第二節(jié)中高緯度天氣系統(tǒng)

第二節(jié)中高緯度天氣系統(tǒng)第1頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

一、對流層中、上層，500hpa

（大型天氣系統(tǒng)，）：大氣長波、阻高、切斷低壓、極渦

二、對流層中、下層，700、850hpa（西風(fēng)帶中型擾動(dòng)）：高空槽、切變線、低渦

三、近地面：溫帶氣旋和反氣旋第二節(jié)中高緯度天氣系統(tǒng)第2頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三一、高空主要天氣系統(tǒng)波狀西風(fēng)氣流超長波：波長＞10000千米長波：波長3000~10000千米短波：波長＜3000千米第3頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三（一）大氣長波行星波、羅斯貝波波長：5000~7000千米，P109圖波幅：10~20個(gè)緯距以上移動(dòng)：自西向東，＜10經(jīng)度/天，準(zhǔn)靜止，倒退時(shí)間：3~5天以上第4頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三長波槽、脊的活動(dòng)：是維持大氣環(huán)流的一種重要機(jī)制；是中高緯度較小尺度天氣系統(tǒng)產(chǎn)生和發(fā)展的背景條件。其穩(wěn)定和調(diào)整往往引起天氣系統(tǒng)的變化，甚至造成環(huán)流形勢的轉(zhuǎn)變。短波：槽前：上升氣流，云雨天氣；槽后：下沉氣流，晴朗天氣。第5頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三（二）阻塞高壓和切斷低壓大氣長波演變而成的閉合系統(tǒng)第6頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三1、阻塞高壓（阻高）溫壓場較對稱的深厚暖高壓特征：（1）閉合中心，50°N以北（2）5~7天（3）移動(dòng)：﹤7~8個(gè)經(jīng)度/天，準(zhǔn)靜止，向西退第7頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三形成命名地區(qū)性、季節(jié)性天氣：晴朗，不同部位有差異東部：偏北氣流，冷平流，下沉運(yùn)動(dòng)，冷晴西部：偏南氣流，暖平流，上升運(yùn)動(dòng)，陰雨南北：西風(fēng)氣流，短波，時(shí)陰時(shí)晴第8頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三阻塞高壓對中高緯地區(qū)天氣的影響非常明顯。在亞洲主要出現(xiàn)在烏拉爾山和鄂霍次克海地區(qū)的上空；它（們）的形成和崩潰，常伴隨著大型環(huán)流的轉(zhuǎn)變，對我國高空的環(huán)流形勢和大型天氣過程影響較大。如夏季：亞洲東北部鄂霍次克阻塞高壓出現(xiàn)后，構(gòu)成東亞夏季環(huán)流的穩(wěn)定形勢，使我國江淮流域一帶出現(xiàn)穩(wěn)定的梅雨天氣。第9頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三2、切斷低壓溫壓場較對稱的冷低壓。形成、消亡天氣：前部（東和東南側(cè)）：云雨天氣后部（西側(cè)）：降水

（三）極地渦旋高空：極地渦旋（冷低壓）低空：冷高壓第10頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三2、切變線風(fēng)向或風(fēng)速分布的不連續(xù)線；即風(fēng)向或風(fēng)速發(fā)生急劇改變的交界線。特征：（1）850、700hpa等壓面上（2）兩側(cè)氣流出現(xiàn)明顯的氣旋式切變（3）兩側(cè)溫度梯度很?。ㄅc鋒的主要區(qū)別）（四）高空低壓槽和切變線

