其中三個(gè)明顯的槽: 亞洲東岸(由鄂霍次克海
27、向較低緯度的日本及中國(guó)東海傾斜),稱為東亞大槽; 二是位于北美東岸(自大湖區(qū)向較低緯度的西南方傾斜),稱為北美大槽;三是由歐洲白海向西南方向伸展的較弱的歐洲淺槽,在三個(gè)槽之間有三個(gè)平均脊,分別位于阿拉斯加、西歐沿岸和青藏高原的北部。夏季北半球?qū)α鲗又胁康沫h(huán)流與冬季相比有顯著的不同。中高緯度的西風(fēng)帶上由三個(gè)槽轉(zhuǎn)變?yōu)樗膫€(gè)槽,其強(qiáng)度比冬季顯著減弱。 對(duì)流層低層環(huán)流:冬季,北半球的主要活動(dòng)中心有兩個(gè)低壓和幾個(gè)高壓。兩個(gè)低壓分別是阿留申低壓和冰島低壓。幾個(gè)高壓分別是西伯利亞高壓、北美高壓、太平洋高壓和大西洋高壓。前兩個(gè)為冷高壓,后兩個(gè)為副熱帶高壓。夏季與冬季的最突出的差別是冬季大陸上的兩個(gè)冷高壓到了夏季
28、變成了兩個(gè)熱低壓:亞洲低壓和北美低壓。阿留申低壓和冰島低壓在夏季雖仍存在,但比冬季弱得多。副熱帶高壓夏季顯著北移,海上的兩個(gè)副熱帶高壓變得非常強(qiáng)大。18 控制大氣環(huán)流的基本因子與大氣環(huán)流的基本模型(第四章第二節(jié))控制大氣環(huán)流的基本因子有:太陽(yáng)輻射,地球自轉(zhuǎn),地球表面的不均勻和地面摩擦。單圈環(huán)流僅是考慮到大氣受熱不均勻,并沒有考慮到地球的自轉(zhuǎn)等的因數(shù)。三圈環(huán)流是在太陽(yáng)輻射、地球自轉(zhuǎn)等共同作用下形成的 熱帶 Hadley 環(huán)流圈-直接環(huán)流圈(熱力驅(qū)動(dòng))Ferrel 環(huán)流圈(中緯度環(huán)流圈)-接環(huán)流圈(天氣尺度渦動(dòng)作用)極地 Hadley 環(huán)流圈-直接環(huán)流圈(熱力驅(qū)動(dòng))19 極地環(huán)流特征(第四章第三節(jié)
29、)地理學(xué)上把66.5N以北和66.5S以南地區(qū)稱之為極地,北極地區(qū)除格陵蘭島以外基本上是海洋,南極地區(qū)是個(gè)大陸。北極環(huán)流的平均特征:冬季存在格陵蘭低壓和西伯利亞低壓兩個(gè)中心;夏季兩者合二為一。氣象要素分布特點(diǎn):極地冰雪面上空常伴有逆溫出現(xiàn),冬季逆溫強(qiáng);夏季弱。地面溫度平均為0左右。極地環(huán)流異常時(shí)出導(dǎo)致寒潮天氣的出現(xiàn)。20 緯度環(huán)流特征(第四章第四節(jié))熱帶指的是南、北半球的副熱帶高壓脊線之間的區(qū)域,約占地球表面積的一半,在全球大氣環(huán)流中,這個(gè)區(qū)域的大氣從地表得到西風(fēng)角動(dòng)量和凈的熱量收入,向中高緯度輸送角動(dòng)量。赤道復(fù)合帶:東北信風(fēng)和東南信風(fēng)交匯的地區(qū)。季風(fēng):穩(wěn)定盛行風(fēng)隨季節(jié)發(fā)生顯著變化的氣旋稱之為
30、季風(fēng)。信風(fēng)和信風(fēng)匯合的復(fù)合帶,稱之為季風(fēng)復(fù)合帶或者叫季風(fēng)槽。平均環(huán)流特征:地面流場(chǎng),主要風(fēng)系是信風(fēng)和季風(fēng);主要系統(tǒng)有副熱帶高壓、赤道低壓以及與它相聯(lián)系的赤道復(fù)合帶。對(duì)流層上部平均流場(chǎng),1月份會(huì)出現(xiàn)西風(fēng)急流,7月份會(huì)出現(xiàn)東風(fēng)急流。另外低緯度地區(qū)出現(xiàn)的槽脊與高緯度地區(qū)槽脊的出現(xiàn)具有反位相特點(diǎn)。平均經(jīng)向垂直環(huán)流:低緯度地區(qū)平均徑向環(huán)流主要是哈得來環(huán)流,北半球冬強(qiáng)夏弱。赤道地區(qū)無論什么季節(jié)都是上升氣流,副熱帶地區(qū)是下沉氣流。平均緯向垂環(huán)流:“沃克”環(huán)流。21 中尺度系統(tǒng)的基本特征(第四章綜合知識(shí)點(diǎn)) 空間尺度小,生命期短; 具有較強(qiáng)的垂直運(yùn)動(dòng); 氣象要素的梯度大; 非地轉(zhuǎn)平衡; 非靜力平衡。超級(jí)風(fēng)暴單
