競(jìng)賽-省局培訓(xùn)課件2天氣學(xué)

第二講氣團(tuán)與鋒§2.1氣團(tuán)

一、氣團(tuán)的概念1.定義：氣象要素分布比較均勻的大范圍的空氣團(tuán)。2.尺度：水平方向數(shù)千公里，垂直范圍可達(dá)幾公里到十幾公里，3.氣團(tuán)控制的天氣：水平方向：天氣現(xiàn)象基本相同，溫濕分布均勻；垂直方向：氣象要素分布相同（包括穩(wěn)定度）二、氣團(tuán)形成與變性1.氣團(tuán)的形成①下墊面性質(zhì)均勻的廣闊的地球表面（大沙漠、大平原、大洋、冰障覆蓋），為氣團(tuán)源地。②穩(wěn)定的環(huán)流（下沉輻散，如較少移動(dòng)的反氣旋）2.形成方式：各種尺度的湍流、系統(tǒng)性垂直運(yùn)動(dòng)、蒸發(fā)、凝結(jié)和輻射等物理過(guò)程3.氣團(tuán)變性:氣團(tuán)的物理屬性逐漸發(fā)生變化不同氣團(tuán)，其變性的快慢是不同的，變性的快慢和它所經(jīng)下墊面性質(zhì)與氣團(tuán)性質(zhì)差異的大小有關(guān)。冷氣團(tuán)移到暖的地區(qū)變性較快。原因：冷氣團(tuán)低層變暖，趨于不穩(wěn)定，亂流對(duì)流容易發(fā)展，能很快地將低層的熱量傳到上層暖氣團(tuán)移到冷的地區(qū)則變冷較慢。原因：低層變冷趨于穩(wěn)定，亂流和對(duì)流不易發(fā)展，其冷卻過(guò)程主要靠輻射作用進(jìn)行。大陸移入海洋的氣團(tuán)容易取得蒸發(fā)的水汽而變濕，而從海洋移到大陸的氣團(tuán)，則要通過(guò)凝結(jié)及降水過(guò)程才能變干，所以氣團(tuán)的變干過(guò)程比較緩慢。三.氣團(tuán)的分類1地理分類北極氣團(tuán)（冰洋氣團(tuán)）極地氣團(tuán)：分大陸性和海洋性熱帶氣團(tuán)：分大陸性和海洋性赤道氣團(tuán)2熱力分類冷氣團(tuán)：當(dāng)氣團(tuán)向著比它暖的下墊面移動(dòng)時(shí)稱為冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)：當(dāng)氣團(tuán)向著比它冷的下墊面移動(dòng)時(shí)稱為暖氣團(tuán)四、我國(guó)境內(nèi)的氣團(tuán)活動(dòng)與天氣冬季：極地大陸氣團(tuán)(西伯利亞氣團(tuán))和熱帶海洋氣團(tuán)、北極氣團(tuán)，華南有熱帶海洋氣團(tuán)夏季：西伯利亞氣團(tuán)、熱帶海洋氣團(tuán)、熱帶大陸氣團(tuán)、赤道氣團(tuán)春季：西伯利亞氣團(tuán)、熱帶海洋氣團(tuán)秋季：西伯利亞氣團(tuán)主導(dǎo)，秋高氣爽、熱帶海洋氣團(tuán)§2.2鋒的概念與鋒面坡度鋒面和氣旋是中緯度最典型的兩類天氣系統(tǒng)，中緯度許多天氣現(xiàn)象與鋒面和氣旋有關(guān)。鋒面是天氣學(xué)中最經(jīng)典的概念之一，也是最重要的中緯度天氣系統(tǒng)之一。鋒鋒區(qū)鋒面鋒線一、鋒的概念1、鋒冷暖氣團(tuán)相遇，存在一個(gè)狹窄的過(guò)渡帶，此過(guò)渡帶隨高度向冷區(qū)傾斜，稱此過(guò)渡帶為鋒。2、鋒面在近地面層中過(guò)渡帶寬約數(shù)十公里，在高層可達(dá)200-400公里。寬度與其水平長(zhǎng)度相比(長(zhǎng)達(dá)數(shù)百-數(shù)千公里)是很小的。人們常把它近似地看成一個(gè)面，即鋒面?？拷瘹鈭F(tuán)一側(cè)的界面叫鋒的上界，靠近冷氣團(tuán)一側(cè)的界面叫鋒的下界。上界和下界的水平距離稱為鋒的寬度。3、鋒區(qū)：鋒面與空中某一平面相交的區(qū)域稱為鋒區(qū)(上界和下界之間的區(qū)域)。4、鋒線：鋒面與地面的交線。鋒面的空間結(jié)構(gòu)

