天氣學(xué)課程學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)及參考

1、天氣學(xué)課程學(xué)習(xí)要求和主要內(nèi)容（基本原理部分）課程目的與基本要求 :通過本課程的學(xué)習(xí) , 增強(qiáng)學(xué)生對發(fā)生在大氣中的各種天氣現(xiàn)象和天氣過 程的物理本質(zhì)及其演變規(guī)律的認(rèn)識 , 結(jié)合天氣學(xué)分析的訓(xùn)練，使學(xué)生 初步建立和掌握天氣圖分析的方法和分析過程、 分析思路 , 了解各種天氣 系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu) , 以及它們發(fā)生、發(fā)展和移動、演變過程的物理機(jī)制和預(yù) 報(bào)方法教學(xué)中總的思路：天氣學(xué)原理 是一門注重于培養(yǎng)學(xué)生理解天氣變化規(guī)律、 有利于通過天 氣圖分析提高實(shí)際綜合分析能力的課程。 其著眼點(diǎn)體現(xiàn)在： 建立天氣系統(tǒng) 的概念，了解天氣系統(tǒng)時、 空三維立體結(jié)構(gòu)特征以及天氣系統(tǒng)位置的移動 和強(qiáng)度變化的規(guī)律。 該課程注重對

2、大氣動力學(xué)理論與實(shí)際天氣系統(tǒng)變化規(guī) 律的結(jié)合，不要求對公式的具體推導(dǎo)。天氣系統(tǒng)的概念什么是天氣系統(tǒng)；- 天氣系統(tǒng)的時空尺度特征；- 大氣中存在許多不同時空尺度的系統(tǒng)- 正確理解天氣系統(tǒng)的特征尺度。氣團(tuán)和鋒要點(diǎn)： - 氣團(tuán)的概念；- 氣團(tuán)的形成；- 氣團(tuán)的分類；- 氣團(tuán)變性；- 氣團(tuán)源地。重點(diǎn)：- 氣團(tuán)的概念難點(diǎn)：- 深刻理解氣團(tuán)的形成和變化鋒要點(diǎn)：- 鋒的空間特征、不連續(xù)面的概念、鋒面坡度、鋒的強(qiáng)度；- 鋒的分類；- 鋒附近要素場的分布特征；- 鋒的移動、鋒面天氣；- 鋒強(qiáng)度的變化。重點(diǎn)：- 鋒的空間結(jié)構(gòu)特征；- 鋒附近要素場的分布特征；- 鋒的移動和鋒強(qiáng)度的變化。難點(diǎn)：- 鋒附近要素場的分布

3、特征；- 鋒強(qiáng)度的變化。難中之難： 鋒的綜合分析能力溫帶氣旋和反氣旋- 氣旋、反氣旋的定義、分類；- 氣旋、反氣旋的氣候路徑和活動規(guī)律；- 氣旋、反氣旋的強(qiáng)度。- 渦度的概念；- 自然坐標(biāo)中的渦度表達(dá)形式！ ；- 從天氣圖上判斷渦度的分布和變化！ ；- 平流（溫度平流、渦度平流） ??；- 渦度平流及在天氣圖上分析渦度平流。- 影響位勢傾向的因素及物理意義；- 垂直運(yùn)動的分布特點(diǎn)及影響因素；- 影響地面氣旋、反氣旋發(fā)展的因素及物理意義。-鋒面氣旋的生成；- 鋒面氣旋的發(fā)展模型-影響中國氣旋活動的特點(diǎn)重點(diǎn)及難點(diǎn)：- 從天氣圖上判斷渦度的分布和變化；- 渦度平流及在天氣圖上分析渦度平流- 渦度平流、

4、溫度平流和非絕熱加熱對位勢高度和垂直運(yùn)動的影響作用。- 渦度平流、溫度平流和非絕熱加熱等因素對地面氣旋發(fā)展的影響。- 利用位勢傾向方程判斷等壓面圖上槽、脊振幅的變化-利用3方程判斷垂直天氣圖上垂直速度的分布；- 利用地面氣旋、反氣旋發(fā)展方程判斷溫帶氣旋、反氣旋的變化。 重點(diǎn)：- 靜止鋒上波動對鋒面氣旋發(fā)生發(fā)展的過程、空間結(jié)構(gòu)及變化- 北方氣旋、南方氣旋的季節(jié)變化特點(diǎn)及地域性特征。從鋒面氣旋的共性 中掌握各地氣旋的特點(diǎn)要點(diǎn)：- 大氣緯向平均環(huán)流場的特征； - 大氣平均經(jīng)向環(huán)流特征；- 大氣平均層環(huán)流特征； - 海平面環(huán)流特征。- 太陽輻射分布的影響； - 地球（自）旋轉(zhuǎn)的影響；- 角動量輸送的影