31、體:具有單一的特大垂直環(huán)流的巨大的強(qiáng)風(fēng)暴云。22 西風(fēng)帶分類情況(第四章第五節(jié))西風(fēng)帶波動(dòng)類為超長(zhǎng)波、長(zhǎng)波和短波三類。超長(zhǎng)波波長(zhǎng)超過1萬千米(繞地球一圈有13個(gè)波),生命史在10天以上,屬中長(zhǎng)期天氣過程。 長(zhǎng)波:也叫行星波,波長(zhǎng)在3000(5000)10000千米,相當(dāng)于50120經(jīng)矩,約376個(gè)波。 短波:波長(zhǎng)5000千米以下,常疊加在長(zhǎng)波之上。23 環(huán)流指數(shù)、西風(fēng)帶長(zhǎng)波特征(第四章第五節(jié))環(huán)流指數(shù):Rossby 提出,把35-55之間的平均地轉(zhuǎn)西風(fēng)定義為西風(fēng)指數(shù),在實(shí)際工作中就是把兩個(gè)緯度帶間的平均位勢(shì)高度差作為西風(fēng)指數(shù)。高指數(shù)表示西風(fēng)強(qiáng)大,與緯向環(huán)流對(duì)應(yīng);低西風(fēng)指數(shù)表示西風(fēng)弱,它與經(jīng)向環(huán)
32、流對(duì)應(yīng)。西風(fēng)帶長(zhǎng)波特征:西風(fēng)帶長(zhǎng)波一般來說長(zhǎng)波槽前對(duì)應(yīng)著大范圍輻合上升運(yùn)動(dòng)和云雨天氣,槽后脊前對(duì)應(yīng)著大范圍輻散下沉運(yùn)動(dòng)和晴朗天氣。長(zhǎng)波變化將導(dǎo)致一般天氣系統(tǒng)及天氣過程發(fā)生明顯變化。24 波速公式意義及長(zhǎng)波調(diào)整(第四章第五節(jié))長(zhǎng)波公式是假定大氣運(yùn)動(dòng)正壓且水平無輻散;流型具有正弦波形式且寬度很大,南北無變異。根據(jù)絕對(duì)渦度守恒。利用小擾動(dòng)方法得到的。 長(zhǎng)波公式的物理意義:西風(fēng)強(qiáng)時(shí),波動(dòng)移動(dòng)較快,反之較慢;波長(zhǎng)短時(shí),波動(dòng)移動(dòng)較快,反之較慢;在波長(zhǎng)和西風(fēng)強(qiáng)度相同的情況下,較高緯度(值較?。▌?dòng)移速快,較低緯度(值較大),波動(dòng)移速慢。重疊在基本西風(fēng)氣流上的一切長(zhǎng)波,其長(zhǎng)波速度都小于緯向風(fēng)速。當(dāng)長(zhǎng)波較短時(shí)
33、,其傳播速度稍小于,若波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí),則C與之差較大;當(dāng)時(shí),C=0,即靜止波;當(dāng)時(shí) ,波前進(jìn)(向西傳播),反之,波就是后退(向東傳播)。C為臨界風(fēng)速值。對(duì)于超長(zhǎng)波而言,一般是后退波或靜止波;對(duì)于短波一般是近似以U的速度移動(dòng):長(zhǎng)波則介于兩者之間。天氣學(xué)上經(jīng)常利用長(zhǎng)波公式來推斷對(duì)流層中層的槽脊移動(dòng)和調(diào)整 。