1、高空低壓槽：對流層中層西風(fēng)帶上的短波槽。第11頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三分類：（1）冷鋒式切變：偏北風(fēng)與偏西風(fēng)之間的切變，自北向南移動(dòng)；與冷鋒類似。（2）暖鋒式切變：東南風(fēng)與西南風(fēng)之間的切變，自南向北移動(dòng)；與暖鋒類似。（3）準(zhǔn)靜止鋒式切變：東風(fēng)與西風(fēng)之間的切變，少移或南北擺動(dòng)；與準(zhǔn)靜止鋒類似。第12頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三結(jié)構(gòu)與天氣：氣流呈氣旋式環(huán)流，水平輻合明顯，利于發(fā)展上升運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生云雨天氣。（1）冷鋒式切變：降水量不大，時(shí)間不長（2）暖鋒式切變：云層厚，降水量較大，時(shí)間較長（3）準(zhǔn)靜止鋒式切變：氣流輻合較弱，云層較薄，降水量不大，時(shí)間較長第13頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三江淮切變線：產(chǎn)生于江淮流域（青藏高原以東，25°~35°N之間）中低層上空準(zhǔn)東西向的切變線。沿切變線經(jīng)常有西南渦東移，造成沿途的大降水天氣，它是引起江淮流域暴雨的主要天氣系統(tǒng)之一。第14頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三3、低渦（冷渦）700hpa上較明顯；強(qiáng)度較弱，常只有一條甚至無閉合等高線，只有風(fēng)場上的氣旋式的閉合環(huán)流；范圍較小，幾百千米；地面常被誘導(dǎo)出低壓；輻合上升，云雨天氣。我國：西北渦、西南渦第15頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三二、溫帶氣旋和反氣旋（一）氣旋的概念

定義

氣旋是指在同一高度上中心氣壓比周圍低、占有三度空間的大尺度渦旋。低壓（氣壓場）中心氣壓比周圍低氣旋（流場）氣流逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（北半球）氣流順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（南半球）表示水平尺度：以最外圍的一條閉合的等壓線的直徑長度來表示。強(qiáng)度：以中心氣壓值表示。氣旋的發(fā)展（加深）氣旋的減弱（填塞）第16頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三2、氣旋的分類地理區(qū)域溫帶氣旋中高緯地區(qū)熱帶氣旋熱帶海洋鋒面氣旋地方性氣旋鋒前熱低壓地形低壓熱低壓熱力結(jié)構(gòu)鋒面氣旋無鋒氣旋熱帶氣旋地方性氣旋第17頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

（二）溫帶氣旋（鋒面氣旋）

1、結(jié)構(gòu)活動(dòng)在中高緯地區(qū)的氣旋，多為鋒面氣旋。

鋒面氣旋是一個(gè)呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的渦旋，自中心向前方伸展出一條暖鋒，向后方伸展出一條冷鋒，冷、暖鋒以南為暖空氣，以北為冷空氣。第18頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三鋒面氣旋天氣模式

1、結(jié)構(gòu)第19頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

（1）初生階段：氣旋發(fā)生前高緯，偏東風(fēng)，溫度低；低緯是偏西風(fēng)，溫度高；中間有一條準(zhǔn)靜止鋒（a）。

2、溫帶氣旋的生成第20頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三開始出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，冷空氣向南侵，暖空氣向北擴(kuò)展，于是靜止鋒帶東端演變?yōu)榕h，西端演變?yōu)槔滗h，并出現(xiàn)了相應(yīng)的鋒面降水。地面圖上開始形成低壓中心，出現(xiàn)了一條閉合等壓線（b）。

2、溫帶氣旋的生成第21頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

（1）初生階段：這個(gè)階段，高空溫壓場特點(diǎn)是（b）（書本135頁），溫度槽落后于高空槽，高空槽落后于地面氣旋中心之后。地面氣旋中心恰處于高空槽前氣流輻散區(qū)，為暖平流，氣旋后部正是高空槽后冷平流輻合區(qū)。在此溫壓場的配置下，暖鋒前熱力因子引起減壓(圖a橫線區(qū)－)。冷鋒后為熱力增壓（+）。氣旋中心為動(dòng)力因子引起減壓(圖a豎線區(qū)－)，促使氣旋加深發(fā)展。此階段天氣發(fā)展較弱。第22頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三（2）成熟階段：鋒面波動(dòng)振幅進(jìn)一步增大，冷、暖鋒更加發(fā)展，鋒面降水繼續(xù)加強(qiáng)，雨區(qū)不斷擴(kuò)大。地面圖上等壓線增多（d），氣旋中心氣壓值比外圍低10一20hpa左右。此階段，高空溫壓場振幅增大（e），溫度槽接近高空槽。地面氣旋仍處在高空槽前，氣旋前部仍為暖平流（d），后部為冷平流，暖空氣區(qū)變窄。

