天氣學(xué)原理知識點匯總

天氣學(xué)原理知識點匯總天氣學(xué)原理知識點匯總天氣學(xué)原理知識點匯總資料僅供參考文件編號：2022年4月天氣學(xué)原理知識點匯總版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：氣團與鋒1.氣團氣團性質(zhì)的改變是如何發(fā)生的氣團是空氣在氣團源地經(jīng)過對流、湍流、輻射、蒸發(fā)等物質(zhì)和熱量交換作用后，取得與下墊面相同的物理屬性而形成的，當它離開源地移至與源地性質(zhì)不同的下墊面時，二者之間又會產(chǎn)生水汽與熱量交換，氣團的物理屬性發(fā)生變化，即發(fā)生氣團變性。老氣團的變性亦是新氣團形成的過程。2.鋒附近要素場的分布特征T（溫度）場：水平溫度梯度大（等溫線密集）；垂直溫度梯度小（因下面是冷氣團，上為暖氣團，會出現(xiàn)溫度垂直減率很小的情況甚至出現(xiàn)逆溫）；等位溫線密集（鋒區(qū)內(nèi)，特別大，強穩(wěn)定層）。P（氣壓）場：等壓線通過鋒面時呈氣旋式彎折，且折角指向高壓；鋒線一般位于地面氣壓槽內(nèi)；鋒區(qū)內(nèi)等壓線(等高線)的氣旋式曲率大。變壓場：暖鋒前負變壓明顯；冷鋒后正變壓明顯。（地面變壓與溫度平流的關(guān)系：冷平流使地面氣壓增加，暖平流使地面氣壓減小）風(fēng)場：（前提：不考慮摩擦，認為滿足地轉(zhuǎn)關(guān)系）鋒線附近的風(fēng)場具有氣旋式切變，這種現(xiàn)象在有摩擦的地方更為明顯。

3.鋒的強度的變化補充一些：如何確定鋒的強度（簡單的說：鋒的強度可用鋒面兩側(cè)的溫度差與水平距離（多用緯距）的比值來表示）850hPa鋒區(qū)內(nèi)溫度梯度判斷，等溫線越密集，鋒區(qū)越強；剖面圖上鋒區(qū)內(nèi)等位溫線越密集、等假相當位溫線折角越明顯對流運動越強烈，鋒區(qū)越強；各高度層對比，鋒面坡度越小，鋒面兩側(cè)溫度差則越大，鋒區(qū)越強。鋒強度的變化鋒強度的增強、減弱可以用鋒生鋒消的條件來判斷。鋒生函數(shù)可以表示為：F=水平運動（f1）+垂直運動（f2）+非絕熱加熱項（f3）

F>0:鋒生；F<0:鋒消。影響鋒生鋒消的因素（影響鋒強度變化的因子）

i．水平運動f1

若水平氣流沿著溫度升度方向是輻合的，當f1>0，有鋒生作用。

若水平氣流沿著溫度升度方向是輻散的，當f1<0，有鋒消作用。

有鋒生作用并不一定有鋒生成，還要求在相當廣闊區(qū)域內(nèi)，溫度梯度或速度梯度都不能呈線

性分面。

ii．垂直運動的影響f2

若大氣層結(jié)穩(wěn)定()，w表示xyz坐標下的垂直速度，當暖氣團中下沉，冷氣團中上升，即時，F(xiàn)2〉0，有鋒生作用，反之有鋒消作用；若大氣層結(jié)不穩(wěn)定()，當暖氣團中上升，冷氣團中下沉，即時，F(xiàn)2〈0，有鋒生作用，反之有鋒消作用。

