天氣及災(zāi)害性天氣課件

1、第六章天氣及災(zāi)害性天氣與天氣和天氣學(xué)有關(guān)的幾個(gè)概念天氣：一定地區(qū)短時(shí)間內(nèi)的大氣綜合狀況。天氣學(xué)：研究天氣變化規(guī)律、并用于預(yù)報(bào)天氣的一門(mén)科學(xué)。農(nóng)業(yè)天氣：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要時(shí)期出現(xiàn)的范圍較大、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、對(duì)農(nóng)業(yè)有一定影響的天氣過(guò)程。 指對(duì)天氣形成具有重要影響的、在氣壓、風(fēng)、溫度等氣象要素的空間分布上具有一定結(jié)構(gòu)特征的大氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。如高壓、低壓等。 不同的天氣系統(tǒng)在時(shí)間和空間尺度上都有很大的差別。天氣系統(tǒng)空間尺度越大、時(shí)間越長(zhǎng)，空間尺度越小、時(shí)間越短。天氣系統(tǒng)的時(shí)空尺度尺度類(lèi)別行星尺度天氣尺度中尺度小尺度空間104km103km102km101km時(shí)間幾-幾十d1-幾d幾-幾十hr幾hr例子副高、長(zhǎng)

2、波氣旋、鋒、臺(tái)風(fēng)、槽雷暴、低渦、切變線積雨云、龍卷氣團(tuán)和鋒123氣旋和反氣旋 常見(jiàn)的高空天氣系統(tǒng)退出5天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與預(yù)報(bào)服務(wù)4災(zāi)害性天氣與農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害第六章天氣與災(zāi)害性天氣一二1 氣團(tuán)和鋒氣團(tuán)鋒1. 氣團(tuán)的概念 氣團(tuán)：氣團(tuán)是指占據(jù)廣大空間、水平方向上物理屬性比較均一的大塊空氣。氣團(tuán)的形成：一般形成于高、低緯度大面積性質(zhì)均一的下墊面，空氣運(yùn)動(dòng)緩慢。氣團(tuán)的變性(transformation of air mass)：氣團(tuán)在移動(dòng)的過(guò)程中，性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，稱(chēng)為氣團(tuán)變性，變性后的氣團(tuán)稱(chēng)為變性氣團(tuán)。一.氣團(tuán)(air mass)(1)熱力分類(lèi)：冷氣團(tuán)(cold air mass) 氣溫低于相鄰氣團(tuán)，或者

3、向著比自身溫度高的方向移動(dòng)的氣團(tuán)。暖氣團(tuán)(warm air mass) 氣溫高于相鄰氣團(tuán)，或者向著比自身溫度低的方向移動(dòng)的氣團(tuán)。2. 氣團(tuán)的分類(lèi)根據(jù)出現(xiàn)的地理位置:(2)地理分類(lèi)緯度北極極地?zé)釒С嗟篮Ｑ蟊髿鈭F(tuán)Am極地海洋氣團(tuán)Pm熱帶海洋氣團(tuán)Tm赤道氣團(tuán)E大陸極地大陸氣團(tuán)Pc熱帶大陸氣團(tuán)Tc冷暖濕干(1)極地大陸氣團(tuán)（變性西伯利亞氣團(tuán)）：來(lái)自西伯利亞、蒙古等地，冬季影響我國(guó)各地，夏季影響僅能達(dá)到我國(guó)北方與西北地區(qū)，偶爾亦能達(dá)到黃淮流域。在其控制下，一般輻射冷卻強(qiáng)烈，氣溫低，天氣晴朗。(2)熱帶海洋氣團(tuán)（熱帶太平洋氣團(tuán)）：來(lái)自熱帶太平洋和南海。在夏季，除西北部分地區(qū)外，全國(guó)其它各地均可受其影響；