長(zhǎng)波調(diào)整:長(zhǎng)波波數(shù)的變化及長(zhǎng)波的更替稱為長(zhǎng)波調(diào)整。長(zhǎng)波調(diào)整是全球性的大氣環(huán)流變化。時(shí)間上對(duì)應(yīng)準(zhǔn)雙周的變。25 上下游效應(yīng)和能量頻散的關(guān)系(第四章第五節(jié))上下游效應(yīng)和能量頻散原理:大范圍上、下游長(zhǎng)波系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系,通常稱為“上、下游效應(yīng)”。上游某地區(qū)長(zhǎng)波系統(tǒng)發(fā)生某種顯著變化后,接著以相當(dāng)快的速度(
34、通常比系統(tǒng)本身移速以及平均西風(fēng)都快)影響下游系統(tǒng)也發(fā)生變化,叫上游效應(yīng)。下游某地區(qū)長(zhǎng)波系統(tǒng)發(fā)生某種顯著變化后,影響上游環(huán)流系統(tǒng),稱為下游效應(yīng)。這種上、下游效應(yīng)可以用“能量頻散”的原理來解釋。實(shí)際大氣中的波動(dòng)是由不同振幅、不同頻率、不同波長(zhǎng)的簡(jiǎn)單波疊加而成的所謂“波群”。群波的移動(dòng)速度稱為群速度。若群速度與相速不相等,則表示有“能量頻散”。這種上下游效應(yīng)就是由群速所造成的。26 群速和相速的物理意義(第四章綜合知識(shí)點(diǎn))群速是波動(dòng)能量的傳播速度。相速則是單列波傳播的速度。27 阻塞高壓與切斷低壓(第四章第五節(jié))阻塞高壓是西風(fēng)帶大氣長(zhǎng)波的不穩(wěn)定發(fā)展,或者兩個(gè)不同緯帶內(nèi)的槽脊在移動(dòng)過程中相互疊加時(shí),槽
35、脊強(qiáng)度可顯著加強(qiáng), 在長(zhǎng)波脊中往往形成閉合的暖高壓,稱為阻塞高壓。阻塞形勢(shì)是一種穩(wěn)定的形式,它可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,對(duì)其控制下的地區(qū)以及上、下游大范圍地區(qū)的環(huán)流、天氣過程和天氣,都將會(huì)產(chǎn)生很大的影響。1. 中高緯度(50N以北)有閉合暖中心2. 暖高維持三天以上,準(zhǔn)靜止3. 暖高西風(fēng)急流減弱,分為南北兩支切斷低壓是出現(xiàn)在對(duì)流層中上層的冷性閉合性低壓系統(tǒng)。高空等壓面圖上表現(xiàn)為與北方冷空氣主體割裂的一堆孤立冷空氣,這種系統(tǒng)一般在300 500hPa 等壓面圖上表現(xiàn)最明顯。大致有兩種形成形勢(shì):一種是閉合低壓?jiǎn)为?dú)出現(xiàn),在它的一側(cè)或兩側(cè)有明顯的高壓脊或高壓;另一種與阻高同時(shí)出現(xiàn),切低出現(xiàn)在阻高的南側(cè)。切
36、斷低壓是西風(fēng)帶長(zhǎng)波不穩(wěn)定發(fā)展的結(jié)果。28 急流及基本特點(diǎn)(第四章第六節(jié))急流是指一股強(qiáng)而窄的氣流帶,急流中心最大風(fēng)速在對(duì)流層的上部必須大于或等于30m/s,它的風(fēng)速水平切變量級(jí)為每100公里5m/s,垂直切變量級(jí)為每公里5-10m/s。急流中心的長(zhǎng)軸就是急流軸,急流軸上可以有一個(gè)或多個(gè)風(fēng)速的極大值中心,急流軸多數(shù)呈東西走向。急流一般特征:急流是風(fēng)場(chǎng)的一個(gè)特征,在高空和低空,低緯度和中高緯度都可以出現(xiàn)急流。高空急流是一個(gè)強(qiáng)而窄的氣流,位于對(duì)流層上層或平流層中,高度通常為10km 左右,在平流層中可達(dá)二三十公里。 急流區(qū)中風(fēng)速最大點(diǎn)的連線,稱為急流軸,一般位于急流區(qū)的中心部位,呈準(zhǔn)水平。沿急流軸方