iii．非絕熱加熱f3冷空氣冷卻，暖空氣加熱最為有利于鋒生。非絕熱過程的凝結(jié)潛熱釋放多在鋒區(qū)暖空氣一側(cè)，因而有助于鋒的生成及加強。4.地面圖上鋒移動速度的判斷i．根據(jù)鋒面移動速度公式，地面圖上鋒的移動速度與附近變壓梯度成正比，與附近氣壓槽深度成反比；ii．地面鋒的移動與鋒線兩側(cè)風(fēng)場的分布情況有關(guān)，即決定于鋒兩側(cè)垂直于鋒線的風(fēng)速分量，鋒沿著垂直于鋒的氣流方向移動，在不考慮其它因素的前提下，風(fēng)速越大移動越快；iii．地面鋒的移動還受高空引導(dǎo)氣流控制。700hPa和500hPa層上的氣流對地面的鋒面移動有引導(dǎo)作用，稱此氣流為引導(dǎo)氣流，地面鋒面移動速度與其上空引導(dǎo)氣流垂直于地面鋒線的分速成正比。移速經(jīng)驗公式可寫成，其中a為引導(dǎo)系數(shù)，v為引導(dǎo)氣流的速度，A為引導(dǎo)氣流與鋒面的交角。iv．地面上運動的鋒受地面摩擦和地形的作用，運動狀態(tài)（速度、方向、坡度等）發(fā)生變化。移速因會地面摩擦而減小，鋒面疊置狀態(tài)有變化；當鋒面遇到和自身大致平行的山脈時會受到阻滯，形成地形準靜止鋒（如天山準靜止鋒，南嶺準靜止鋒，昆明準靜止鋒等），兩側(cè)鋒面繞過山地時，整個鋒線便成弓形；遇到高原、山地時若其后又有冷鋒移近，可能會形成地形錮囚鋒。5.舉例說明高空急流和行星鋒區(qū)的聯(lián)系。在對流層中上層等壓面圖上，寬度為幾百公里的等溫線最密集的帶狀區(qū)域是所謂的高空鋒區(qū)，也稱為行星鋒區(qū)。由于等高線密集區(qū)常與等溫線密集區(qū)同時存在，且位置偏離不大，有時也將等高線密集帶稱為行星鋒區(qū)。行星鋒區(qū)實際上是中高緯度冷氣團與較低緯度暖氣團之間的過渡區(qū)域。北半球行星鋒區(qū)主要有兩支：北支介于冰洋氣團與極地氣團之間，一般稱為極鋒；南支介于極地氣團與熱帶氣團之間，一般稱為副熱帶鋒。急流是風(fēng)場的一個特征，在高空和低空，低緯度和中高緯度都可以出現(xiàn)，位于對流層上層或平流層中，高度通常為10km左右。行星鋒區(qū)與急流的關(guān)系非常密切，根據(jù)熱成風(fēng)原理：，高空鋒區(qū)內(nèi)溫度梯度大，熱成風(fēng)大，高空急流在鋒區(qū)之上形成。例如，極鋒急流與中、高緯度的高空行星鋒區(qū)（極鋒）相聯(lián)系；副熱帶急流于中低緯度的高空行星鋒區(qū)（副熱帶鋒）相聯(lián)系，形成于副熱帶高壓的北部邊緣，平均在200hPa副熱帶高壓脊線以北1000~1500km處。氣旋的活動與行星鋒區(qū)密切相關(guān)：地面鋒線常常是極鋒行星鋒區(qū)在地面上的反映。氣旋的發(fā)生、發(fā)展一般都是在鋒區(qū)上進行的，其出現(xiàn)的最大頻數(shù)以及主要路徑和鋒區(qū)的平均位置基本一致。在高空急流的南側(cè)，強反氣旋式切變渦度造成的氣流輻散有利于地面氣旋的發(fā)展，在高空急流的北側(cè)，強氣旋式渦度有利于地面反氣旋發(fā)展氣旋反氣旋1.地面氣旋或反氣旋與高空系統(tǒng)有什么對應(yīng)關(guān)系什么原因造成這種配置高空槽前脊后對應(yīng)地面氣旋，槽后脊前對應(yīng)地面反氣旋。造成這種配置的原因：大氣系統(tǒng)具有斜壓性，溫度場位相落后于高度場，高空平均冷溫度舌落后于高空槽。由于高空槽前有正渦度平流，氣旋性渦度將增加，流場與氣壓場不適應(yīng)，在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下產(chǎn)生氣流輻散，輻散運動使正渦度增加不致太快。根據(jù)達因補償原理，低層空氣上升補償，地面減壓，地面空氣在氣壓梯度力、科氏力和摩擦力的作用下向負變壓區(qū)輻合以適應(yīng)減壓了的氣壓場，地面生成氣旋，流場與氣壓場達到新的地轉(zhuǎn)平衡。同樣道理，在高空槽后為負渦度平流區(qū)，該處反氣旋性渦度增加，氣流在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下輻合，使反氣旋性渦度增加不致太快，輻合下沉運動使地面加壓，又由于氣壓梯度力的作用，加壓區(qū)氣流輻散成為反氣旋，流場與氣壓場達到新的地轉(zhuǎn)平衡。2.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根據(jù)地面氣旋發(fā)展方程可知影響氣旋反氣旋發(fā)展變化的主要因素有四項：渦度平流（500hPa）:正渦度平流區(qū)有利于地面氣旋的發(fā)展；負渦度平流區(qū)有利于地面反氣旋發(fā)展。厚度（溫度）平流（700hPa）:暖平流區(qū)有利于地面氣旋發(fā)展；冷平流區(qū)有利于地面反氣旋發(fā)展。大氣穩(wěn)定度：穩(wěn)定大氣不利于地面氣旋反氣旋的發(fā)展；不穩(wěn)定大氣有利于地面氣旋反氣旋的發(fā)展。非絕熱加熱：加熱有利于地面氣旋發(fā)展；冷卻有利于地面反氣旋發(fā)展。地形對氣旋反氣旋的影響：山脈的作用：迎風(fēng)面使氣流被迫抬生，背風(fēng)坡產(chǎn)生下沉運動。氣旋在迎風(fēng)面阻塞減弱，背風(fēng)面加強；反氣旋則相反。氣流越地形而過，產(chǎn)生垂直運動，引起輻合、輻散，通過位渦守恒(f+ζ)/H=const原理影響到氣柱渦度，從而影響地面氣旋和反氣旋的發(fā)展。氣柱變長，渦度增大，有利于氣旋發(fā)展；氣柱縮短，渦度減小，有利于反氣旋發(fā)展。氣流過山時，迎風(fēng)坡抬升使H變小，有利于反氣旋性渦度加強；背風(fēng)坡下沉，H變大，有利于氣旋性渦度加強。大氣環(huán)流1.大氣環(huán)流的基本特征：=1\*GB2⑴平均經(jīng)向環(huán)流