4、冬季則僅影響華南與西南地區(qū)，有時(shí)也可影響到華東、長(zhǎng)江以南地區(qū)。其低層一般不穩(wěn)定，中層常有逆溫層，天氣一般晴朗少云。但在夏季，當(dāng)有垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)展時(shí)，其上的逆溫層常被破壞，可出現(xiàn)對(duì)流性天氣。3. 影響中國(guó)的主要?dú)鈭F(tuán)(3)熱帶大陸氣團(tuán)：來(lái)自歐洲大陸、西亞等副熱帶地區(qū)。在夏季影響我國(guó)西部地區(qū)，有時(shí)也可影響到華北，其天氣一般炎熱而干燥，地面氣溫高，氣層不穩(wěn)定，但因其水汽含量少，故天氣晴朗少云。(4)赤道氣團(tuán)：來(lái)自印度洋上赤道附近地區(qū)。夏季可影響到我國(guó)華南地區(qū)直至長(zhǎng)江流域,并造成長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū)大量的降水。影響中國(guó)的主要?dú)鈭F(tuán)各個(gè)季節(jié)影響中國(guó)的氣團(tuán) 冬季氣團(tuán)西伯利亞氣團(tuán)熱帶海洋氣團(tuán)陸上海上變性變性夏季氣團(tuán)

5、西伯利亞氣團(tuán)熱帶海洋氣團(tuán)赤道氣團(tuán)熱帶大陸氣團(tuán)春秋季氣團(tuán) 春秋季影響我國(guó)的氣團(tuán)仍然是極地大陸氣團(tuán)和熱帶海洋氣團(tuán)。兩者一個(gè)逐漸增強(qiáng)，一個(gè)逐漸減弱。 春季，氣溫逐漸上升，極地大陸氣團(tuán)逐漸減弱，而熱帶海洋氣團(tuán)逐漸增強(qiáng)。兩者分據(jù)南北，頻繁地互相交綏，造成多變的天氣。隨著夏季的到來(lái)，全國(guó)大部分地區(qū)逐漸為熱帶海洋氣團(tuán)所控制。 秋季，氣溫逐漸降低，熱帶海洋氣團(tuán)逐漸減弱，極地大陸氣團(tuán)迅速增強(qiáng)，只需大約一個(gè)多月的時(shí)間就可在全國(guó)大部分地區(qū)占優(yōu)勢(shì)。但在高空，南方仍為副熱帶高壓，兩種高壓重疊，出現(xiàn)秋高氣爽的天氣。1. 鋒的概念 鋒：大氣中不同性質(zhì)氣團(tuán)之間狹窄的過(guò)渡區(qū)，稱(chēng)為鋒。過(guò)渡區(qū)的厚度與氣團(tuán)的水平尺度相比是很小的，可

6、看作一個(gè)面，稱(chēng)為鋒面。鋒面與地面的交線稱(chēng)為鋒線。二.鋒(front)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)鋒面鋒線 在冷氣團(tuán)一側(cè)，冷空氣密度大，呈鍥狀鉆入暖氣團(tuán)的下方，使鋒面成為傾斜面。鋒面的傾斜程度稱(chēng)為鋒面坡度（一般為1:70至250）。冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)鋒面鋒面坡度 由于鋒是不同性質(zhì)氣團(tuán)之間的過(guò)渡帶，因此具有以下幾個(gè)特征。鋒面兩側(cè)氣象要素的差異較大。比如，在50至100km的范圍內(nèi)，溫度可相差10至15。2.因兩側(cè)氣壓差異大，故一般有大風(fēng)。3.因暖空氣密度小，沿鋒面爬升，絕熱降溫，水汽凝結(jié)成云，故鋒面附近一般為陰雨天氣。鋒面特征2.鋒的分類(lèi)和鋒面天氣 根據(jù)鋒面的運(yùn)動(dòng)方向和速度，鋒可分為冷鋒、暖鋒、靜止鋒等幾類(lèi)。(1) 暖

