大氣科學(xué)概論-第四講(氣團和鋒面)

1、第一講 概述第二講 大氣的基本知識第三講 大氣運動的基本規(guī)律第四講 關(guān)于氣團和鋒的介紹第五講 氣旋與反氣旋（熱帶氣旋）第六講 海氣相互作用的產(chǎn)物厄爾尼諾第七講 天氣預(yù)報簡介第八講 氣候變化與全球變暖第四講 關(guān)于氣團和鋒的介紹氣團是指氣象要素（主要指溫度和濕度）氣團是指氣象要素（主要指溫度和濕度）水平分布比較均勻的大范圍的空氣團。水平分布比較均勻的大范圍的空氣團。在同一氣團中，各地氣象要素的垂直分布（穩(wěn)在同一氣團中，各地氣象要素的垂直分布（穩(wěn)定度）幾乎相同，天氣現(xiàn)象也大致一樣。定度）幾乎相同，天氣現(xiàn)象也大致一樣。水平尺度可達幾千公里，垂直范圍可達幾公里水平尺度可達幾千公里，垂直范圍可達幾公里到十

2、幾公里，常常從地面伸展到對流層頂。到十幾公里，常常從地面伸展到對流層頂。一、氣團的概念一、氣團的概念 能使大塊空氣獲得比較均勻的物理屬性的地區(qū)。能使大塊空氣獲得比較均勻的物理屬性的地區(qū)。 必須具備大范圍的性質(zhì)比較均勻的下墊面和適必須具備大范圍的性質(zhì)比較均勻的下墊面和適合的流場等條件。合的流場等條件。 如海洋，沙漠或冰雪覆蓋的地區(qū)如海洋，沙漠或冰雪覆蓋的地區(qū) 氣團的形成是通過大氣與下墊面之間的熱氣團的形成是通過大氣與下墊面之間的熱量和水汽的交換過程及大氣本身對于熱量和水量和水汽的交換過程及大氣本身對于熱量和水汽的內(nèi)部調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。汽的內(nèi)部調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。 二、氣團的源地二、氣團的源地冬季亞洲北部的

3、西伯利亞和蒙古地區(qū) 例例 如：如：干、冷的氣團我國東南部的廣大海洋暖、濕的氣團暖、濕的氣團1. 輻射輻射l大氣本身的長波輻射，冷卻率甚低，不易構(gòu)大氣本身的長波輻射，冷卻率甚低，不易構(gòu)成氣團形成條件。成氣團形成條件。l但地表為冰雪時，因地表與低層大氣的輻射但地表為冰雪時，因地表與低層大氣的輻射熱交換，熱交換，輻射對北極氣團影響大輻射對北極氣團影響大。 輻射對除北極氣團以外的氣團形成作用輻射對除北極氣團以外的氣團形成作用甚微。甚微。 三、氣團形成的物理過程三、氣團形成的物理過程l把近地面的熱量和水汽，擴展到高層，使深把近地面的熱量和水汽，擴展到高層，使深厚的氣層都受到下墊面的影響。厚的氣層都受到下

4、墊面的影響。l低緯地區(qū)：溫度高、濕度大、氣層不穩(wěn)定，低緯地區(qū)：溫度高、濕度大、氣層不穩(wěn)定，亂流和對流易于發(fā)展。亂流和對流易于發(fā)展。 亂流和對流對低緯度氣團的形成作用亂流和對流對低緯度氣團的形成作用突出。突出。 2 . 亂流和對流亂流和對流3. 蒸發(fā)和凝結(jié)蒸發(fā)和凝結(jié)4. 大范圍的垂直運動大范圍的垂直運動四、氣團的變性四、氣團的變性 1、地理分類法（見下表） 2、熱力分類法 冷氣團：氣團向比它暖的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度下降 暖氣團：氣團向比它冷的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度升高 冷暖氣團是相對而言的，他們之間可以相互轉(zhuǎn)換，其過程就是氣團變性的過程。五、氣團的分類五、氣團的分類氣氣團團的的地地理理分分

5、類類Maritime tropical (mT) air Continental tropical (cT) air Continental polar (cP) air Continental arctic air (cA) Continental Antarctic (cAA) airMaritime polar (mP) airair mass source regions六、我國境內(nèi)的氣團與氣團天氣六、我國境內(nèi)的氣團與氣團天氣一、鋒的概念一、鋒的概念在英語中，在英語中， Front的意思是戰(zhàn)線，尤其指第一次世界大的意思是戰(zhàn)線，尤其指第一次世界大戰(zhàn)時的西歐戰(zhàn)線。鋒面的名稱起源于第一次世界