2、溫帶氣旋的生成第23頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三第24頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

鋒面氣旋進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果，冷鋒追上了暖鋒，接近氣旋中心的暖空氣被冷空氣包圍，并抬離地面，出現(xiàn)了錮囚。氣旋低層出現(xiàn)冷性渦旋。這時(shí)，高空槽進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了閉合中心（h），高空溫度槽與閉合中心更加接近，冷平流已侵入到氣旋的南部，氣旋達(dá)到最盛階段。天氣達(dá)最盛期，出現(xiàn)大范圍云雨區(qū)，雨量增大，風(fēng)力加強(qiáng)，?？稍斐晌：?。

2、溫帶氣旋的生成（3）錮囚階段：第25頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三經(jīng)過錮囚一段時(shí)間以后，冷空氣從前后包圍了暖空氣，迫使暖空氣抬離地面，這時(shí)，氣旋與鋒面脫離，成為冷性渦旋。高空溫壓場近于重合，構(gòu)成一個(gè)深厚的冷低壓（k）。在地面摩擦、輻合作用下，氣旋逐漸填塞、消亡。

2、溫帶氣旋的生成（4）：消亡階段第26頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三第27頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三鋒面氣旋所處的不同階段、不同地區(qū)、不同季節(jié)，帶來不同的天氣，在我國所產(chǎn)生的天氣主要是大風(fēng)和降水。如江淮地區(qū)，鋒面氣旋常帶來充沛的降水，并常引起大范圍的災(zāi)害性暴雨和大雨；在北方，常會(huì)造成大風(fēng)和風(fēng)沙。一個(gè)鋒面氣旋活動(dòng)時(shí)間約5天左右。但并非氣旋都需經(jīng)歷全部階段。第28頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三鋒面氣旋在對流層的中下層主要是輻合上升的氣流，產(chǎn)生云和降水天氣。

3、鋒面氣旋的天氣云：近中心寬、遠(yuǎn)中心窄降水：近中心對流云，陣性降水；遠(yuǎn)中心降水區(qū)較寬。

如果暖空氣為熱帶大陸氣團(tuán)，鋒面上無降水或出現(xiàn)一些薄云；

如果暖空氣為熱帶海洋氣團(tuán)，當(dāng)空氣層結(jié)穩(wěn)定時(shí)，鋒面上出現(xiàn)一些層云和霧；當(dāng)空氣層結(jié)不穩(wěn)定時(shí)，易有對流性天氣發(fā)展。

風(fēng)：暖區(qū)一側(cè)偏南大風(fēng)，冷區(qū)一側(cè)西北大風(fēng)，在干燥季節(jié)，伴隨大風(fēng)會(huì)出現(xiàn)風(fēng)沙。第29頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三第30頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

東亞氣旋北方氣旋45～55°N南方氣旋25～35°N蒙古氣旋東北氣旋黃河氣旋黃海氣旋江淮氣旋東海氣旋東亞氣旋沿著對流層500hPa或700hPa氣流的方向移動(dòng)，并最終移向阿留申群島及其以東的北太平洋海域。

第31頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三東亞的鋒面氣旋源地主要集中于兩個(gè)地帶：一個(gè)在45°~55°N之間，即內(nèi)蒙到東北一線，稱為北方氣旋；另一個(gè)在25°~35°N之間，即從長江中下游至日本南部，稱為南方氣旋。這兩類氣旋集中帶與東亞北、南兩支鋒帶相聯(lián)系。第32頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三氣旋族鋒面氣旋一般不是單個(gè)出現(xiàn)，而是在同一條鋒上產(chǎn)出一連串的氣旋，稱為氣旋族。氣旋族中每一個(gè)鋒面氣旋都同一個(gè)短波槽相對應(yīng)。氣旋族上的各個(gè)氣旋，大致沿高空急流方向自西南向東北方向移動(dòng)。不同階段第33頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三二、反氣旋