7、鋒(warm front) 暖氣團(tuán)向冷氣團(tuán)方向移動(dòng)，由暖區(qū)向冷區(qū)移動(dòng)的鋒。鋒區(qū)暖鋒暖鋒天氣常出現(xiàn)連續(xù)性降水，雨區(qū)在鋒前。鋒前鋒后鋒線鋒面移動(dòng)方向(2)冷鋒(cold front) 冷氣團(tuán)向暖氣團(tuán)方向移動(dòng)，由冷區(qū)向暖區(qū)移動(dòng)的鋒。鋒區(qū)冷鋒冷鋒天氣出現(xiàn)連續(xù)性降水或陣性降水，雨區(qū)在鋒后鋒線鋒前鋒后鋒面移動(dòng)方向a. 第一型冷鋒(緩行冷鋒)：移速較慢。云系與降水與暖鋒相似，但順序相反。冷鋒移動(dòng)方向冷鋒的移動(dòng)速度相差很大，可分為兩種類(lèi)型。b. 第二型冷鋒（急行冷鋒）： 移速很快，鋒前暖空氣被迫急劇上升，產(chǎn)生劇烈的天氣變化。 在這種冷鋒的鋒線附近，常因強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生旺盛的積雨云，并伴有雷雨、陣性降水天氣，嚴(yán)重

8、時(shí)甚至出現(xiàn)冰雹、龍卷風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。3.準(zhǔn)靜止鋒 靜止或移速很慢的鋒。其成因有兩種：（1）冷暖空氣勢(shì)均力敵 往往出現(xiàn)在冷鋒南下，冷空氣勢(shì)力逐漸減弱以后。（2）地形的阻滯作用 冷鋒移動(dòng)過(guò)程中受高大山脈的阻擋，移速減慢后形成。(4) 錮囚鋒 錮囚鋒是冷鋒快行追上暖鋒，或兩條冷鋒合并而形成的鋒。如果鋒后冷氣團(tuán)比鋒前冷氣團(tuán)更冷，稱(chēng)為冷性錮囚鋒；如果鋒后冷氣團(tuán)比鋒前冷氣團(tuán)更暖，稱(chēng)為暖性錮囚鋒。冷氣團(tuán)更冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)更冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)暖性錮囚鋒冷性錮囚鋒2006.11.30天氣實(shí)況圖一二2 氣旋和反氣旋氣旋反氣旋 在北（南）半球，大氣中水平氣流呈逆（順）時(shí)針旋轉(zhuǎn)的大型渦旋稱(chēng)為氣旋(cyclone) 。氣旋

9、一般是與低壓相聯(lián)系的。 氣流與天氣：氣旋中空氣逆時(shí)針由外向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，氣旋中空氣輻合上升，絕熱冷卻，水汽凝結(jié)，成云致雨。因而氣旋中一般為陰雨天氣。 一.氣旋氣旋的概念氣旋中氣流示意圖1.鋒面氣旋(frontal cyclone) 氣旋中有鋒面存在。東部為暖鋒，西部為冷鋒，大多出現(xiàn)在西風(fēng)帶，自西向東移動(dòng)。鋒面氣旋剖面圖2 無(wú)鋒面氣旋(frontal cyclone) 中間沒(méi)有鋒面的氣旋。(1)熱帶氣旋 形成于熱帶海洋，具暖心結(jié)構(gòu)、強(qiáng)烈的氣旋性渦旋。往往帶來(lái)狂風(fēng)、暴雨和驚濤駭浪，破壞力極大。按國(guó)際規(guī)定根據(jù)強(qiáng)度的不同可分為：臺(tái)風(fēng)（颶風(fēng)）、熱帶風(fēng)暴、熱帶低氣壓。(2)地方性氣旋 局部地區(qū)，由于增溫較快，其

