天氣學課程學習方法指導及參考

1、For personal use only in study and research; not for commercial use螞天氣學課程學習要求和主要內(nèi)容（基本原理部分）羈蒄 課程目的與基本要求 :蚅 通過本課程的學習 , 增強學生對發(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)律的認識 , 結(jié)合天氣學分析的訓練，使學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、演變過程的物理機制和預報方法螂莈教學中總的思路：膆天氣學原理是一門注重于培養(yǎng)學生理解天氣變化規(guī)律、有利于通過天氣圖分析提高實際綜合分析能力的課

2、程。 其著眼點體現(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)位置的移動和強度變化的規(guī)律。 該課程注重對大氣動力學理論與實際天氣系統(tǒng)變化規(guī)律的結(jié)合，不要求對公式的具體推導。蒃袂天氣系統(tǒng)的概念蝿什么是天氣系統(tǒng)；蚄 - 天氣系統(tǒng)的時空尺度特征；節(jié) - 大氣中存在許多不同時空尺度的系統(tǒng)羂 - 正確理解天氣系統(tǒng)的特征尺度。膀莆氣團和鋒芅肁 要點：- 氣團的概念；莇 - 氣團的形成；肈 - 氣團的分類；肄 - 氣團變性；膁 - 氣團源地。螈重點：薆 - 氣團的概念螃難點：芁 - 深刻理解氣團的形成和變化腿羋鋒薂要點：芁 - 鋒的空間特征、不連續(xù)面的概念、鋒面坡度、鋒的強度；

3、薀 - 鋒的分類；蚆 - 鋒附近要素場的分布特征；薅 - 鋒的移動、鋒面天氣；莁 - 鋒強度的變化。蚇重點：莇 - 鋒的空間結(jié)構(gòu)特征；莄 - 鋒附近要素場的分布特征；蒁 - 鋒的移動和鋒強度的變化。肇難點：裊 - 鋒附近要素場的分布特征；膂 - 鋒強度的變化。薁難中之難： 鋒的綜合分析能力蒈薇溫帶氣旋和反氣旋膅 - 氣旋、反氣旋的定義、分類；蟻 - 氣旋、反氣旋的氣候路徑和活動規(guī)律；衿 - 氣旋、反氣旋的強度。肅 - 渦度的概念；羄 - 自然坐標中的渦度表達形式！ ；螀 - 從天氣圖上判斷渦度的分布和變化！ ；芀 - 平流（溫度平流、渦度平流） ??；螇 - 渦度平流及在天氣圖上分析渦度平流。蚃

4、 - 影響位勢傾向的因素及物理意義；袀 - 垂直運動的分布特點及影響因素；蕆 - 影響地面氣旋、反氣旋發(fā)展的因素及物理意義。膅 鋒面氣旋的生成；蒂 鋒面氣旋的發(fā)展模型袀 影響中國氣旋活動的特點袈重點及難點：羇 - 從天氣圖上判斷渦度的分布和變化；蒅 - 渦度平流及在天氣圖上分析渦度平流羀 - 渦度平流、溫度平流和非絕熱加熱對位勢高度和垂直運動的影響作用。艿 - 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。蒞 - 利用位勢傾向方程判斷等壓面圖上槽、脊振幅的變化芄 - 利用 方程判斷垂直天氣圖上垂直速度的分布；肀 - 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。蝕重點：肆

5、 - 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)及變化肂 - 北方氣旋、南方氣旋的季節(jié)變化特點及地域性特征。從鋒面氣旋的共性中掌握各地氣旋的特點膀要點：肀 - 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；薄 - 大氣平均層環(huán)流特征； - 海平面環(huán)流特征。肅 - 太陽輻射分布的影響； - 地球（自）旋轉(zhuǎn)的影響；芀 - 角動量輸送的影響； - 海陸分布與高原大地形的影響。膇 - 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；芆 - 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；襖 - 急流的形成； - 行星鋒區(qū)與急流的關(guān)系；莀 - 行星鋒區(qū)、急流與地面氣旋分布

6、的關(guān)系。薈羈大氣環(huán)流蚃要點：荿 - 長波與短波的定義； - 大氣長波的移動；罿 - 大氣長波的空間結(jié)構(gòu)； - 長波調(diào)整；蒆 - 上、下游效應； - 西風帶短波活動莂阻塞高壓定義；形成、結(jié)構(gòu)和天氣；葿 -阻塞高壓崩潰和消亡過程； - 對中期天氣預報的影響； - 對強對流天氣的影響。莀重點：膈- 大氣平均環(huán)流場的特征蒅 - 影響大氣環(huán)流的因素及其作用。蕿 - 東亞地區(qū)大氣環(huán)流的季節(jié)變化特征及影響因素薇 - 行星鋒區(qū)、急流與地面氣旋分布相互之間的關(guān)系。薆 - 大氣長波的移動； - 大氣長波的空間結(jié)構(gòu)；膄 - 長波調(diào)整； - 上、下游效應蠆阻塞高壓形成、結(jié)構(gòu)、崩潰和消亡過程羈莈學習方法比較羃以上即所謂