37、向上,風(fēng)速大小存在著明顯的差異。在急流區(qū)兩端,有氣流的散合區(qū)。在氣流匯合的區(qū)域,等高線(或流線)呈輻合狀,稱為急流的入口區(qū);在氣流散開的區(qū)域,等高線(或流線)呈輻散狀,稱為急流的出口區(qū)。29 熱帶東風(fēng)激流(第四章第六節(jié))熱帶東風(fēng)急流形成于低緯熱帶對(duì)流層頂附近或平流層中,位于高空副熱帶高壓南部邊緣,平均在100hPa副熱帶高壓脊線以南10001200km,位于北緯1520度之間。高度為1416km。平均風(fēng)速為3035m/s。30 高空急流(第四章第六節(jié))急流是指一股強(qiáng)而窄的氣流帶,急流中心最大風(fēng)速在對(duì)流層的上部必須大于或等于30m/s,水平切變量為每100km 5m/s,垂直切變量級(jí)為每千米51
38、0m/s。在對(duì)流層下半部(600hP a以下)可以產(chǎn)生許多風(fēng)速較強(qiáng)的部分,其中一部分與暴雨、雷雨、颮線、龍卷風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣相聯(lián)系,一般稱之為低空急流。31 切變線與槽線區(qū)別(第四章第五節(jié))切變線是風(fēng)場(chǎng)中的不連續(xù)線,在其兩側(cè)的風(fēng)有明顯的氣旋性切變。這種切變線在任何地區(qū),在地面和高空均可出現(xiàn);而槽線指的是由低壓伸出來的等高線,氣旋式曲率最大點(diǎn)的連線。32 切變線分類(第四章第五節(jié)) 根據(jù)切變線的風(fēng)場(chǎng)形式,切變線可分為:(1)冷鋒式切變線:偏北風(fēng)與西南風(fēng)之間的切變線。這類切變線偏北風(fēng)占主導(dǎo)地位,常自北向南移動(dòng),性質(zhì)類似冷鋒。(2)暖鋒式切變線:東南風(fēng)與西南風(fēng)或偏東風(fēng)與偏南風(fēng)之間的切變線。這類切變線為
39、西南風(fēng)或偏南風(fēng)占主導(dǎo)地位,切變線往往自南向北移動(dòng),性質(zhì)類似暖鋒。(3)準(zhǔn)靜止鋒式切變線:它是偏東風(fēng)與偏西風(fēng)之間的切變線。33 西南渦結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及天氣特點(diǎn)(第四章第五節(jié))西南渦源多集中于三個(gè)地區(qū):九龍、巴塘、康定及德欽一帶(即北緯28-32,東經(jīng)99102)。西南渦在源地時(shí),可產(chǎn)生一些降水,降水主要分布在低渦的中心區(qū)及東南側(cè)。這種天氣有明顯的日變化,夜間或清晨比白天的天氣要壞一些。西南渦是在青藏高原特殊的地形影響和一定的環(huán)流型式下形成的。其生成過程主要有三種。西南渦一般是指形成于四川西部地區(qū),700(或850)百帕上的具有氣旋性環(huán)流的閉合小低壓.其直徑一般在300400公里左右34東亞環(huán)流基本特征
40、(第四章第七節(jié))北半球大氣環(huán)流的季節(jié)變化(六月突變、十月突變):冬季和夏季大氣環(huán)流型式是基本的、穩(wěn)定的,占了全年相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。因此,在大氣環(huán)流的年變化中,基本上是冬季環(huán)流和夏季環(huán)流兩種形式的交替,而春季和秋季為過渡季節(jié)。兩次顯著的變化分別發(fā)生在北半球的六月和十月,相當(dāng)于夏季和冬季的來臨。這兩次顯著的變化具有突變的性質(zhì),是全球性的,以亞洲地區(qū)最為明顯。冬季環(huán)流向夏季環(huán)流轉(zhuǎn)換的最主要特征:高原南部的南支西風(fēng)急流消失。夏季環(huán)流向冬季環(huán)流轉(zhuǎn)換的最主要特征:高原南部的南支西風(fēng)急流建立。東亞環(huán)流造成最典型的天氣特征就是冬季冷干,夏季熱濕。35 青藏高原對(duì)環(huán)流的影響及對(duì)天氣過程的影響(第四章第七節(jié))青藏高原