10、上的空氣溫度比周?chē)諝鉁囟雀撸w積膨脹，空氣密度減小，因此地面氣壓降低，形成熱低壓氣旋。地方性氣旋一般尺度較小，內(nèi)部上升氣流較弱，當(dāng)空氣較潮濕時(shí)，會(huì)出現(xiàn)云雨天氣，其至可出現(xiàn)雷暴。 “桑美”于8月5日（2006年）晚在關(guān)島東南方的西北太平洋洋面上生成，生成后以每小時(shí)20-25公里的速度向西北或西北偏西方向移動(dòng)，強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)，7日早晨加強(qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，當(dāng)日下午加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)。爾后“桑美”逐漸向我國(guó)東部海域靠近，強(qiáng)度迅速增強(qiáng)，9日上午加強(qiáng)為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，當(dāng)天傍晚前后繼而加強(qiáng)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，并于當(dāng)晚進(jìn)入東海東南部海面，移速加快，以每小時(shí)30公里左右的速度向浙江省南部到福建北部沿海逼近，并于10日在浙江省蒼南縣南部沿

11、海登陸，登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力有17級(jí)（60米/秒），中心附近最低氣壓為920hPa，為近50年來(lái)直接登陸我國(guó)大陸最強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)。 反氣旋：在北（南）半球，大氣中水平氣流呈順（逆）時(shí)針旋轉(zhuǎn)的大型渦旋。反氣旋一般是與高壓相聯(lián)系的。 氣流與天氣：北半球反氣旋中空氣順時(shí)針由內(nèi)向外旋轉(zhuǎn)，中間空氣下沉，絕熱增溫。因而反氣旋中一般為晴朗少云的天氣。 二、反氣旋(anticyclone) 由第五章可知，在緯度為30附近地區(qū)為副熱帶高壓帶。在北太平洋上，這個(gè)高壓帶是一個(gè)穩(wěn)定少變的大型天氣系統(tǒng)。其強(qiáng)度隨季節(jié)而變，夏強(qiáng)冬弱。 太平洋副熱帶高壓在我國(guó)簡(jiǎn)稱(chēng)副熱帶高壓或副高，是對(duì)我國(guó)天氣氣候影響最大的天氣系統(tǒng)之一。1. 太

12、平洋副熱帶高壓(subtropical high)內(nèi)部：有較強(qiáng)的下沉氣流，氣壓梯度小，所以為晴朗少云、炎熱微風(fēng)的天氣。西北側(cè)：副高西北側(cè)的暖濕氣流與西風(fēng)帶的干冷氣流相鄰，形成鋒面。因此該區(qū)水汽充沛，暖濕氣流沿鋒面上升，形成大雨帶，這是我國(guó)東部最重要的一條大雨帶。南側(cè)：盛行東風(fēng)，常有臺(tái)風(fēng)、熱帶風(fēng)暴、熱帶低壓等天氣系統(tǒng)。副熱帶高壓內(nèi)部和外圍天氣副高與中國(guó)東部大雨帶的移動(dòng)雨帶的形成 在中國(guó)東部，副熱帶高壓的西北側(cè)的偏南暖濕氣流與西風(fēng)帶的干冷氣流相交綏，形成靜止鋒大雨帶，這是對(duì)中國(guó)東部廣大地區(qū)影響最大的雨帶。雨帶位置 一般在副高西北側(cè)，與副高中心脊線相距8到10（緯距）。雨帶移動(dòng)規(guī)律 與副熱帶高壓的位

13、置密切相關(guān)。從春到夏向北推進(jìn)；秋季向南退縮。 但雨帶的北進(jìn)不是連續(xù)的，而是時(shí)進(jìn)時(shí)退，有時(shí)停滯，有時(shí)迅速北跳。 一般來(lái)說(shuō)，雨帶在北進(jìn)的過(guò)程中有兩次迅速的北跳，一次在六月上中旬，一次在七月中旬。中國(guó)東部大雨帶的移動(dòng)規(guī)律 4 5 6 7 8 9 10 （月） 華南雨季江淮梅雨華北雨季江淮秋雨華南雨季第一次北跳第二次北跳2515北緯副高脊線位置 東部大雨帶的移動(dòng)規(guī)律十分復(fù)雜，不同的年份副高的強(qiáng)度和位置有很大的變化，雨帶的位置也大不相同。下表所示為多年平均位置。時(shí)間脊線位置雨帶位置冬季(112月)13N以南南海春季(2/上6月/上)13 20N華南到江南初夏(6/中7月/上)20 25N江淮梅雨盛夏(7