5、響； - 海陸分布與高原大地形的影響。- 大氣環(huán)流季節(jié)變化的時間特征； - 大氣環(huán)流季節(jié)變化的空間特征；- 行星鋒區(qū)的時空分布特征； - 行星鋒區(qū)的季節(jié)變化特征；- 急流的形成； - 行星鋒區(qū)與急流的關(guān)系；- 行星鋒區(qū)、急流與地面氣旋分布的關(guān)系。大氣環(huán)流要點(diǎn)：- 長波與短波的定義； - 大氣長波的移動；- 大氣長波的空間結(jié)構(gòu)； - 長波調(diào)整；- 上、下游效應(yīng)； - 西風(fēng)帶短波活動 阻塞高壓定義； 形成、結(jié)構(gòu)和天氣；-阻塞高壓崩潰和消亡過程； - 對中期天氣預(yù)報(bào)的影響； - 對強(qiáng)對流天氣的 影響。重點(diǎn)：-大氣平均環(huán)流場的特征-影響大氣環(huán)流的因素及其作用。-東亞地區(qū)大氣環(huán)流的季節(jié)變化特征及影響因素

6、-行星鋒區(qū)、急流與地面氣旋分布相互之間的關(guān)系。-大氣長波的移動；-大氣長波的空間結(jié)構(gòu)；-長波調(diào)整；-上、下游效應(yīng) 阻塞高壓形成、結(jié)構(gòu)、崩潰和消亡過程學(xué)習(xí)方法比較以上即所謂重點(diǎn)掌握知識點(diǎn)的方法（化整為零，各個掌握）是否再深入一步？（知識組裝，但如何組裝?） 圍繞課程的終極目標(biāo)掌握天氣變化規(guī)律，并超前預(yù)測天氣系統(tǒng)（鋒氣團(tuán)、氣旋溫帶、熱帶、急流高空、低空、槽脊長一* 波、短波）時空分布（大氣環(huán)流、統(tǒng)計(jì)特征）從哪些方面考慮變化（系統(tǒng)移動、鋒生消、氣旋發(fā)展、環(huán)流影響因素、位勢傾向、 地形、高低空配置等）期中檢測思考題1什么是氣團(tuán)？什么是鋒？氣團(tuán)性質(zhì)的改變是如何發(fā)生的？2鋒的動力學(xué)條件和運(yùn)動學(xué)條件3等壓面

7、上，鋒區(qū)附近的溫度場分布有什么特點(diǎn)？鋒區(qū)附近的高度場一般 有什么特征？4如何判斷地面圖上鋒的移動和強(qiáng)度的變化？5地面氣旋或反氣旋對應(yīng)的高空系統(tǒng)是什么？什么原因造成這種配置關(guān) 系？6地面氣旋或反氣旋的發(fā)展變化主要與什么因素有關(guān)？地形對氣旋和反 氣旋有什么影響？7圖示冷暖平流、渦度平流。如何在等壓面圖上判斷槽脊振幅的變化？8鋒面氣旋的形成大概有幾種類型？各種類型分別具有什么特點(diǎn)？9什么是大氣長波？長波的移動受哪些因素影響？10北半球大氣環(huán)流場的分布有什么特征？11影響大氣環(huán)流的主要影響因素有哪些？各起什么作用？12大氣環(huán)流的季節(jié)變化有哪些特征？13咼空急流和行星鋒區(qū)有什么聯(lián)系？14青藏高原大地形對