鋒面的坡度

馬古列斯鋒面坡度公式1其他條件不變，鋒面坡度隨緯度增高而增大，隨緯度的減小而減小，赤道φ=0，無(wú)鋒面存在。2鋒面坡度與鋒兩側(cè)的溫差成反比。鋒面坡度與鋒兩側(cè)的風(fēng)速差成正比。鋒面坡度與鋒兩側(cè)的平均溫度成正比。鋒存在時(shí)，兩側(cè)平行于它的地轉(zhuǎn)風(fēng)風(fēng)速應(yīng)具有氣旋式切變。6鋒附近氣流曲率很大時(shí)應(yīng)用梯度風(fēng)公式，即氣旋曲率越大的氣流中鋒面平衡坡度越大。討論：三、鋒的分類第一種分類法：按照鋒面移動(dòng)過(guò)程中冷暖氣團(tuán)的主次地位決定：冷鋒、暖鋒、靜止鋒、錮囚鋒第二種分類法：按鋒的伸展高度分類對(duì)流層鋒、地面鋒、高空鋒第三種分類法按氣團(tuán)的不同地理類型分類：冰洋鋒（北極鋒）、極鋒、副熱帶鋒鋒的類型冷鋒：鋒面在移動(dòng)過(guò)程中，冷氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動(dòng)鋒面向暖氣團(tuán)一側(cè)運(yùn)動(dòng)地面三維暖鋒：鋒面在移動(dòng)過(guò)程中，暖氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動(dòng)鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)運(yùn)動(dòng)地面三維靜止鋒：冷暖氣團(tuán)勢(shì)力相當(dāng)，鋒面移動(dòng)很少錮囚鋒：暖氣團(tuán)、較冷氣團(tuán)、更冷氣團(tuán)相遇時(shí)先構(gòu)成兩個(gè)鋒面，然后其中一個(gè)追上另一個(gè)鋒面即形成錮囚。abcA冷式錮囚鋒B暖式錮囚鋒C中性錮囚鋒xy面內(nèi)紅色的實(shí)線為高層等溫線§2.3鋒面附近氣象要素場(chǎng)的特征一、鋒面附近溫度場(chǎng)的特征1、水平溫度場(chǎng)特征①地面圖：鋒附近溫度水平梯度大，平均約5-6℃/100公里②高空?qǐng)D高空鋒區(qū)為等溫線的密集帶，該密集帶向冷區(qū)傾斜，與地面鋒線平行。錮囚鋒在高空?qǐng)D上有暖舌，暖舌兩側(cè)等溫線密集。應(yīng)用：根據(jù)高空?qǐng)D鋒區(qū)內(nèi)等溫線密集度確定鋒區(qū)強(qiáng)度、地面鋒線位置，等壓面上冷暖平流確定鋒的類型高空鋒區(qū)高空鋒區(qū)高空鋒區(qū)鋒面有坡度2垂直方向：鋒區(qū)內(nèi)溫度垂直梯度小，逆溫、等溫或遞減率小，兩側(cè)氣團(tuán)內(nèi)溫度隨高度遞減冷暖氣團(tuán)溫差越大，鋒面逆溫越強(qiáng)或過(guò)渡區(qū)越窄，通過(guò)鋒區(qū)時(shí)等溫線彎折越厲害鋒附近的位溫特征位溫隨高度增大的快，鋒區(qū)水平等位溫線密集見(jiàn)圖（2.6）二、以密度的零級(jí)不連續(xù)模擬鋒面時(shí)，鋒面附近風(fēng)場(chǎng)氣壓場(chǎng)和變壓場(chǎng)的特征鋒面有坡度、氣象要素有突變：溫度、氣壓、風(fēng)、鋒面附近天氣變化劇烈氣壓場(chǎng)特征

鋒面兩側(cè)氣壓連續(xù)，密度不連續(xù)，氣壓梯度不連續(xù)：冷氣團(tuán)中氣壓梯度大于暖氣團(tuán)中氣壓梯度應(yīng)用：等壓線過(guò)鋒面有氣旋性彎曲，鋒面處等壓線有折角，指向高壓