14、/中8月/上)25 30N華北、東北秋季(8/中10月)迅速南撤迅速南撤華南前汛期 一般持續(xù)時(shí)間約25天左右江淮流域梅雨 一般從6月上中旬到7月上中旬華北和東北雨季雨帶迅速南撤 冬季在亞歐大陸北部為一強(qiáng)大的高壓，稱(chēng)為蒙古高壓或西伯利亞高壓。這是冬季世界上最強(qiáng)大的高壓。形成原因：(1)冬季大陸上冷卻速度快，十分寒冷，空氣下沉，成為高壓；(2)有利于空氣堆積、停滯的地形作用。青藏高原、蒙古高原等高大的地形阻擋了冷空氣的南下，使大量的冷空氣堆積成為高壓。2. 蒙古高壓（西伯利亞高壓）有利于形成蒙古高壓的地形西伯利亞蒙古高原青藏高原蒙古高壓實(shí)例一二3 常見(jiàn)的高空天氣系統(tǒng)西風(fēng)槽、脊和東風(fēng)波高空切變線和低

15、渦一.西風(fēng)槽(trough)、脊(ridge)和東風(fēng)波1. 西風(fēng)槽脊 在副高北側(cè)地區(qū)，3km以上的西風(fēng)帶。西風(fēng)氣流中常常產(chǎn)生波動(dòng)，形成槽和脊。典型槽脊及其前后的劃分脊線槽線槽前槽后脊前脊后脊后脊前槽前槽線北H1H2H3 槽前脊后：氣流由南向北流動(dòng)，溫度不斷下降；與兩側(cè)空氣相比為暖濕空氣，有上升運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)因素都會(huì)空氣產(chǎn)生凝結(jié)降水現(xiàn)象，所以一般為陰雨天氣。槽和脊各部位的天氣 槽后脊前：氣流由北向南流動(dòng)，溫度不斷升高；與兩側(cè)空氣相比為干冷空氣，有下沉運(yùn)動(dòng)，由于這兩個(gè)因素，一般為晴朗天氣。槽和脊各部位的天氣2. 東風(fēng)波 副熱帶高壓南側(cè)的低緯度熱帶地區(qū)，有深厚的東風(fēng)氣流，在東風(fēng)氣流中自東向西移動(dòng)的低壓

16、槽，稱(chēng)東風(fēng)波。氣流和天氣：槽的形狀為倒V形，與西風(fēng)槽相反，又稱(chēng)“倒槽”。在我國(guó)華南地區(qū)槽后輻散，天氣晴好，槽線附近，降水開(kāi)始，最大降水量出現(xiàn)在槽前的氣流輻合區(qū)內(nèi)。出現(xiàn)季節(jié)：多出現(xiàn)于盛夏。 1. 切變線(shear line) 在850hPa或700hPa等壓面圖上風(fēng)向風(fēng)速發(fā)生氣旋性變化的不連續(xù)線。在其附近，氣流輻合上升，多為陰雨天氣。二、高空切變線和低渦2. 低渦(vortex) 出現(xiàn)在中緯度中層大氣中，是強(qiáng)度較弱、范圍較小（一般幾百公里）的冷性低壓。特點(diǎn)：它在850hPa和700hPa圖上比較明顯，大多有冷中心配合。低渦中有較強(qiáng)的輻合上升氣流，可產(chǎn)生云雨天氣，尤其在低渦東部和東南部上升氣流最強(qiáng)，云雨天氣更為嚴(yán)重。低渦經(jīng)常出現(xiàn)在我國(guó)西北和西