定義：經(jīng)圈環(huán)流是指風(fēng)的經(jīng)向分量和空氣的垂直運動在子午面上組成的環(huán)流圈。

特點：

北半球冬季子午面上有三個平均環(huán)流圈：高緯和低緯地區(qū)是兩個正環(huán)流圈，中緯度地區(qū)是一個逆環(huán)流圈，低緯度的正環(huán)流圈，通常稱之為信風(fēng)環(huán)流圈，也叫哈德萊(Hadley)環(huán)流圈。它對應(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)。高緯度環(huán)

流圈稱為極地環(huán)流圈（PolarCell），對應(yīng)地面由極地高壓吹向副極地低壓的極地東風(fēng)和高空西風(fēng)；中緯度逆環(huán)流圈成為Ferrel環(huán)流。南北向風(fēng)速相對于緯向風(fēng)小得多，南北空氣交換冬強夏弱。=2\*GB2⑵平均緯向環(huán)流

定義：平均緯向環(huán)流是指平均緯向風(fēng)的經(jīng)向分布。

特點：（1）不計經(jīng)向風(fēng)速分量，近地面層的平均緯向風(fēng)帶可分為三個：極地東風(fēng)帶、中緯度西風(fēng)帶和低緯度信風(fēng)帶。

（2）與此三個風(fēng)帶相應(yīng)的地面氣壓帶是四個：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”。（3）平均水平環(huán)流

=1\*ROMANI對流層中部（500hpa）：冬季北半球?qū)α鲗又胁凯h(huán)流的最主要特點是盛行著以極地為中心的沿緯圈的西風(fēng)環(huán)流，西風(fēng)帶上有行星尺度的平均槽、脊。其中有三個明顯的槽：一在亞洲東岸（由鄂霍次克海向較低緯度的日本及中國東海傾斜），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，是三槽中最弱的一個，在三個槽之間有三個平均脊，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，西風(fēng)帶明顯北移，等高線變稀，中高緯度的西風(fēng)帶上由三個槽轉(zhuǎn)變?yōu)樗膫€槽，其強度比冬季顯著減弱。