氣壓場(chǎng)3變壓場(chǎng)特征

變壓場(chǎng)是某一位面，空間各點(diǎn)氣壓隨時(shí)間的變化冷鋒、暖鋒均是鋒前變壓代數(shù)值小于鋒后變壓代數(shù)值暖鋒前地面減壓冷鋒后地面加壓冷鋒前暖鋒后，靜止鋒附近：變壓不明顯變壓場(chǎng)與鋒面移速的關(guān)系假設(shè)條件：鋒面是密度零級(jí)不連續(xù)面，PL=PN所以：（1）右端=（2）右端得移動(dòng)坐標(biāo)系與固定坐標(biāo)系的關(guān)系為：暖鋒情況下而因此有即暖鋒前變壓代數(shù)值小于暖鋒后變壓代數(shù)值同理有冷鋒前變壓代數(shù)值小于冷鋒后變壓代數(shù)值氣壓傾向方程地面以上整個(gè)氣柱中密度平流（熱力因子）地面以上整個(gè)氣柱中速度水平散度總和（動(dòng)力因子）在平坦的地面上垂直速度為零時(shí)，地面氣壓變化由熱力因子和動(dòng)力因子造成：暖鋒前地面減壓（暖平流）冷鋒后地面加壓（冷平流）冷鋒前暖鋒后，靜止鋒附近：變壓不明顯散度總和輻散則地面氣壓下降散度總和輻合則地面氣壓上升3風(fēng)場(chǎng)特征水平：鋒線附近風(fēng)場(chǎng)具有氣旋性切變，地面摩擦作用可使這種氣旋式切變更加明顯，并導(dǎo)致鋒線附近強(qiáng)的風(fēng)場(chǎng)輻合垂直：暖鋒附近風(fēng)向隨高度順轉(zhuǎn)冷鋒附近風(fēng)向隨高度逆轉(zhuǎn)三、以密度一級(jí)不連續(xù)模擬鋒面，鋒面坡度與其附近的氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)和變壓場(chǎng)特征1.鋒面坡度公式由密度一級(jí)不連續(xù)，則有鋒區(qū)存在，鋒區(qū)附近密度一級(jí)不連續(xù)，氣壓二級(jí)不連續(xù)2.密度一級(jí)不連續(xù)模擬鋒面，鋒面附近氣壓場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)特征氣壓場(chǎng)：鋒區(qū)內(nèi)等壓線氣旋式曲率比鋒區(qū)外大得多，反氣旋式曲率比鋒區(qū)外小得多風(fēng)場(chǎng)：鋒區(qū)中溫度水平梯度大于兩側(cè)，鋒區(qū)中熱成風(fēng)比鋒區(qū)外大得多風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，暖平流最強(qiáng)且熱成風(fēng)最大高度為高空暖鋒區(qū)；風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn)，冷平流最強(qiáng)且熱成風(fēng)最大高度為高空冷鋒區(qū)；熱成風(fēng)很大而無(wú)明顯平流，可能是靜止鋒變壓場(chǎng)特征：變壓梯度不連續(xù)，變壓風(fēng)也不連續(xù)；地面鋒區(qū)中，等變壓線密集，鋒區(qū)外，等變壓線稀疏，變壓值比較小四、鋒附近濕度場(chǎng)特征：一般暖空氣濕度大，露點(diǎn)高冷空氣濕度小，露點(diǎn)低五、鋒面天氣：指鋒附近的云和降水1.鋒附近引起垂直運(yùn)動(dòng)（上升運(yùn)動(dòng)）的因子⑴地面摩擦輻合上升⑵鋒場(chǎng)移動(dòng)過(guò)程中的抬升、滑升抬升⑶高空槽前后系統(tǒng)性上升下降⑷冷暖平流引起的上升下降2．暖鋒附近垂直運(yùn)動(dòng)情況⑴暖鋒附近地面處在氣旋中，風(fēng)向輻合上升⑵暖鋒附近暖濕氣流沿暖界面滑升運(yùn)動(dòng)⑶暖鋒對(duì)應(yīng)處在槽前脊后有系統(tǒng)性上升⑷暖鋒上空對(duì)應(yīng)暖平流上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)3冷鋒附近垂直運(yùn)動(dòng)情況⑴一型冷鋒（槽前對(duì)應(yīng)冷鋒）冷鋒附近地面處在氣旋中，風(fēng)向輻合上升冷鋒附近暖界面上的暖濕氣流被迫抬升冷鋒對(duì)應(yīng)處在高空槽前有系統(tǒng)性上升冷鋒上空對(duì)應(yīng)弱冷平流引起下沉運(yùn)動(dòng)降水落在冷鋒后到冷空氣邊界，穩(wěn)定⑵二型冷鋒（槽后對(duì)應(yīng)冷鋒）近地面摩擦輻合暖濕氣流被迫抬升高空槽后有系統(tǒng)性下降強(qiáng)冷平流引起下沉運(yùn)動(dòng)降水區(qū)處于鋒前到鋒線，且不穩(wěn)定⑶一型冷鋒與二型冷鋒的區(qū)別a．位置：一型在槽前，二型在槽后b．降水區(qū)不同：一型在鋒后，二型在鋒前c．高層冷平流強(qiáng)弱不同：一型弱，二型強(qiáng)d.降水穩(wěn)定性不同：一型穩(wěn)定，二型不穩(wěn)定第一型冷鋒天氣模型

鋒面在高空槽前，多穩(wěn)定性天氣。移動(dòng)緩慢，鋒面坡度不大（約1/100），鋒后冷空氣迫使暖空氣沿鋒面平穩(wěn)地上升，當(dāng)暖空氣比較穩(wěn)定，水汽比較充沛時(shí)，會(huì)形成與暖鋒相似的范圍比較廣闊的層狀云系，只是云系出現(xiàn)在鋒線后面，而且云系的分布次序與暖鋒云系相反，降水性質(zhì)與暖鋒相似，在鋒線附近降水區(qū)內(nèi)還常有層積云、碎雨云形成。降水區(qū)出現(xiàn)在鋒后，多為穩(wěn)定性降水。如果鋒前暖空氣不穩(wěn)定時(shí)，在地面鋒線附近也常出現(xiàn)積雨云和雷陣雨天氣。夏季，在我國(guó)西北、華北等地，以及冬季在我國(guó)南方地區(qū)出現(xiàn)的冷鋒天氣多屬這一類型。第二型冷鋒天氣模式

