第五章 氣團(tuán)與鋒

第五章氣團(tuán)和鋒大氣科學(xué)概論1主要內(nèi)容第一節(jié)氣團(tuán)第二節(jié)鋒和鋒生的概念第三節(jié)鋒面天氣2一、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。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）3二、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，如較少移動的反氣旋）冬季亞洲北部的西伯利亞和蒙古地區(qū)干、冷的氣團(tuán)我國東南部的廣大海洋暖、濕的氣團(tuán)4二、氣團(tuán)形成與變性2.形成方式：各種尺度的湍流、對流、系統(tǒng)性垂直運動、蒸發(fā)、凝結(jié)和輻射等物理過程。a.湍流和對流：低緯度氣團(tuán)的形成，受下墊面熱力、濕度、氣層穩(wěn)定度和風(fēng)垂直切變。b.蒸發(fā)和凝結(jié)：熱帶氣團(tuán)、大陸氣團(tuán)變?yōu)楹Ｑ髿鈭F(tuán)。改變大氣水分、溫度穩(wěn)定度。c.垂直運動：對溫度和穩(wěn)定度的影響。d.輻射：對北極氣團(tuán)形成。5二、氣團(tuán)形成與變性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)。6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，亂流和對流不易發(fā)展，其冷卻過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)，則要通過凝結(jié)及降水過程才能變干，所以氣團(tuán)的變干過程比較緩慢。7五氣團(tuán)的分類

1、地理分類法2、熱力分類法（氣團(tuán)的相對溫度）冷氣團(tuán)：氣團(tuán)向比它暖的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度下降暖氣團(tuán)：氣團(tuán)向比它冷的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度升高

冷暖氣團(tuán)是相對而言的，他們之間可以相互轉(zhuǎn)換，其過程就是氣團(tuán)變性的過程暖氣團(tuán)

熱帶氣團(tuán)、赤道氣團(tuán)氣團(tuán)冷氣團(tuán)

北極氣團(tuán)、極地氣團(tuán)8氣團(tuán)的地理分類9六我國境內(nèi)的氣團(tuán)與氣團(tuán)天氣10

我國境內(nèi)的氣團(tuán)冬季西伯利亞氣團(tuán)（絕大部分地區(qū)）熱帶太平洋氣團(tuán)（東南沿海）南海氣團(tuán)（云南）西伯利亞氣團(tuán)熱帶太平洋氣團(tuán)南海氣團(tuán)11熱帶太平洋氣團(tuán)（東部地區(qū)）、熱帶大陸氣團(tuán)

（西部地區(qū)）、赤道氣團(tuán)（長江以南地區(qū)）、西伯利亞氣團(tuán)（長城以北、大西北）、極地太平洋氣團(tuán)（東北地區(qū)）夏季西伯利亞氣團(tuán)熱帶太平洋氣團(tuán)極地太平洋氣團(tuán)赤道氣團(tuán)熱帶大陸氣團(tuán)121314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。15第二節(jié)鋒和鋒生的概念一、鋒的概念

鋒鋒區(qū)鋒面鋒線16鋒面的空間結(jié)構(gòu)17一、鋒的概念1、鋒冷暖氣團(tuán)相遇，存在一個狹窄的過渡帶，此過渡帶隨高度向冷區(qū)傾斜，稱此過渡帶為鋒。2、鋒面在近地面層中過渡帶寬約數(shù)十公里，在高層可達(dá)200-400公里。寬度與其水平長度相比(長達(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。18鋒面坡度xyz19

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？由于鋒面處存在由冷氣團(tuán)指向暖氣團(tuán)的氣壓梯度力，使得冷氣團(tuán)向暖氣團(tuán)下方楔入，抬舉暖氣團(tuán)，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)。20二、鋒的分類根據(jù)鋒在移動過程中冷、暖氣團(tuán)所占的主、次地位

冷鋒、暖鋒、準(zhǔn)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

√根據(jù)氣團(tuán)的不同地理類型

(氣團(tuán)源地）

√北極氣團(tuán)氣團(tuán)源地冰洋鋒（北極鋒）極鋒熱帶鋒（副熱帶鋒）極地氣團(tuán)熱帶氣團(tuán)赤道氣團(tuán)212223鋒的類型冷鋒：鋒面在移動過程中，冷氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動鋒面向暖氣團(tuán)一側(cè)運動地面三維2425暖鋒：鋒面在移動過程中，暖氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)運動地面三維2627靜止鋒：冷暖氣團(tuán)勢力相當(dāng)，鋒面移動很少28錮囚鋒：暖氣團(tuán)、較冷氣團(tuán)、更冷氣團(tuán)相遇時先構(gòu)成兩個鋒面，然后其中一個追上另一個鋒面即形成錮囚。29303132冷式和暖式錮囚鋒