41、對(duì)大氣環(huán)流的影響,主要有兩個(gè)方面,即熱力驅(qū)動(dòng)和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。這兩個(gè)方面是如何起作用的,目前的研究結(jié)果有一些說明,但還有很多是有待進(jìn)一步研究和總結(jié)的,這個(gè)問題主要從以下幾方面進(jìn)行說明:熱力作用:無論冬夏就整個(gè)高原平均而言,相對(duì)于大氣,高原都是一個(gè)熱源,也即全年從高原地面都有不同形式的熱量向大氣輸送,夏季主要是地面蒸發(fā)潛熱最大,但也比湍流感熱小很多。冬季則以地面有效輻射的最大,湍流感熱輸送次之。 動(dòng)力作用:(1)夏季,高原動(dòng)力作用對(duì)其北側(cè)的高壓帶和低壓帶有重要影響;冬季,高原上的高壓脊拉薩的溫度脊等系統(tǒng)于動(dòng)力作用密切相關(guān)。(2)高原地形純動(dòng)力影響與環(huán)流條件存在相互作用。(3)夏季,高原的作用主要表現(xiàn)在
42、對(duì)氣流的繞流作用上,冬季則繞流與爬流均很重要。(4)高原的動(dòng)力作用無論冬夏在高原地區(qū)主要表現(xiàn)為對(duì)對(duì)流層中下部影響,但高原作為一個(gè)整體對(duì)天氣產(chǎn)生的動(dòng)力影響可以向上傳播更高。對(duì)東亞大氣環(huán)流影響:高原大氣冷熱源冬夏季的變化,必然對(duì)高原本身的環(huán)流及其鄰近地區(qū)的環(huán)流產(chǎn)生明顯的熱力影響,形成的高原季風(fēng)一方面自成系統(tǒng),另一方面也會(huì)對(duì)東亞大氣環(huán)流產(chǎn)生影響;夏季青藏高原純動(dòng)力影響主要表現(xiàn)在對(duì)氣流分支的繞流作用。冬季,高原主體部分,流場(chǎng)上表現(xiàn)為明顯的反氣旋彎曲,形成槽區(qū)。冬季主要是爬坡作用共同影響環(huán)流。熱成風(fēng)渦度平流:-0.6VTT熱成風(fēng)渦度平流在水平方向分布不均,借助熱成風(fēng)輸送使得固定點(diǎn)熱成風(fēng)渦度增加或減少。從
43、而引起該點(diǎn)上空平均層相對(duì)渦度或是位勢(shì)高度的變化。是對(duì)平均層渦度守恒的修正溫度槽落后于高度槽,槽前正熱成風(fēng)渦度平流,高度槽加深。溫度脊醫(yī)落后于高度脊,脊前負(fù)熱成風(fēng)渦度平流,高度脊加強(qiáng)。36 寒潮及其寒潮爆發(fā)的條件(第六章第一節(jié))根據(jù)我國(guó)中央氣象臺(tái)規(guī)定,當(dāng)冷空氣入侵后,凡氣溫在24小時(shí)內(nèi)劇降10C以上,最低氣溫降至5C以下者稱為寒潮。以后又補(bǔ)充規(guī)定:一次冷空氣活動(dòng)使長(zhǎng)江流域以及以北地區(qū)48小時(shí)內(nèi)降溫10C以上,長(zhǎng)江中下游地區(qū)最低氣溫達(dá)4C或4C以下,陸上有相當(dāng)于三個(gè)行政大區(qū)出現(xiàn)57級(jí)大風(fēng),沿海有三個(gè)海區(qū)伴有68級(jí)大風(fēng)者,稱為寒潮或強(qiáng)寒潮。 寒潮過程需要具備兩個(gè)基本條件:(1)要有冷空氣的醞釀和積聚過程,即
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