=2\*ROMANII對流層底部（即海平面）：冬季，北半球的主要活動中心是兩個低壓和幾個高壓。一個是阿留申低壓，與高空東亞大槽相對應(yīng)；另一個是冰島低壓，與北美大槽相對應(yīng)。幾個高壓有西伯利亞高壓、北美高壓、太平洋高壓和大西洋高壓。前兩個為冷高壓，后兩個為副熱帶高壓。夏季與冬季的最突出的差別是冬季大陸上的兩個冷高壓到了夏季變成了兩個熱低壓：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，海上的兩個副熱帶高壓變得非常強大。半永久性大氣活動中心冬夏季均存在，包括冰島低壓、阿留申低壓、太平洋副高、大西洋副高、格陵蘭高壓。季節(jié)性活動中心包括亞洲高壓、亞洲熱低壓、北美冷高壓和北美熱低壓。2.影響大氣環(huán)流的主要影響因素有哪些各起什么作用1）太陽輻射作用太陽輻射能是大氣環(huán)流形成與維持的基本能源，輻射強度隨緯度分布的不均勻使溫度場的分布隨緯度變化而變化，地氣系統(tǒng)吸收的太陽輻射能由赤道向兩極迅速遞減，而系統(tǒng)向宇宙空間發(fā)出的紅外輻射隨緯度變化很小，赤道僅略高于兩極，導(dǎo)致低緯度能量盈余，高緯度能量虧欠，能量向極地輸送，為了補充輸送過程中因摩擦等損失的動能，赤道與極地之間的能量差異就維持一定的數(shù)值。南北方向的溫度差產(chǎn)生了高層從赤道指向極地的位勢梯度，空氣向極地運動并在兩極下沉，質(zhì)量堆形成對流層下部自極地指向赤道的氣壓梯度力，于是產(chǎn)生自極地向赤道的氣流，成為一個閉合環(huán)流，稱作直接熱力環(huán)流圈。2）地球自轉(zhuǎn)由于地球自轉(zhuǎn)的影響，單一的直接熱力環(huán)流圈是不存在的，在北半球由赤道附近上升，向北運動的空氣受地轉(zhuǎn)偏向力的作用，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄驏|的運動，約在30oN附近氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力達到平衡，空氣運動自西向東，在此發(fā)生輻合堆積，同時輻射冷卻，使地面氣壓升高，產(chǎn)生下沉運動，下沉的空氣分別向南向北輻散流去，其中向南的氣流在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下形成東北信風(fēng)，回到熱帶輻合帶，由此形成哈得來環(huán)流。同理在極地，受地轉(zhuǎn)偏向力的作用，在北半球形成自極地向高緯干冷的東北風(fēng)，其與從低緯哈得來環(huán)流圈的下沉輻散而向北運動的西南暖濕氣流相遇，便形成了極鋒，暖濕空氣沿鋒面滑升，到達對流層上部時又南北分流，向北的一支在極地下沉，構(gòu)成另一個直接環(huán)流圈，極地環(huán)流。向南的一支在對流層上部與哈得來環(huán)流圈高層來自赤道的更暖濕的空氣在副熱帶相遇，形成副熱帶鋒區(qū)，繼而下沉構(gòu)成間接環(huán)流圈，費雷爾環(huán)流。與極鋒和副熱帶鋒區(qū)分別對應(yīng)為高空的極鋒急流和副熱帶西風(fēng)急流，由于地球的自轉(zhuǎn)，這種帶狀氣流常呈波狀，使南北之間不同溫度的空氣進行熱量和角動量交換。3）角動量交換（摩擦和地形的作用）單位質(zhì)量空氣繞地軸旋轉(zhuǎn)的絕對角動量為：地面摩擦和大氣中的內(nèi)摩擦?xí)r時刻刻都在消耗大氣的動能，阻滯大氣的運動。