冷鋒后的冷空氣比暖鋒前更冷暖鋒前的冷空氣比冷鋒后的更冷33abcA冷式錮囚鋒B暖式錮囚鋒C中性錮囚鋒xy面內(nèi)紅色的實線為高層等溫線34第四節(jié)鋒面天氣

鋒面天氣主要是指鋒面附近的云和降水，它們是隨季節(jié)、時間和地點的不同而變化的。鋒面云系和降水的形成，主要是暖氣團(tuán)沿著冷氣團(tuán)斜坡爬升時，由于絕熱冷卻作用使暖氣團(tuán)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。35暖鋒冷鋒36一暖鋒天氣若暖鋒中暖空氣層結(jié)不穩(wěn)定，暖鋒上可以發(fā)展積雨云和雷陣雨天氣；當(dāng)暖空氣很干燥，水汽含量很少時，鋒面上只有中高云，甚至無云。暖鋒過境后常發(fā)生氣溫上升，氣壓下降。37

暖鋒暖鋒過境后的天氣升溫38暖鋒冷暖雨層云高層云卷層云卷云鋒前連續(xù)性降水雨區(qū)寬300～400km不穩(wěn)定時，出現(xiàn)積雨云，形成陣性降水39二冷鋒天氣冬季

多強冷鋒，影響范圍大，冷鋒入侵伴隨降溫和寒潮天氣過程，造成災(zāi)害夏季

冷鋒強度弱，但夏季水汽充沛，多伴隨降水天氣，有時會出現(xiàn)雷陣雨或暴雨根據(jù)冷鋒和高空槽的配置，移速，鋒上垂直運動特點和天氣特征，冷鋒又可以分為第一型冷鋒和第二型冷鋒。第一型冷鋒（緩行冷鋒）第二型冷鋒（急行冷鋒）40第一型冷鋒（緩行冷鋒）冷暖雨層云高層云卷層云卷云鋒后連續(xù)性降水，雨區(qū)寬150～200km不穩(wěn)定時，出現(xiàn)積雨云，形成陣性降水41夏半年積雨云陣性降水冬半年層狀云（卷云、卷層云、高層云、雨層云）連續(xù)性降水第二型冷鋒（急行冷鋒）冷暖鋒前降水，雨區(qū)寬幾十km干冷鋒：無云、無降水大風(fēng)（風(fēng)沙）42

冷鋒天氣43“清明時節(jié)雨紛紛”就是江南地區(qū)準(zhǔn)靜止鋒天氣的寫照三準(zhǔn)靜止鋒天氣

準(zhǔn)靜止鋒天氣可以分為兩類:一類是無降水或僅有層積云和雨量極小的零星降水。鋒上暖空氣較干、沒有顯著的云。例如，昆明準(zhǔn)靜止鋒另一類是有顯著的降水，鋒上暖空氣有較強的上升運動。例如，我國華南準(zhǔn)靜止鋒44華北靜止鋒、江淮靜止鋒、華南靜止鋒、南海靜止鋒冷暖雨層云高層云卷層云卷云北側(cè)：偏北、東北風(fēng)；南側(cè)：偏南風(fēng)靜止鋒北側(cè)連續(xù)性降水（連陰雨天氣）雨區(qū)寬600km不穩(wěn)定時，出現(xiàn)積雨云，形成陣性降水

準(zhǔn)靜止鋒（靜止鋒）45天山靜止鋒、昆明靜止鋒冷暖無云、無降水層積云、雨層云少量降水地形靜止鋒46

準(zhǔn)靜止鋒天氣分類47

我國準(zhǔn)靜止鋒主要出現(xiàn)在華南、西南和天山北側(cè)，出現(xiàn)時間多在冬半年，對這些地區(qū)及其附近天氣的影響很大。48準(zhǔn)靜止鋒云系有明顯降水無明顯降水49

它的云系是由兩條鋒面的云系合并而成，所以天氣最惡劣的地區(qū)及降水區(qū)多位于錮囚鋒附近，云系多為高層云（雨層云）、復(fù)高積云和層積云等。錮囚鋒的外圍多高云，如卷云和卷層云等。降水區(qū)的寬度，一般從地面鋒線至700百帕槽線。四錮囚鋒天氣5051云層加厚降水加強降水區(qū)擴(kuò)大冷冷暖東北地區(qū)華北地區(qū)

錮囚鋒52鋒生、鋒消的概念基本定義鋒生：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

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53預(yù)報天氣的思路第一、要了解現(xiàn)在（包括過去）鋒面的位置，第二、要把握鋒面的移動，第三、要把握鋒面強度的變化（鋒生、鋒消）。54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密集區(qū)的偏暖一側(cè)，據(jù)冷暖平