8、大氣環(huán)流形成有什么影響？參考試題1（原理部分）一 簡答（每題5分，10題共50分）1、氣團(tuán)的定義和氣團(tuán)變性的原因。2、鋒面坡度隨緯度變化的特點(diǎn)和原因。3、繪圖說明切變渦度和曲率渦度。4、大氣長波在空間的結(jié)構(gòu)特征。5、天氣預(yù)報(bào)的幾種方法。6、繪圖說明地面氣旋或反起旋發(fā)展與高空系統(tǒng)的關(guān)系7、8、9、比較鋒面與風(fēng)包線的相同和不同。 說明行星鋒區(qū)與急流及鋒面氣旋的聯(lián)系 簡述海平面大氣環(huán)流的分布特征。10、有利強(qiáng)風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展的環(huán)境條件。二（ 10分）說明確定地面鋒線的綜合分析思路。三、（ 10 分）什么是鋒生和鋒消？影響鋒生和鋒消的因素有哪些？各起什么作 用？四、（ 20分）簡述大氣環(huán)流在平均層和經(jīng)圈剖

9、面上的分布特點(diǎn)及季節(jié)變化特點(diǎn)， 并對照說明影響大氣環(huán)流形成的各種因素及作用。五、（ 10分）如何判斷等壓面上槽脊的發(fā)展？試?yán)L圖舉例說明。 參考考試（思考）題 2氣團(tuán)和鋒1. 什么是氣團(tuán)？什么是鋒？氣團(tuán)內(nèi)部會不會出現(xiàn)鋒？2. 鋒的基本特征與結(jié)構(gòu)（包括鋒面坡度、熱力特征、風(fēng)場與氣壓場）3. 鋒為什么傾斜？各類鋒的坡度是多大？4. 馬古拉斯鋒面坡度公式的推導(dǎo)思路、公式、影響鋒面坡度的因子。5. 根據(jù)馬古拉斯公式，鋒面附近有怎樣的水平風(fēng)場和氣壓場？6. 在鋒區(qū)的情況下（即 T 為一階不連續(xù)面），鋒附近有怎樣的風(fēng)場與氣壓場？7. 由氣壓傾向方程說明影響地面氣壓變化的主要物理因子。 冷鋒、暖鋒、錮 囚鋒兩

10、側(cè)的變壓場的特征。8. 為何氣柱內(nèi)為暖 （冷）平流時，地面氣壓下降（上升） ，高空氣壓上升（下 降）？9. 影響鋒附近垂直運(yùn)動有哪些因子？冷鋒、暖鋒有怎樣的垂直運(yùn)動？10. 概述各類鋒面天氣。鋒面天氣模式中，鋒上（暖氣團(tuán)內(nèi)）云系的成因和鋒 下（冷氣團(tuán)）云系成因有無區(qū)別？11. 什么是第一型冷鋒？第二型冷鋒？12. 怎樣考慮鋒面移動？與變壓場有何關(guān)系？13. 我國有哪幾條有名的靜止鋒？成因有何不同？14. 何謂鋒生、鋒消？并由鋒生公式討論各因子的作用。15. 冷鋒鋒生與暖鋒鋒生水平流場有何不同？16. 冷鋒南下過程中，哪些地方出現(xiàn)鋒生？哪些地方出現(xiàn)鋒消現(xiàn)象？為什么？參考考試（思考）題 3氣旋、冷

11、高壓與寒潮1. 什么叫氣旋、反氣旋？水平尺度、強(qiáng)度概量多少？2. 為什么反氣旋近中心處風(fēng)力很小，而氣旋則很大？3. 我國氣旋常在什么形勢下生成？試用公式理論說明該形勢下氣旋生成的 有利條件。4. 典型氣旋演變過程中， 高空溫度場和氣壓場有什么變化？地面鋒系有什么 變化？鋒系變化對氣旋發(fā)展有什么意義？5. 地面氣旋發(fā)展時期與高空槽脊結(jié)構(gòu)的一般特征（水平的和垂直的溫度場； 水平的和垂直氣壓場、散度場及垂直運(yùn)動）6. 何謂氣旋再生？什么條件下才會使氣旋再生？7. 何謂氣旋的天氣模式，現(xiàn)今有何修正？為何暖區(qū)內(nèi)出現(xiàn)帶狀雨區(qū)？8. 如何利用三小時變壓預(yù)報(bào)氣旋的移動和發(fā)展？9. 如何用氣壓傾向方程解釋氣旋發(fā)