鋒面在高空槽后或槽線附近，移動(dòng)快、坡度大(1/40-1/80)的冷鋒。鋒后冷空氣移動(dòng)速度遠(yuǎn)較暖氣團(tuán)為快，它沖擊暖氣團(tuán)并迫使產(chǎn)生強(qiáng)烈上升。而在高層，因暖氣團(tuán)移速大于冷空氣，出現(xiàn)暖空氣沿鋒面下滑現(xiàn)象，更加強(qiáng)了鋒線附近的上升運(yùn)動(dòng)和高空鋒區(qū)上的下沉運(yùn)動(dòng)。夏季，地面鋒線附近，一般會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈發(fā)展的積雨云，出現(xiàn)雷暴、甚至冰雹、颮線等對(duì)流性不穩(wěn)定天氣。高層鋒面上，往往沒(méi)有云形成。第二型冷鋒云系呈現(xiàn)出沿著鋒線排列的狹長(zhǎng)的積狀云帶，好似一道寬度約有十公里，高達(dá)十多公里的云堤。在地面鋒線前方也常常出現(xiàn)高層云、高積云、積云。冷鋒過(guò)境時(shí)，往往烏云翻滾，狂風(fēng)大作，電閃雷鳴，大雨傾盆，氣象要素發(fā)生劇變。這種天氣歷時(shí)短暫，鋒線過(guò)后，天空豁然晴朗。在冬季，由于暖氣團(tuán)濕度較小，氣溫不可能發(fā)展成強(qiáng)烈不穩(wěn)定天氣，只在鋒線前方出現(xiàn)卷云、卷層云、高層云、雨層云等云系。當(dāng)水汽充足時(shí)，地面鋒線附近可能有很厚、很低的云層，和寬度不大的連續(xù)性降水。地面鋒過(guò)境后，云層很快消失，風(fēng)速增大，并常出現(xiàn)大風(fēng)。在干旱的季節(jié)，空氣濕度小，地面干燥、裸露，還會(huì)有沙暴天氣。這種冷鋒天氣多出現(xiàn)在我國(guó)北方的冬、春季節(jié)暖鋒天氣模型暖鋒的坡度很小，約為1/150。暖空氣一般含有比較多的水汽，主動(dòng)上升前進(jìn)，在冷氣團(tuán)之上慢慢地向上滑升可以達(dá)到很高的高度，暖空氣在上升過(guò)程中絕熱冷卻，達(dá)到凝結(jié)高度后，在鋒面上便產(chǎn)生云系。當(dāng)暖空氣滑升的高度足夠高，水汽又比較充沛時(shí)，暖鋒上常常出現(xiàn)廣闊的、系統(tǒng)的層狀云系。云系序列為：卷云(Ci)，卷層云(Cs)，高層云(As)，雨層云(Ns)。云層的厚度視暖空氣上升的高度而異，一般情況下可達(dá)幾公里，厚者可達(dá)對(duì)流層頂，而且愈接近地面鋒線云層愈厚。

暖鋒降水主要發(fā)生在雨層云內(nèi)，是連續(xù)性降水，降水寬度隨鋒面坡度大小而有變化，一般約300-400公里。暖鋒云系有時(shí)因?yàn)榭諝鉂穸群痛怪彼俣确植疾痪鶆蚨斐刹贿B續(xù)，可能出現(xiàn)幾十公里，甚至幾百公里的無(wú)云空隙

暖鋒下的冷氣團(tuán)中，空氣比較潮濕，在氣流輻合作用和湍流作用下，常產(chǎn)生層積云和積云。如果從鋒上暖空氣中降下的雨滴在冷氣團(tuán)內(nèi)發(fā)生蒸發(fā)，使冷氣團(tuán)中水汽含量增多，達(dá)到飽和時(shí)，會(huì)產(chǎn)生碎積云和碎層云。如果這種飽和凝結(jié)現(xiàn)象出現(xiàn)在鋒線附近的地面層時(shí)，將形成鋒面霧。以上是暖鋒天氣的一般情況，但是在夏季暖空氣不穩(wěn)定時(shí)，也可能出現(xiàn)積雨云、雷雨等陣性降水。在春季暖氣團(tuán)中水汽含量很少時(shí)，則僅僅出現(xiàn)一些高云，很少有降水。明顯的暖鋒在我國(guó)出現(xiàn)得較少，大多伴隨著氣旋出現(xiàn)。春秋季一般出現(xiàn)在江淮流域和東北地區(qū)，夏季多出現(xiàn)在黃河流域。

準(zhǔn)靜止鋒與連陰雨很少移動(dòng)或移動(dòng)緩慢的鋒叫準(zhǔn)靜止鋒。它的兩側(cè)冷暖氣團(tuán)往往形成"對(duì)峙"狀態(tài)，暖氣團(tuán)前進(jìn)，為冷氣團(tuán)所阻，暖氣團(tuán)被迫沿鋒面上滑，情況與暖鋒類似，出現(xiàn)的云系與暖鋒云系大致相同。由于準(zhǔn)靜止鋒的坡度比暖鋒還小，沿鋒面上滑的暖空氣可以伸展到距離鋒線很遠(yuǎn)的地方，所以云區(qū)和降水區(qū)比暖鋒更為寬廣。但是降水強(qiáng)度小，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可能造成"霞雨霏霏、連日不開(kāi)"的連陰雨天氣。準(zhǔn)靜止鋒天氣一般分為兩類一類是云系發(fā)展在鋒上，有明顯的降水。例如，我國(guó)華南準(zhǔn)靜止鋒，大多是由于冷鋒減弱演變而成，天氣和第一型冷鋒相似，鋒面坡度更小，云區(qū)、降水區(qū)更為寬廣，其降水區(qū)并不限于鋒線地區(qū)，可延伸到鋒面后很大的范圍內(nèi)，降水強(qiáng)度比較小，為連續(xù)性降水。由于準(zhǔn)靜止鋒移動(dòng)緩慢，并常常來(lái)回?cái)[動(dòng)，使陰雨天氣持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10天至半個(gè)月，甚至一個(gè)月以上，“清明時(shí)節(jié)雨紛紛”就是江南地區(qū)這種天氣的寫照。直至該準(zhǔn)靜止鋒轉(zhuǎn)為冷鋒或暖鋒移出該地區(qū)或鋒消失以后，天氣才能轉(zhuǎn)睛。初夏時(shí)，如果暖氣團(tuán)濕度增大，低層升溫，氣層可能呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，鋒上也可能形成積雨云和雷陣雨天氣另一類是主要云系發(fā)展在鋒下，并無(wú)明顯降水的準(zhǔn)靜止鋒，例如昆明準(zhǔn)靜止鋒，它是南下冷空氣為山所阻而呈靜止?fàn)顟B(tài)，鋒上暖空氣干燥而且滑升緩慢，產(chǎn)生不了大規(guī)模云系和降水，而鋒下的冷空氣沿山坡滑升和湍流混合作用，在鋒下可形成不太厚的雨層云，并常伴有連續(xù)性降水。我國(guó)準(zhǔn)靜止鋒主要出現(xiàn)在華南、西南和天山北側(cè)，出現(xiàn)時(shí)間多在冬半年，對(duì)這些地區(qū)及其附近天氣的影響很大。準(zhǔn)靜止鋒云系有明顯降水無(wú)明顯降水暖鋒錮囚鋒天氣模式