空氣與轉(zhuǎn)動地球之間產(chǎn)生了轉(zhuǎn)動力矩，發(fā)生角動量輸送。通過摩擦作用，大氣在低緯東風(fēng)帶獲得西風(fēng)角動量，在中高緯西風(fēng)帶消耗西風(fēng)角動量；通過山脈的作用，西風(fēng)帶大氣損失西風(fēng)角動量，極地和熱帶東風(fēng)帶大氣獲得西風(fēng)角動量而使東風(fēng)減速。水平輸送是靠平均徑向風(fēng)、定常擾動（如平均槽脊）、非定常擾動（主要靠緯向環(huán)流中大型斜槽、斜脊或長軸呈斜向的氣旋或反氣旋）。垂直輸送主要在低緯靠哈德萊環(huán)流，在高空西風(fēng)帶靠大型渦旋來維持。4）海陸分布和大地形對大氣環(huán)流的影響I．海陸分布與平均槽脊的形成海水比熱比巖石大得多，且具有流動性，熱容量大于陸地。冬季，大陸是冷源，海洋是熱源；夏季，大陸是熱源，海洋是冷源。冬季陸地冷海洋暖，陸地上空等壓面高度低于海洋，根據(jù)位勢傾向方程，海洋上空自西向東等壓面逐漸升高，大陸東岸形成冷性低槽，而大陸西岸出現(xiàn)高壓脊。夏季則相反，大陸東岸上空為高壓脊，西岸上空出現(xiàn)低槽。II．大地形作用動力作用：高原和山脈使氣流繞行、分支、爬坡、越過，對大氣環(huán)流影響顯著。例如，冬季青藏高原位于西風(fēng)帶內(nèi)，迫使500hPa以下的西風(fēng)急流明顯分支、繞流、匯合，日本上空出現(xiàn)最大風(fēng)速中心，形成北脊南槽，對南北兩支西風(fēng)作用穩(wěn)定，高原南部形成孟加拉灣低槽，我國西南地區(qū)處于槽前，常形成西南渦。高層西風(fēng)爬坡通過，迎風(fēng)坡有利于反氣旋性渦度加強，背風(fēng)坡有利于氣旋性渦度加強，對東亞大槽的形成有動力作用。北美平均大槽的形成除了海陸熱力差異外，落基山脈的作用也很重要。熱力作用：冬季高原是冷源，形成冷高壓，使南支西風(fēng)急流加速；夏季高原是熱源，高原南側(cè)的溫度梯度由北向南，高原南側(cè)西風(fēng)消失變?yōu)闁|風(fēng)環(huán)流，使該地區(qū)的HADLEY環(huán)流反向，氣流在高原上升，在赤道地區(qū)下沉。高原近地面層是熱低壓，對流層上層出現(xiàn)最強大的系統(tǒng)——南亞高壓，對流層低層出現(xiàn)最深厚的西南季風(fēng)。綜合影響：全球最大降水中心位于高原南坡東南部，北部出現(xiàn)降水量很少的沙漠地區(qū)；高原的阻擋使高原南部地區(qū)很少受到冷空氣的直接影響，但在高原以東使冷空氣的勢力增強，冬季在南海南部出現(xiàn)最強的北半球向南越赤道氣流。高原阻礙了水汽的向北輸送，使我國西北地區(qū)干旱少雨。3.等壓面圖上槽脊振幅的變化與哪些因素有關(guān)根據(jù)位勢傾向方程：以及算子簡化：，可知等壓面圖上槽脊振幅的變化與以下因素有關(guān)：1）相對渦度和地轉(zhuǎn)渦度的地轉(zhuǎn)風(fēng)平流：短波（波長）的地轉(zhuǎn)渦度平流較小，地轉(zhuǎn)風(fēng)絕對渦度平流強弱主要決定于地轉(zhuǎn)風(fēng)相對渦度平流。在等高線均勻分布的槽中，槽前脊后沿氣流方向為正渦度平流，等壓面高度降低，槽加深；槽后脊前為負渦度平流，等壓面高度升高，脊加強；在槽線和脊線上，渦度平流為零，等壓面高度沒有變化。

2）厚度平流（溫度平流）隨高度的變化：暖平流區(qū)沿氣流方向溫度降低，暖平流（絕對值）隨高度減弱（隨氣壓增強），等壓面高度升高，有利于脊發(fā)展；冷平流區(qū)沿氣流方向溫度升高，冷平流（絕對值）隨高度減弱（隨氣壓增加），等壓面高度降低，有利于槽發(fā)展。

3）非絕熱加熱隨高度的變化：非絕熱加熱隨高度增加（強對流潛熱加熱高度以下各等壓面上，如臺風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展），等壓面高度降低，有利于槽發(fā)展；非絕熱加熱隨高度減?。ǜ袩峒訜幔绲厍虮砻鎸Υ髿獾募訜幔葔好娓叨葘⑸?，有利于脊發(fā)展。

判斷等壓面圖上槽、脊振幅的變化時，還應(yīng)當考慮到：

4）等高線散合（P218）：當?shù)雀呔€呈氣旋性曲率并沿氣流方向散開，沿氣流方向地轉(zhuǎn)風(fēng)減小，有正的曲率渦度平流，等壓面降低，利于槽發(fā)展；反之有利于脊發(fā)展。定性地，相對渦度平流的作用可概括為（i）對稱性槽（脊）沒有發(fā)展，疏散槽（脊）是加深（加強）的，匯合槽（脊）是填塞（減弱）的。（ii）槽（脊）前疏散，槽（脊）后匯合，則槽（脊）移動迅速；槽（脊）前匯合，槽（脊）后疏散，則槽（脊）移動緩慢。5）熱成風(fēng)渦度平流表示大氣系統(tǒng)的斜壓性，對于高空天氣系統(tǒng)的發(fā)展有很大作用。多數(shù)情況下，它與渦度平流的作用相互近似，只在一些特殊情況下兩項的作用才不一致，需要分開討論。（P221—222）當槽中有正的熱成風(fēng)渦度平流，槽將發(fā)展；脊中有負的熱成風(fēng)渦度平流，