7、重點掌握知識點的方法肅 (化整為零 , 各個掌握 )荿 是否再深入一步 ?(知識組裝 , 但如何組裝 ?)螅圍繞課程的終極目標羆掌握天氣變化規(guī)律，并超前預測肅 天氣系統(tǒng) (鋒 氣團 、氣旋 溫帶、熱帶 、急流 高空、低空 、槽脊 長波、短波 )蝿時空分布（大氣環(huán)流、統(tǒng)計特征）蕆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）螄膃膀期中檢測思考題羅 1 什么是氣團？什么是鋒？氣團性質(zhì)的改變是如何發(fā)生的？薃 2 鋒的動力學條件和運動學條件芃 3 等壓面上，鋒區(qū)附近的溫度場分布有什么特點？鋒區(qū)附近的高度場一般有什么特征？芇 4 如何判斷地面圖上鋒的移動和強

8、度的變化？蚇 5 地面氣旋或反氣旋對應的高空系統(tǒng)是什么？什么原因造成這種配置關(guān)系？節(jié) 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？莃 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？蚈 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？肅 9 什么是大氣長波？長波的移動受哪些因素影響？蒞 10 北半球大氣環(huán)流場的分布有什么特征？蒂 11 影響大氣環(huán)流的主要影響因素有哪些？各起什么作用？聿 12 大氣環(huán)流的季節(jié)變化有哪些特征？袇 13 高空急流和行星鋒區(qū)有什么聯(lián)系？肄 14 青藏高原大地形對大氣環(huán)流形成有什么影響？薂蒀芅 參考試題 1

9、(原理部分 )袃 一簡答（每題 5 分， 10 題共 50 分）螞薇 1、氣團的定義和氣團變性的原因。羇 2、鋒面坡度隨緯度變化的特點和原因。螞3、繪圖說明切變渦度和曲率渦度。螞 4、大氣長波在空間的結(jié)構(gòu)特征。羈5、天氣預報的幾種方法。蒄 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。蚅 7、比較鋒面與風包線的相同和不同。螂8、說明行星鋒區(qū)與急流及鋒面氣旋的聯(lián)系。莈 9、簡述海平面大氣環(huán)流的分布特征。膆10、有利強風暴發(fā)生發(fā)展的環(huán)境條件。蒃袂 二（10 分）說明確定地面鋒線的綜合分析思路。蝿蚄 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？節(jié)羂 四、（20 分

10、）簡述大氣環(huán)流在平均層和經(jīng)圈剖面上的分布特點及季節(jié)變化特點，并對照說明影響大氣環(huán)流形成的各種因素及作用。膀莆 五、（10 分）如何判斷等壓面上槽脊的發(fā)展？試繪圖舉例說明。芅肁 參考考試（思考）題2氣團和鋒1.2.莇什么是氣團？什么是鋒？氣團內(nèi)部會不會出現(xiàn)鋒？3.4.肈鋒的基本特征與結(jié)構(gòu)（包括鋒面坡度、熱力特征、風場與氣壓場）5.6.肄鋒為什么傾斜？各類鋒的坡度是多大？7.8.膁馬古拉斯鋒面坡度公式的推導思路、公式、影響鋒面坡度的因子。9.10. 螈 根據(jù)馬古拉斯公式，鋒面附近有怎樣的水平風場和氣壓場？11.12. 薆 在鋒區(qū)的情況下（即 T 為一階不連續(xù)面），鋒附近有怎樣的風場與氣壓場？13.

11、14. 螃 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、錮囚鋒兩側(cè)的變壓場的特征。15.16. 芁 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）？17.18. 腿 影響鋒附近垂直運動有哪些因子？冷鋒、暖鋒有怎樣的垂直運動？19.20. 羋 概述各類鋒面天氣。鋒面天氣模式中，鋒上（暖氣團內(nèi)）云系的成因和鋒下（冷氣團）云系成因有無區(qū)別？21.22. 薂 什么是第一型冷鋒？第二型冷鋒？23.24. 芁 怎樣考慮鋒面移動？與變壓場有何關(guān)系？25.26. 薀 我國有哪幾條有名的靜止鋒？成因有何不同？27.28. 蚆 何謂鋒生、鋒消？并由鋒生公式討論各因子的作用