冷鋒錮囚鋒天氣模式

鋒面天氣的輸送帶模式輸送帶是指以天氣系統(tǒng)為坐標(biāo)系的相對(duì)氣流，它們是系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生云和雨區(qū)的主要?dú)饬鳌７譃榕斔蛶В合蚝笊匣斔蛶蚯吧匣斔蛶Ю漭斔蛶А?.4鋒面分析歷史連續(xù)性原則結(jié)合高空鋒區(qū)：鋒隨高度向冷區(qū)傾斜，地面鋒線位于高空等壓面上等溫線相對(duì)密集區(qū)的偏暖一側(cè)，據(jù)冷暖平流確定鋒的性質(zhì)分析地面天氣圖上各氣象要素以確定鋒的位置應(yīng)用衛(wèi)星云圖；應(yīng)用其他資料高空測(cè)風(fēng)資料的應(yīng)用（單站測(cè)風(fēng)）：

熱成風(fēng)方向大致代表鋒的走向

根據(jù)風(fēng)向隨高度的轉(zhuǎn)變確定鋒的性質(zhì)

原點(diǎn)與代表鋒面的熱成風(fēng)的垂線代表鋒的移向和速度§2.5鋒生和鋒消一、鋒生、鋒消概念鋒生：指密度不連續(xù)性形成的一種過(guò)程或指已經(jīng)有的一條鋒面，其溫度或位溫水平梯度加大的過(guò)程。鋒消：指作用相反的過(guò)程。二、鋒生函數(shù)1.鋒生帶的概念在等壓面圖上，某一帶有一組等溫線，其水平升度為，假如大氣運(yùn)動(dòng)使沿這一帶（線）比其他部分增大得更迅速，則這個(gè)線（帶）稱為鋒生線（帶），這種使增大的過(guò)程稱為鋒生過(guò)程。鋒生線必須是物質(zhì)線。2.鋒生函數(shù)的推導(dǎo)F>0表示有鋒生作用，溫度水平梯度加大F<0表示有鋒消作用，溫度水平梯度減小鋒面生成條件鋒面消失條件個(gè)別鋒生函數(shù)3.鋒生函數(shù)分析1.非絕熱加熱項(xiàng)(F1)冷鋒南下，暖鋒北上，由于下墊面影響，鋒消冷鋒南下，靠冷一側(cè)，下墊面影響大，溫度升高,靠暖一側(cè)，下墊面影響不大，所以等溫線密集帶變疏，鋒消。F2(穩(wěn)定度與垂直運(yùn)動(dòng)項(xiàng)):a)穩(wěn)定大氣