脊將發(fā)展。

6）地形（P229）：氣流過山時在迎風(fēng)坡有上升運動，根據(jù)位渦守恒原理，氣旋性渦度減弱、反氣旋性渦度增強，背風(fēng)坡氣流下沉，氣旋性渦度增強、反氣旋性渦度減弱。因而高空槽移近大山脈時，在山前填塞，山后重新發(fā)展；高空脊在山前加強，山后減弱。故西風(fēng)槽東移時，

氣旋形成在山脈東邊的地區(qū)。無明顯天氣系統(tǒng)東移時，迎風(fēng)坡常有地形脊，背風(fēng)坡有地形槽。青藏高原大地形對槽脊影響復(fù)雜。氣流繞高原而過，出現(xiàn)分支現(xiàn)象，流線（等高線）在高原南側(cè)形成氣旋式彎曲，在高原北側(cè)出現(xiàn)反氣旋式彎曲。由于側(cè)邊界摩擦，高原東南側(cè)形成氣旋式渦度（地面圖上對應(yīng)西南渦），在高原東北側(cè)形成反氣旋式渦度（對應(yīng)蘭州高壓）。槽在高原東、西兩側(cè)時移速減慢，在高原上空時移速加快或正常。脊在高原東、西兩側(cè)時，移速加快，在高原上空時移速減性或正常。4.什么是大氣長波長波的移動受哪些因素影響（1）在半球范圍的高空圖上，中高緯地區(qū)的氣流是圍繞著極地的，波狀的西風(fēng)氣流。波狀流型的波谷對應(yīng)著氣壓槽，波峰對應(yīng)著高壓脊，通常稱之為西風(fēng)波動，其中波長較長、振幅較大、移動較慢、維持時間較長的波稱為長波，也稱行星波。（2）當假定大氣運動是正壓且水平無輻散的，流型具有正弦波形式且寬度很大，南北無變異時，根據(jù)位渦守恒原理可求得波動移速：為波速，U為緯向基本氣流速度，，L為波長。波速公式在600hPa面上最為適用，因為這層近于無輻散層，與公式條件比較符合。由長波公式可以得到下列一些結(jié)論：1）波速c與西風(fēng)強度U有關(guān)，西風(fēng)越強，波動向東移動越快；反之，移動越慢。

2）波速c與波長有關(guān)，波長越短，移動越快；波長越長，移動越慢。3）當其它情況相同時，由于β因子隨緯度增大而減小，故波動在高緯度移動較快，在低緯度移動較慢。

4）波動的振幅越大，風(fēng)的南北分量越大，西風(fēng)分量越小，波動向東移速就越小，甚至呈靜止或西退；反之，當波動振幅越小時，向東移速就越大。

5）長波移動受地形因素影響，例如長波主槽自歐洲移入亞洲時會受到青藏高原阻滯等。

6）當西風(fēng)強度與波長達到一定數(shù)值時，可使c=0，波動靜止。靜止波的波長為LS=2π(U/β)**1/2，當L〈LS，波動前進；當L=LS時，波動靜止；當L〉LS時，波動西退。5.西風(fēng)帶擾動定義：長波波數(shù)的變化及長波的更替稱為長波調(diào)整。長波調(diào)整是全球性的大氣環(huán)流變化。時間上對應(yīng)準雙周的變化。（寒潮爆發(fā)、副熱帶高壓的中期變動、大氣環(huán)流高低指數(shù)之間的轉(zhuǎn)換均與此有關(guān)）特點：不同緯度帶上槽脊的同位相迭加使振幅增大、緊鄰槽脊的相互影響