12、展的條件？10. 無輻散層上相對渦度的局地變化與哪些因子有關(guān)？平均層上局地渦度變 化與哪些因子有關(guān)？試說明它們的優(yōu)缺點(diǎn)。11. 地面氣旋發(fā)展公式及其推導(dǎo)思路？各項(xiàng)因子對氣旋發(fā)展減弱有何影響？12. 槽內(nèi)有冷平流，此槽是發(fā)展還是減弱？為什么？13. 在其他條件相同的情況下， 水汽充足和水汽不足的氣旋哪種易于發(fā)展？為 什么？14. 鋒區(qū)與氣旋、反氣旋的發(fā)展有何關(guān)系？15. 地形對氣旋的發(fā)展的影響？舉例說明。16. 應(yīng)用傾向方程能否說明氣旋的移動？氣旋移動與什么因子有關(guān)？17. 應(yīng)用發(fā)展公式怎樣說明氣旋的移動？氣旋移動主要與什么因子有關(guān)？18. 說明江淮氣旋發(fā)生的兩種天氣形勢的特征，并以渦度觀點(diǎn)說明

13、。19. 說明蒙古氣旋發(fā)生的兩種天氣形勢，蒙古氣旋對我國天氣有何影響？20. 江淮氣旋的天氣特征如何？主要災(zāi)害性天氣是什么？21. 東北氣旋的天氣特征是什么？主要災(zāi)害性天氣是什么？22. 熱低壓成因是什么？說明華西、黃淮熱低壓發(fā)生時的天氣形勢特征。23. 東亞氣旋出現(xiàn)頻數(shù)特征是什么？其常見的移動路徑如何？24. 東亞冷高壓移動的主要特征。25. 何謂寒潮？寒潮天氣是什么？26. 我國寒潮爆發(fā)的主要天氣過程是什么？分析這些過程主要著眼于什么？1、什么是鋒？鋒附近要素場的分布有哪些主要特征？2、簡述西太平洋副熱帶高壓對中國夏季降水的影響。3、影響Rossby波移動速度的主要因子。4、簡述暴雨形成的

14、主要條件。5、什么是鋒面逆溫？什么是輻射逆溫？二者有何區(qū)別？6、簡述長波調(diào)整在寒潮爆發(fā)中的作用。7、中、低緯度大氣大尺度運(yùn)動的主要差別。8、簡述大氣平均層水平環(huán)流的分布特征，并分析其形成原因。9、簡述臺風(fēng)的結(jié)構(gòu)特征，并圖示之。10、簡述南亞夏季風(fēng)系統(tǒng)成員和東亞夏季風(fēng)系統(tǒng)成員， 并說明南亞季風(fēng)系統(tǒng)與東 亞季風(fēng)系統(tǒng)的最主要區(qū)別。11、簡述大氣環(huán)流形成和維持的原因。12、什么是季風(fēng)環(huán)流？試評述東亞季風(fēng)對中國東部旱澇的影響。13、簡述強(qiáng)對流天氣形成的大尺度環(huán)境條件。14、地形和摩擦對氣旋和反氣旋的影響。 冬季溫帶氣旋移動到海上后強(qiáng)度有什么 變化？15、為什么海洋對氣候變化有巨大的影響作用？答題要點(diǎn)：1

15、、不同性質(zhì)氣團(tuán)的過渡區(qū)。溫度：水平梯度大，垂直梯度小，位勢溫度垂直 梯度大；氣壓槽內(nèi)或附近；風(fēng)場一般有明顯的氣旋式切變；冷鋒后正變壓明顯， 暖鋒前負(fù)變壓明顯；天氣現(xiàn)象明顯。2、西太平洋副熱帶高壓的季節(jié)性變動與我國東部大型雨帶緊密相聯(lián)系，具體地 說，從春到夏，四到六月上旬副高穩(wěn)定在北緯 18 度附近，其西或西北側(cè)的西南 氣流與北方冷空氣交匯于華南地區(qū)， 形成華南前汛期暴雨期； 隨后由于副高第一 次北跳跳過 20N 并穩(wěn)定在 23 度附近，則對應(yīng)于江淮流域的梅雨期（六月中旬到 七月上旬）；之后副高的第二次北跳并穩(wěn)定于 30N 附近則對應(yīng)于北方暴雨期。從 夏到冬副高逐漸南退， 又使中國雨帶南推， 如