例：冷鋒上山：其上空有等溫線密集帶，靠近其暖一側(cè)有上升運(yùn)動(dòng)，上升絕熱膨脹冷卻，其暖一側(cè)降溫，而靠近其冷一側(cè)上升運(yùn)動(dòng)很弱或無(wú)上升運(yùn)動(dòng)，靠近其冷一側(cè)溫度無(wú)變化，這樣密集帶等溫線變稀疏，所以鋒減弱或消失，鋒消。冷鋒下山：靠暖的一側(cè)基本無(wú)下沉運(yùn)動(dòng)，溫度無(wú)變化；其靠冷一側(cè)，下沉運(yùn)動(dòng)很強(qiáng)，溫度升高，等溫線變稀疏，鋒消。b）不穩(wěn)定大氣例：冷鋒上山，靠暖的一側(cè)，大量水蒸氣凝結(jié)釋放潛熱，溫度升高；而靠近其冷的一側(cè)上升運(yùn)動(dòng)很弱或無(wú)上升運(yùn)動(dòng)，溫度變化不大。這樣溫度密度集帶變密。所以鋒生F3（水平輻合輻散項(xiàng)）:當(dāng)，即沿溫度升度方向，水平氣流輻合，則有鋒生作用當(dāng)，即沿溫度升度方向，水平氣流輻散，則有鋒消作用水平運(yùn)動(dòng)3abcA利于鋒生B利于鋒生C不利于鋒生（等位溫線與膨脹軸正交）三、鋒生、鋒消的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)AB運(yùn)動(dòng)學(xué)鋒生a溫度水平梯度加大（熱成風(fēng)加大），風(fēng)垂直切變加大；等壓面間厚度南側(cè)加大北側(cè)減?。ǖ葔好嫣荻壬蠈蛹哟蟮貙訙p小）b熱成風(fēng)平衡破壞，高層西風(fēng)加速，低層西風(fēng)減速c高層有向東的加速度，產(chǎn)生向北地轉(zhuǎn)偏差，低層有向西的加速度，產(chǎn)生向南地轉(zhuǎn)偏差d鋒區(qū)內(nèi)地轉(zhuǎn)偏差大于鋒區(qū)外有垂直于鋒面的環(huán)流：鋒生次級(jí)環(huán)流產(chǎn)生次級(jí)環(huán)流又對(duì)鋒生發(fā)生作用高層輻合發(fā)生在b點(diǎn)（冷邊界），低層輻合發(fā)生在a點(diǎn)（暖邊界），使得鋒區(qū)發(fā)生傾斜，使這兩處溫度梯度加大，鋒區(qū)加強(qiáng)。中層暖空氣絕熱冷卻，冷空氣絕熱增溫，中層趨于鋒消四、我國(guó)鋒生鋒消概況鋒生概況南方鋒生帶北方鋒生帶鋒生時(shí)的溫壓場(chǎng)形勢(shì)地面氣壓場(chǎng)形勢(shì)鋒生時(shí)氣象要素的變化鋒消概況我國(guó)主要鋒消區(qū)：青藏高原以東30-40oN§3.1氣旋、反氣旋的特征和分類一、氣璇和反氣旋的定義氣旋：氣旋是占有三度空間的，在同一高度上中心氣壓低于四周的流場(chǎng)中的渦旋。渦旋中的空氣在北半球逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在南半球順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。反氣旋：反氣旋是占有三度空間的，在同一高度上中心氣壓高于四周的流場(chǎng)中的渦旋。渦旋中的空氣在北半球順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在南半球逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

按熱力結(jié)構(gòu)分類：

反氣旋：地理分類：

按熱力結(jié)構(gòu)分類：

二、氣旋和反氣旋的水平尺度

氣旋、反氣旋的水平尺度以最外圍的閉合等壓線的直徑長(zhǎng)度來(lái)表示。平均而言，氣旋：1000km-3000km，東亞氣旋比歐洲和北美的水平尺度?。环礆庑阂话爿^氣旋大，大者面積可達(dá)亞洲大陸的3/4。三、氣旋和反氣旋的強(qiáng)度：氣旋：以氣旋中心最低氣壓值來(lái)表示氣旋中心氣壓值越低，氣旋越強(qiáng)反氣旋：以氣旋中心最高氣壓值來(lái)表示中心氣壓值越高，反氣旋越強(qiáng)氣旋：970-1010hPa反氣旋：1020-1030hPa平均而言，溫帶的氣旋和反氣旋冬季強(qiáng)于夏季，海上的氣旋強(qiáng)于陸上的，陸上的反氣旋強(qiáng)于海上的四、氣旋和反氣旋的分類氣旋

地理：熱帶氣旋和溫帶氣旋熱力：鋒面氣旋和無(wú)鋒氣旋反氣旋熱力：冷性和暖性反氣旋地理：極地、溫帶和副熱帶反氣旋§3.4溫帶氣旋與反氣旋一、溫帶氣旋生命史四個(gè)階段：波動(dòng)階段發(fā)展階段錮囚階段消亡階段二、溫帶氣旋的發(fā)展基本概念準(zhǔn)地轉(zhuǎn)適應(yīng)（流線與等高線平行）斜壓性（等壓面上有等溫線，等溫線越密集，溫度梯度越大，熱成風(fēng)越大，斜壓性越強(qiáng)）高低層配置（低層：地面，高層：500hPa）影響氣旋發(fā)展的主要因子：熱力因子（冷暖平流）動(dòng)力因子（渦度平流）（一）斜壓系統(tǒng)發(fā)展的物理過(guò)程及發(fā)展因子溫帶氣旋主要是在鋒區(qū)發(fā)展起來(lái)的，有很大斜壓性，溫度場(chǎng)位相落后于高度場(chǎng)，高空槽前地面為氣旋，槽后地面為反氣旋。地轉(zhuǎn)適應(yīng)槽前正渦度平流高層風(fēng)場(chǎng)不適應(yīng)氣壓場(chǎng)氣旋性渦度增加由地轉(zhuǎn)偏向力產(chǎn)生高層輻散氣柱質(zhì)量減?。ǖ蛯訙p壓）低層氣壓場(chǎng)不適應(yīng)風(fēng)場(chǎng)由氣壓梯度力產(chǎn)生低層輻合產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)達(dá)到新的適應(yīng)適應(yīng)原理高層輻散負(fù)渦度延緩正渦度的增加；上升冷卻，氣柱厚度減小，氣壓場(chǎng)與風(fēng)場(chǎng)適應(yīng)；低層質(zhì)量輻合（補(bǔ)償），在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下產(chǎn)生風(fēng)場(chǎng)向氣壓場(chǎng)的適應(yīng)）高空槽前：總結(jié)：槽前正渦度平流，促使地面氣旋發(fā)展并產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)槽后負(fù)渦度平流，促使地面反氣旋發(fā)展并產(chǎn)生下沉運(yùn)動(dòng)高空槽區(qū)：槽中冷平流等壓面間厚度降低氣壓場(chǎng)不適應(yīng)風(fēng)場(chǎng)在氣壓梯度力的作用下產(chǎn)生高層輻合地面加壓氣壓場(chǎng)不適應(yīng)風(fēng)場(chǎng)在氣壓梯度力的作用下產(chǎn)生低層輻散高層輻合低層輻散產(chǎn)生下沉運(yùn)動(dòng)達(dá)到新的地轉(zhuǎn)平衡適應(yīng)原理：高層輻合有氣旋性環(huán)流使風(fēng)場(chǎng)向氣壓場(chǎng)適應(yīng)，下沉運(yùn)動(dòng)絕熱增溫抵消了冷平流的作用，使地面加壓不致過(guò)快；低層輻散有反氣旋環(huán)流使風(fēng)場(chǎng)向氣壓場(chǎng)適應(yīng)以及補(bǔ)償作用使地面加壓不致過(guò)快總結(jié)：槽中冷平流產(chǎn)生下沉運(yùn)動(dòng)并使高空槽加深。