6、大戰(zhàn)，戰(zhàn)時的西歐戰(zhàn)線。鋒面的名稱起源于第一次世界大戰(zhàn)，挪威氣象學(xué)家挪威氣象學(xué)家V. Bjerknes和他的兒子和他的兒子J. Bjerknes等首先等首先提出的。提出的。鋒面的鋒面的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)(a)側(cè)視圖，側(cè)視圖，(b) 俯視圖，俯視圖，(c)三維視圖三維視圖 根據(jù)鋒在移動過程中冷、暖氣團所占的主、次地位：冷鋒、暖鋒、準靜止鋒和錮囚鋒冷鋒、暖鋒、準靜止鋒和錮囚鋒根據(jù)鋒伸展的不同高度：對流層鋒、地面鋒和高空鋒對流層鋒、地面鋒和高空鋒根據(jù)氣團的不同地理類型 ：冰洋鋒（北極鋒），極鋒和副熱帶（熱帶）鋒。冰洋鋒（北極鋒），極鋒和副熱帶（熱帶）鋒。 二、鋒的分類二、鋒的分類根據(jù)鋒在根據(jù)鋒在移動過程

7、移動過程中冷、暖氣團所具有中冷、暖氣團所具有的主次位可將鋒分為：的主次位可將鋒分為：冷鋒(Cold front),暖鋒(Warm front),靜止鋒(Stationary front),1.錮囚鋒(Occluded front)。鋒面在移動過程中，冷氣團起主導(dǎo)作用，推動鋒面向暖氣團一側(cè)移動，這種鋒面稱為冷鋒。冷鋒過境后，冷氣團占據(jù)了原來暖氣團所在的位置。 冷冷 鋒鋒WarmColdxz-y鋒面在移動過程中，若暖氣團起主導(dǎo)作用，推動鋒面向冷氣團一側(cè)移動，這種鋒面稱為暖鋒。 暖暖 鋒鋒xz-y 當冷暖氣團勢力相當，鋒面移動很少時，稱為準靜止鋒。 準靜止鋒準靜止鋒暖氣團、較冷氣團 和 更 冷 氣

8、團（三種性質(zhì)不同的氣團）相遇時先構(gòu)成兩個鋒面，然后其中一個鋒面追上另一個鋒面，即形成錮囚。 錮囚鋒錮囚鋒基本定義基本定義 鋒生：密度不連續(xù)性形成的過程 ，或已有鋒面的溫度（位溫）水平梯度加大的過程 鋒消：與鋒生相反的過程實際工作實際工作 鋒生：鋒面附近天氣現(xiàn)象，氣象要素變得更加明顯 鋒消：與鋒生相反三、鋒生、鋒消的概念三、鋒生、鋒消的概念一、水平氣流輻合、輻散二、空氣垂直運動三、空氣的熱量交換鋒生和鋒消的三個基本條件鋒生和鋒消的三個基本條件鋒面在空間向冷空氣一側(cè)傾斜，有一定的坡度，這是鋒面的重要特征。但是鋒面在空間為什么呈傾斜狀態(tài)呢？由于鋒面處在由冷氣團指向暖氣團的氣壓梯度力，使得冷氣團向暖氣

9、團下方楔入，抬舉暖氣團，又由于科氏力的平衡作用，不至于使鋒面變得水平，而呈現(xiàn)傾斜狀態(tài)。 第三節(jié)第三節(jié) 鋒面坡度鋒面坡度xyzgmVftgTgT鋒面天氣主要是指鋒面附近的云和降水。鋒面云系和降水的形成，主要是暖氣團沿著冷氣團斜坡爬升時，由于絕熱冷卻作用使暖氣團中的水汽發(fā)生凝結(jié)的結(jié)果。鋒經(jīng)過的地區(qū)，天氣往往有突然的變化，甚至有急劇的災(zāi)害性天氣。冷冷 鋒鋒鋒面在移動過程中，冷氣團起主導(dǎo)作用，推動鋒面向暖氣團一側(cè)移動，這種鋒面稱為冷鋒。冷鋒過境后，冷氣團占據(jù)了原來暖氣團所在的位置。等壓線過冷鋒有一折角，溫度等壓線過冷鋒有一折角，溫度, , 風(fēng)向風(fēng)向和風(fēng)速都很大發(fā)生變化，降水和雷暴天氣也和風(fēng)速都很大發(fā)生變化，降水和雷暴天氣也發(fā)生在冷鋒的附近。發(fā)生在冷鋒的附近。冷鋒一年四季在我國都有，冬半年更為常見。由于鋒面坡度大于暖鋒，因而云區(qū)和雨區(qū)都比暖鋒窄些，且多穩(wěn)定性降