12、。29.30. 薅 冷鋒鋒生與暖鋒鋒生水平流場有何不同？31.32. 莁 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？蚇莇 參考考試（思考）題3莄氣旋、冷高壓與寒潮1.2.蒁什么叫氣旋、反氣旋？水平尺度、強度概量多少？3.4.肇為什么反氣旋近中心處風力很小，而氣旋則很大？5.6.裊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。7.8.膂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？9.10. 薁 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

13、動）11.12. 蒈 何謂氣旋再生？什么條件下才會使氣旋再生？13.14. 薇 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)？15.16. 膅 如何利用三小時變壓預報氣旋的移動和發(fā)展？17.18. 蟻 如何用氣壓傾向方程解釋氣旋發(fā)展的條件？19.20. 衿 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。21.22. 肅 地面氣旋發(fā)展公式及其推導思路？各項因子對氣旋發(fā)展減弱有何影響？23.24. 羄 槽內(nèi)有冷平流，此槽是發(fā)展還是減弱？為什么？25.26. 螀 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？2

14、7.28. 芀 鋒區(qū)與氣旋、反氣旋的發(fā)展有何關(guān)系？29.30. 螇 地形對氣旋的發(fā)展的影響？舉例說明。31.32. 蚃 應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)？33.34. 袀 應用發(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)？35.36. 蕆 說明江淮氣旋發(fā)生的兩種天氣形勢的特征，并以渦度觀點說明。37.38. 膅 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？39.40. 蒂 江淮氣旋的天氣特征如何？主要災害性天氣是什么？41.42. 袀 東北氣旋的天氣特征是什么？主要災害性天氣是什么？43.44. 袈 熱低壓成因是什么？說明華西、黃淮熱低壓發(fā)生時的

15、天氣形勢特征。45.46. 羇 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？47.48. 蒅 東亞冷高壓移動的主要特征。49.50. 羀 何謂寒潮？寒潮天氣是什么？51.52. 艿 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？蒞芄肀 1、什么是鋒？鋒附近要素場的分布有哪些主要特征？蝕 2、簡述西太平洋副熱帶高壓對中國夏季降水的影響。肆 3、影響 Rossby 波移動速度的主要因子。肂 4、簡述暴雨形成的主要條件。膀 5、什么是鋒面逆溫？什么是輻射逆溫？二者有何區(qū)別？肀 6、簡述長波調(diào)整在寒潮爆發(fā)中的作用。薄 7、中、低緯度大氣大尺度運動的主要差別。肅 8、簡述大氣平均層

16、水平環(huán)流的分布特征，并分析其形成原因。芀 9、簡述臺風的結(jié)構(gòu)特征，并圖示之。膇 10、簡述南亞夏季風系統(tǒng)成員和東亞夏季風系統(tǒng)成員，并說明南亞季風系統(tǒng)與東亞季風系統(tǒng)的最主要區(qū)別。芆 11、簡述大氣環(huán)流形成和維持的原因。襖 12、什么是季風環(huán)流？試評述東亞季風對中國東部旱澇的影響。莀 13、簡述強對流天氣形成的大尺度環(huán)境條件。薈 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度有什么變化？羈 15、為什么海洋對氣候變化有巨大的影響作用？蚃荿答題要點：罿蒆 1、 不同性質(zhì)氣團的過渡區(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；風場一般有明顯的氣旋式切變；冷鋒

17、后正變壓明顯，暖鋒前負變壓明顯；天氣現(xiàn)象明顯。莂葿 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。莀膈 3、 影響 Rossby 波移動速度的因子有： 1）基本西風強度

18、，西風越強，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。蒅蕿 4 1）充沛的水汽； 2）垂直上升運動； 3）持續(xù)的作用時間； 4）地形的影響。薇薆 5鋒區(qū)內(nèi)由于鋒的下面是冷氣團，上面是暖氣團，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，可達數(shù)百米，而輻射逆溫則出現(xiàn)在近地層，位置低且逆

19、溫層薄。膄蠆 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)預報有重要意義。羈莈 7 從動力學角度，中高緯度大氣運動基本滿足準地轉(zhuǎn)關(guān)系，而低緯度大氣運動表現(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， 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，凝結(jié)潛熱釋放是擾動發(fā)展的主要能源。羃肅 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。荿螅 9 簡述臺風的結(jié)構(gòu)特征，并圖示之。 臺風流場結(jié)構(gòu)：水平分眼區(qū)、云墻大風區(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)形的中心為極強的低壓區(qū)。羆肅 10 南亞夏季風系統(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。東亞季風系統(tǒng)受冷空氣影響。蝿蕆 11太陽輻射：基本能源，繞極運轉(zhuǎn)；地球自轉(zhuǎn)：三圈環(huán)流形成；地面摩擦：維持東西風帶的定常性；海陸分布和大地形：