脊區(qū)有暖平流產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，使高壓脊發(fā)展高空形勢(shì)：溫度場(chǎng)落后高度場(chǎng)高空由于渦度平流和冷暖平流而造成的附加流場(chǎng)和變高由于高空動(dòng)力和熱力因子所造成地面的變壓和流場(chǎng)冷平流造成的負(fù)變高暖平流造成的正變高正渦度平流造成的附加氣旋式流場(chǎng)負(fù)渦度平流造成的附加反氣旋式流場(chǎng)高空，輻散有反氣旋性渦度生成，以使氣旋性渦度增加不會(huì)太快地面，輻合對(duì)應(yīng)有氣旋性渦度生成，以適應(yīng)氣壓場(chǎng)地面，輻散對(duì)應(yīng)有反氣旋性渦度生成，以適應(yīng)氣壓場(chǎng)高空，輻合有氣旋性渦度生成，以使反氣旋性渦度增加不會(huì)太快結(jié)論（高空槽前后）：槽前正渦度平流使地面氣旋發(fā)展，槽后負(fù)渦度平流使地面反氣旋發(fā)展2槽前正渦度平流使槽前有負(fù)變高，槽后負(fù)渦度平流使槽后有正變高氣旋發(fā)展必伴有上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，反氣旋發(fā)展必伴有下沉運(yùn)動(dòng)的發(fā)展流場(chǎng)與氣壓場(chǎng)從不適應(yīng)到達(dá)到新的平衡地面，輻散對(duì)應(yīng)有反氣旋性渦度生成，以適應(yīng)氣壓場(chǎng)，反氣旋發(fā)展地面，輻合對(duì)應(yīng)有氣旋性渦度生成，以適應(yīng)氣壓場(chǎng)，氣旋發(fā)展冷平流區(qū)，500hPa等壓面下降，溫壓場(chǎng)不平衡，在氣壓梯度力作用下，產(chǎn)生水平輻合，高層有負(fù)變高，低層有正變壓，產(chǎn)生輻散，為保持質(zhì)量連續(xù)，必產(chǎn)生補(bǔ)償性下沉運(yùn)動(dòng)結(jié)論（槽區(qū)）：槽區(qū)冷平流使槽加深，地面氣旋后部出現(xiàn)正變壓脊區(qū)暖平流使脊加強(qiáng)，地面氣旋前部出現(xiàn)負(fù)變壓地面：氣旋后部，反氣旋前部為冷平流加壓反氣旋后部，氣旋前部為暖平流減壓氣旋中心和反氣旋中心沒(méi)有溫度平流，熱力因子不起作用槽前脊后正渦度平流使地面減壓槽后脊前負(fù)渦度平流使地面加壓熱力因子使地面系統(tǒng)前移動(dòng)力因子使地面系統(tǒng)發(fā)展高空：暖平流使脊加強(qiáng)冷平流使槽加深槽前脊后正渦度平流使槽前出現(xiàn)負(fù)變高槽后脊前負(fù)渦度平流使槽后出現(xiàn)正變高動(dòng)力因子使槽脊前移熱力因子使槽脊發(fā)展非絕熱加熱因子對(duì)氣旋發(fā)展的作用：若有足夠水汽，則上升運(yùn)動(dòng)區(qū)有水汽凝結(jié)，潛熱釋放，會(huì)部分抵消上升絕熱膨脹冷卻的作用，氣柱降溫不至于太快，高層減壓變慢，使得高層可維持較強(qiáng)的輻散，使低層減壓增強(qiáng)，氣旋發(fā)展更快，上升運(yùn)動(dòng)也增強(qiáng)（二）溫帶氣旋的發(fā)展

1.氣旋發(fā)展的初生期高空溫壓場(chǎng)(波動(dòng)階段)原先地面上有一條靜止鋒，鋒北面是冷空氣，鋒南面是暖空氣，冷空氣自東向西運(yùn)動(dòng)，暖空氣自西向東運(yùn)動(dòng)，當(dāng)冷空氣向南插入鋒下，暖空氣向北抬升，并出現(xiàn)1～2條閉合等壓線波動(dòng)階段溫度場(chǎng)落后于高度場(chǎng)，地面氣旋位于高空槽前，溫度平流零線穿過(guò)氣旋中心，氣旋前部為暖平流后部為冷平流動(dòng)力因子使地面氣旋發(fā)展，高空系統(tǒng)移動(dòng)。熱力因子使地面氣旋移動(dòng)，高空槽加深但高空未出現(xiàn)閉合等高線天氣：氣旋強(qiáng)度不大，壞天氣區(qū)域小暖鋒前：雨層云，連續(xù)性降水，較壞能見(jiàn)度冷鋒后：二型冷鋒暖區(qū)：層云、層積云、霧，毛毛雨，或較薄云層2.氣旋發(fā)展的青年期高空溫壓場(chǎng)(成熟階段)