上下波游效應(yīng)和能量頻散原理：上、下游長波系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，通常稱為“上、下游效應(yīng)”。上游某地區(qū)長波系統(tǒng)發(fā)生某種顯著變化后，接著以相當快的速度（一般大于基本氣流的速度，也大于波動本身的移動速度）影響到下游地區(qū)長波系統(tǒng)的變化，最后使廣大范圍內(nèi)的環(huán)流形勢發(fā)生變化，叫做“上游效應(yīng)”；反之，下游某地區(qū)長波系統(tǒng)的顯著變化，也會影響到上游，使上游環(huán)流系統(tǒng)也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變，則叫做“下游效應(yīng)”。在長波調(diào)整過程中，以上游效應(yīng)最為重要。這種上、下游效應(yīng)可以用“能量頻散”的原理來解釋。實際大氣中的波動是由不同振幅、不同頻率、不同波長的簡單波疊加而成的所謂“波群”。群波的移動速度稱為群速度。若群速度與波長有關(guān)，則表示有“能量頻散”。羅斯貝波就是一種能量頻散波，因為它的群速度大于波傳播的相速度。6.簡述大氣環(huán)流季節(jié)變化的特征北半球，冬季和夏季大氣環(huán)流型式是基本的、穩(wěn)定的，氣環(huán)流的年變化基本上是冬季環(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)，兩次突變分別發(fā)生在北半球的六月和十月，相當于夏季和冬季的來臨，突變以亞洲地區(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

其他特征：南亞高壓躍上高原,副高脊北跳到25N附近,高原上空東風(fēng)急流建立,平均槽脊由三變四個。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

具體來說：（1）春季來臨時的環(huán)流特征：

南支西風(fēng)急流（即副熱帶急流）的強度在二月底三月初有一次顯著的減弱，由60m/s減至40m/s左右，位置仍在北緯30度以南。北支西風(fēng)急流（即極鋒急流）位于北緯40度附近，強度沒有變化，為35~40m/s.

（2）夏季來臨時的環(huán)流特征：

六月初南支西風(fēng)急流由北緯34度突然向北撤退至北緯40度以北，中心強度稍減弱。高空東風(fēng)建立，副高脊線北移至北緯25度附近。西風(fēng)帶平均槽脊由冬季的三個變成四個。低層冬季風(fēng)退縮到北方，且達到最弱的程度；夏季風(fēng)在華南達有極盛，在華中盛行并開始影響華北。中國江淮流域和日本進入初夏梅雨季節(jié)。這次變化即所謂的“六月突變”。

（3）秋季來臨時的環(huán)流特征：

八月末九月初，南支西風(fēng)急流強度顯著加強，由30m/s增至50m/s并開始向南擴展，中心維持在北緯40度附近。高空東風(fēng)開始南移。

（4）冬季來臨時的環(huán)流特征：

十月中旬高空西風(fēng)帶明顯向南擴展，東風(fēng)帶向南撤退，南支急流迅速建立并南移，基本穩(wěn)定在北緯30度以南的平均位置上。北半球西風(fēng)帶由夏季的四槽脊型變成冬季的三槽脊型，東亞沿岸平均槽明顯加強，整個東亞地區(qū)高空為西風(fēng)帶控制。副熱帶高壓向南退出大陸，地表上蒙古冷高壓和阿留低壓大大加強，基本變成冬季的型式。冬季中國的天氣過程是寒潮過程。冬季冷空氣強，影響范圍也大，降溫和大風(fēng)是主要的天氣現(xiàn)象。大型降水1.大型降水分析思路【持久的作用時間】

1.降雨天氣系統(tǒng)移動緩慢甚至停滯不動；2.多次重復(fù)出現(xiàn)降雨天氣系統(tǒng)（穩(wěn)定的環(huán)流形式）【充沛的水汽供應(yīng)】

水汽的供應(yīng)取決于兩方面：1大氣中水汽的含量多（T-Td<5oC）2水汽的輸送和累積

【強烈的上升運動】

大尺度天氣系統(tǒng)的作用并不是直接造成暴雨的原因，因為垂直速度很小，只有幾厘米/秒，在水汽充沛的條件下，造成的降水只有1-2mm/小時或24-48毫米/天，最多達到中-大雨，而達不到暴雨。天氣系統(tǒng)在暴雨形成中的作用是制約造成暴雨的中尺度系統(tǒng)的活動和造成水

汽的集中。

鋒面抬升作用引起的大范圍斜壓性上升運動

低層輻合、高層輻散引起的大范圍動力性上升運動，包括鋒面、氣旋、低渦、切變線、高空槽等西風(fēng)帶低值天氣系統(tǒng)，也包括臺風(fēng)、ITCZ、東風(fēng)波等熱帶天氣系統(tǒng)，還包括低空急流、氣流匯合帶等流場系統(tǒng)以及熱帶云團等系統(tǒng)中尺度系統(tǒng)引起的強烈上升運動，包括颮線、重力波、中尺度對流輻合體（MCC）、中尺度輻合線等，這種中尺度系統(tǒng)是直接造成局地大暴雨和烈性風(fēng)暴的主要原因小尺度局地對流活動引起的上升運動地形引起的上升運動