16、淮河九十月的淮河秋雨期。 總之副 高的變動與雨帶的移動相對應(yīng)。3、影響Rossby波移動速度的因子有：1）基本西風(fēng)強(qiáng)度，西風(fēng)越強(qiáng)，波向東移 動速度越快，反之越慢； 2）波長，波長越短，移動越快，波長越長，移動越慢； 3）因 BETA 隨緯度而變化，當(dāng)其它情況相同時，波動在高緯度移動較快，在低 緯度移動較慢。 4）振幅：振幅越大，移動越慢。4 1 ）充沛的水汽； 2）垂直上升運(yùn)動； 3）持續(xù)的作用時間； 4）地形的影響。5 鋒區(qū)內(nèi)由于鋒的下面是冷氣團(tuán)，上面是暖氣團(tuán)，因此鋒區(qū)內(nèi)的溫度會隨高 度增高面升高， 這種現(xiàn)象稱為鋒面逆溫。 由于地面輻射冷卻而產(chǎn)生的逆溫為輻射 逆溫。二者產(chǎn)生的原因不同， 且逆

17、溫層的高度和厚度不同， 鋒面逆溫一般出現(xiàn)的 高度較高，且逆溫層厚度較大，可達(dá)數(shù)百米，而輻射逆溫則出現(xiàn)在近地層，位置 低且逆溫層薄。6 長波調(diào)整指長波波數(shù)變化及長波更替的過程，長波槽脊新生、阻塞形勢建立、 崩潰、橫槽轉(zhuǎn)向、切斷低壓形成、消失等都屬于長波調(diào)整過程。影響我國的寒潮 多數(shù)都與北半球長波調(diào)整相聯(lián)系， 表現(xiàn)為一次東亞大槽的破壞和重建， 長波調(diào)整 對寒潮爆發(fā)預(yù)報(bào)有重要意義。7 從動力學(xué)角度， 中高緯度大氣運(yùn)動基本滿足準(zhǔn)地轉(zhuǎn)關(guān)系， 而低緯度大氣運(yùn)動表 現(xiàn)出明顯的非地轉(zhuǎn)特性； 從熱力分布特征， 中高緯度地區(qū)存在較強(qiáng)的經(jīng)向溫度梯 度，大氣是斜壓的， 振動發(fā)展的能源主要來自于斜壓過程中的位能釋放，

18、而低緯 度大氣水平溫度梯度小，大氣近于正壓，由于低緯度海洋面積大，氣溫高，水汽 充沛，對流活動強(qiáng)，凝結(jié)潛熱釋放是擾動發(fā)展的主要能源。8 “冬三夏四”，海陸分布及海陸熱力性質(zhì)的差異與大地形影響。9 簡述臺風(fēng)的結(jié)構(gòu)特征，并圖示之。 臺風(fēng)流場結(jié)構(gòu)：水平分眼區(qū)、云墻大風(fēng)區(qū) 和外圍螺旋雨帶區(qū)， 垂直分低層流入、 中層上升和高層流出層； 溫度場為暖心結(jié) 構(gòu)特征；氣壓場：水平環(huán)形的中心為極強(qiáng)的低壓區(qū)。10 南亞夏季風(fēng)系統(tǒng)成員： 馬斯克林冷高壓、 印度低亞、 索馬里低空越赤道氣流； 東亞夏季風(fēng)系統(tǒng)成員：澳大利亞冷高壓、南海赤道輻合帶、 105 度低空越赤道氣 流、西太平洋副熱帶高壓。東亞季風(fēng)系統(tǒng)受冷空氣影響。11 太陽輻射：基本能源，繞極運(yùn)轉(zhuǎn)；地球自轉(zhuǎn)：三圈環(huán)流形成；地面摩擦：維 持東西風(fēng)帶的定常性；海陸分布和大地形：平均槽脊。12季風(fēng)環(huán)流指在典型季風(fēng)區(qū)內(nèi)的局地經(jīng)圈環(huán)流，夏季低空為西南氣流，高空 為東北氣流，冬季風(fēng)環(huán)流圈則正好相反。東亞夏季風(fēng)（西南季風(fēng)）的建立和進(jìn)退 與雨季的起訖有著很好的對應(yīng)關(guān)系， 隨著夏