隨著波動(dòng)的發(fā)展，氣壓進(jìn)一步下降，閉合等壓線增加，冷空氣進(jìn)一步向南推進(jìn)，冷鋒附近出現(xiàn)陣雨或陣雪，暖鋒前也出現(xiàn)降水，降水區(qū)域擴(kuò)大。隨著氣旋的發(fā)展，低層擾動(dòng)逐漸向高層發(fā)展，氣流作螺旋式的上升，高空低槽也逐步加深。發(fā)展階段溫度場(chǎng)仍落后于高度場(chǎng)，但低中心和冷中心比前一階段接近，高空?qǐng)D上等高線曲率加大，地面閉合等壓線增多，氣旋前部為暖平流后部為冷平流，動(dòng)力因子使地面氣旋發(fā)展，高空系統(tǒng)移動(dòng)。熱力因子使地面氣旋移動(dòng)，高空槽加深天氣：氣旋強(qiáng)度加大，風(fēng)速加大暖鋒前：暖鋒云系，向前伸展很遠(yuǎn)，離中心越近，云區(qū)越寬冷鋒后：視高空槽與地面鋒位置而定一型或二型冷鋒3.氣旋發(fā)展的錮囚期高空溫壓場(chǎng)(錮囚階段)

氣旋發(fā)展至最盛時(shí)期，自地面到500毫巴高度均已成為圓形閉合環(huán)流。地面冷鋒逐漸追上暖鋒，并將地面暖空氣上抬，氣旋開(kāi)始錮囚。這時(shí)，云雨范圍最大，強(qiáng)度加強(qiáng)，風(fēng)力增大，天氣變化最劇烈。但由于地面已為冷空氣所占據(jù)，成為冷性渦旋，因而氣旋開(kāi)始減弱錮囚階段溫度場(chǎng)仍落后于高度場(chǎng)，但低中心和冷中心更加接近，高空?qǐng)D上出現(xiàn)閉合中心，渦度平流和溫度平流開(kāi)始減弱，減壓作用開(kāi)始偏離氣旋中心。地面氣旋中心也發(fā)展到最強(qiáng)階段，閉合等壓線增多，氣旋開(kāi)始錮囚，冷平流侵入氣旋南部地面低層已經(jīng)被冷空氣所控制，摩擦作用相對(duì)增大為主要因子天氣：地面風(fēng)速加大，上升氣流強(qiáng)，水汽充沛時(shí)云和降水加劇，云系對(duì)稱分布于錮囚鋒兩側(cè)4.氣旋發(fā)展的消亡期高空溫壓場(chǎng)（消亡階段）氣旋發(fā)展的最后階段，暖空氣僅殘留在地面東南角，低層整個(gè)氣旋中心輻合加強(qiáng)，地面加壓，已變?yōu)槔湫詼u旋，低壓中心部位開(kāi)始填塞。從地面到500毫巴左右的閉合環(huán)流減弱，上升運(yùn)動(dòng)已消失，氣旋減弱，以至消亡消亡階段高空溫壓場(chǎng)近于重合，成為一個(gè)深厚的冷性渦旋，鋒面移出，動(dòng)力和熱力因子迅速減弱，摩擦作用使氣旋消亡天氣：云、降水減弱，云底抬高衛(wèi)星云圖上云消散三、溫帶反氣旋的發(fā)展溫帶反氣旋生命史分三個(gè)階段：初生階段發(fā)展階段消亡階段溫度場(chǎng)落后于高度場(chǎng)，地面高壓脊位于高空高壓脊前部，地面氣旋后部的冷氣團(tuán)南緣為通過(guò)地面氣旋的鋒帶

地面反氣旋發(fā)展到最盛期，有閉合中心、閉合等壓線，500hPa也出現(xiàn)閉合等高線，溫壓場(chǎng)形勢(shì)與初生階段類似，但溫度場(chǎng)中心與高度場(chǎng)中心接近。動(dòng)力因子和熱力因子達(dá)到最強(qiáng)后開(kāi)始減弱轉(zhuǎn)為暖性反氣旋或并入副熱帶高壓中四、氣旋再生與氣旋族氣旋再生：趨于消亡或已經(jīng)消亡的氣旋在一定的條件下又重新發(fā)展起來(lái)的過(guò)程。有三類：副冷鋒加入后再生氣旋入海后再生兩個(gè)錮囚氣旋合并加強(qiáng)氣旋族：在同一條鋒系上出現(xiàn)的氣旋序列五、氣旋反氣旋天氣特征以氣旋、反氣旋的空氣運(yùn)動(dòng)特征為背景的氣團(tuán)天氣和鋒面天氣的綜合氣旋：逆時(shí)針氣流，對(duì)應(yīng)有輻合上升運(yùn)動(dòng)反氣旋：順時(shí)針氣流，對(duì)應(yīng)有輻散下沉運(yùn)動(dòng)六、熱低壓熱低壓：一種無(wú)鋒氣旋，一般只出現(xiàn)在近地面層，3