1、反氣旋的概念定義

反氣旋是指在同一高度上中心氣壓比周圍高、占有三度空間的大尺度渦旋。高壓（氣壓場）中心氣壓比周圍高反氣旋（流場）氣流順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（北半球）氣流逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（南半球）表示水平尺度：以最外圍的一條閉合的等壓線的直徑長度來表示。強(qiáng)度：以中心氣壓值表示。反氣旋的發(fā)展（加強(qiáng)）反氣旋的減弱第34頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三天氣：多晴朗天氣2、反氣旋的分類地理區(qū)域極地反氣旋（極地高壓）極地溫帶反氣旋（冷高壓）中高緯地區(qū)副熱帶反氣旋副熱帶副熱帶高壓（副高）對流層中下層海洋上大陸高壓（高原高壓）對流層上層大陸高原上熱力結(jié)構(gòu)冷性反氣旋（冷性高壓）溫帶反氣旋暖性反氣旋（暖性高壓）副熱帶反氣旋第35頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三3、溫帶反氣旋（冷高壓）活動(dòng)在中高緯地區(qū)的反氣旋。格陵蘭、加拿大、西伯利亞和蒙古。分類準(zhǔn)靜止型冷高壓源地（西伯利亞和蒙古地區(qū)）移動(dòng)型冷高壓東移南下，入侵我國天氣狀況通常是晴朗的天氣，風(fēng)力不大。有時(shí)在夜間或清晨會(huì)出現(xiàn)輻射霧，日出后逐漸消散。當(dāng)有逆溫層存在且水汽較多時(shí)，逆溫層下常出現(xiàn)層云、層積云，產(chǎn)生毛毛雨和霧等天氣現(xiàn)象，能見度較壞。外圍往往有鋒面存在，尤其是在移動(dòng)性冷高壓的外圍，其前部（東部或東南部）具有冷鋒天氣特征，后部（西部）具有暖鋒天氣特征。第36頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三第37頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三寒潮天氣過程：一種大規(guī)模的強(qiáng)冷空氣的活動(dòng)過程。

寒潮天氣：劇烈的降溫和大風(fēng)；

有時(shí)伴有雨、雪、雨凇、霜凍、風(fēng)沙、雷暴（春秋的江南地區(qū)）

寒潮大風(fēng)：西北大風(fēng)（東北、內(nèi)蒙古）偏北大風(fēng)（華北、黃淮）東北大風(fēng)（長江以南）4、溫帶反氣旋（冷高壓）寒潮天氣過程

概念第38頁，共43頁，2023年，2月20日，星期三

冷空氣強(qiáng)度的劃分一般冷空氣冷空氣寒潮：一次冷空氣活動(dòng)，

使長江中下游及以北地區(qū)48小時(shí)內(nèi)降溫＞10℃，冬季長江中下游地區(qū)（春秋季江淮地區(qū)）Tm≤4℃。陸地有相當(dāng)于三個(gè)行政大區(qū)出現(xiàn)5～7級偏北大風(fēng)，沿海有三個(gè)海區(qū)出現(xiàn)＞7級大風(fēng)。強(qiáng)寒潮：一次冷空氣活動(dòng)，

使長江中下游及以北地區(qū)48小時(shí)內(nèi)降溫＞14℃，冬季長江中下游地區(qū)（春秋季江淮地區(qū)）Tm≤4℃。陸地有相當(dāng)于3～4個(gè)行政大區(qū)出現(xiàn)5～7級偏北大風(fēng)，沿海所有海區(qū)出現(xiàn)＞7級大