【有利的地形】

地形的強迫抬升

地形的輻合和阻塞作用，例如喇叭口地形

地形還可起到觸發(fā)作用，抬升運動或背風(fēng)波促使?jié)撛诓环€(wěn)定能量釋放，激發(fā)重力波、中尺度擾動2.局地強風(fēng)暴定義：局地強風(fēng)暴指在強垂直風(fēng)切變環(huán)境中局地發(fā)展起來的強大對流系統(tǒng)。強對流風(fēng)暴常表現(xiàn)出尺度的組織型式，這些型式中常見的有超線單體風(fēng)暴、多單體風(fēng)暴及颮線等。

特點：

1）有一支傾斜的上升氣流，傾斜方向可沿環(huán)境盛行風(fēng)方向，或逆盛行風(fēng)方向，使雨滴主要在上升氣流的外面下降，而不致因降水的拖曳作用使上升氣流減弱。

2）這支強風(fēng)暴的上升與下沉氣流呈有組織的分布狀態(tài)，所以能維持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，生命期可達幾小時以上，比一般雷暴生命史長得多。

3）風(fēng)暴的移動方向與平均風(fēng)有明顯的差異和偏離。

4）可以產(chǎn)生較激烈的天氣，如暴雨、大風(fēng)、冰雹、龍卷等。

以上特點中最主要的一條是強風(fēng)暴能在風(fēng)的強垂直切變環(huán)境中發(fā)展和有一支傾斜的強上升氣流。3.強對流天氣的形成條件（1）位勢不穩(wěn)定層結(jié)

位勢不穩(wěn)定層結(jié)的建立主要決定于高低空水汽和熱量平流的差異。

（2）水汽輻合和濕舌作用

為了使強風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展和維持，必需有豐富的水汽供應(yīng)，這是風(fēng)暴的主要能量來源

（3）低空輻合和上升運動

位勢不穩(wěn)定是潛在的，要使它轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實還必需有足夠的接線員升外力，低空輻合就是抬升外力的一種。

（4）低空急流

低空急流與強對流的發(fā)生發(fā)展存在著密切的關(guān)系。

一是通過低層暖濕平流的輸送產(chǎn)生位勢不穩(wěn)定層結(jié)；二是在急流最大風(fēng)速中心的前方有明顯的水汽輻合和質(zhì)量輻合或強上升運動，這對強對流活動的連續(xù)發(fā)展是有利的；三是在急流軸之左前方是正切變渦度區(qū)，有利于對流活動發(fā)生。

（5）高空急流

1）在對流云前半部傾斜上升的氣流中凝結(jié)釋放的大量潛熱，正是由于高空急流的強風(fēng)將它吹到遠方，從而不致于在云中造成潛熱增暖的空氣大量堆聚，使對流云發(fā)展的對流性不穩(wěn)定層結(jié)受到破壞。

2）高空急流對應(yīng)的對流層中下層區(qū)域為鋒區(qū)，天氣系統(tǒng)容易得到發(fā)展。

3）高空急流還有一種有利于形成冰雹的作用。

（6）環(huán)境風(fēng)的垂直切變作用

1）使上升氣流傾斜，因此不會因降水拖曳作用減弱上升氣流的浮力。

2）可以增強中層干冷空氣的吸入，加強風(fēng)暴中的下沉氣流和低層冷空氣外流。3）形成有利于強雷暴發(fā)展的位勢不穩(wěn)定。

4）提供位勢不穩(wěn)定釋放和強雷暴發(fā)生的觸發(fā)機制。

5）作用于強雷暴發(fā)展的組織機制。

（7）環(huán)境干空氣

強風(fēng)暴的重要特征，就是風(fēng)暴單體前后分別有一支斜升氣流和下沉氣流共存。

環(huán)境干空氣對風(fēng)暴單體同時存在增強和減弱作用，這兩種作用綜合的結(jié)果，使云體很快地更替。

（8）地形作用

1）抬升作用

2）輻射作用

（9）其它條件

1）弧狀云線與其它邊界的相互作用

2）邊界層外均勻加熱的作用

3）水陸界面產(chǎn)生的對流發(fā)展臺風(fēng)臺風(fēng)的結(jié)構(gòu)（1）氣壓場：地面：極低的中心氣壓和極大的水平氣壓梯度，靠近副高一側(cè)梯