第八章天气系统和天气过程.ppt
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1、第八章第八章 天气系统和天气过程天气系统和天气过程 本章内容本章内容 天气系统天气系统 天气过程天气过程 天气过程:天气过程: 各种天气系统相互配合,随着时间和空间而变化的过程各种天气系统相互配合,随着时间和空间而变化的过程 。 天气:天气: 一地一地短时间内短时间内的大气状况及其变化的总称。的大气状况及其变化的总称。 一地短时间内各种气象要素综合表现出的大气物理状态一地短时间内各种气象要素综合表现出的大气物理状态 。 天气系统:天气系统: 具有一定结构特征,并能产生一定天气的大气运动系统具有一定结构特征,并能产生一定天气的大气运动系统 。 第一节第一节 天气系统天气系统 气团气团 锋锋 气旋
2、气旋 反气旋反气旋 高空槽脊高空槽脊 切变线、低涡、低空急流切变线、低涡、低空急流 天气系统尺度的划分天气系统尺度的划分 : 尺度的概念尺度的概念 尺度是表征一个系统在空间上的大小,或在时间上持尺度是表征一个系统在空间上的大小,或在时间上持 续的长短。续的长短。 天气尺度的划分天气尺度的划分 从水平尺度及持续时间来划分。从水平尺度及持续时间来划分。 水平尺度(水平尺度( kmkm) 时间尺度时间尺度 大尺度大尺度 400400 几日几日几十几十 日日 中尺度中尺度 44004400 几小时几小时几几 十小时十小时 小尺度小尺度 0.0440.044 几分钟几分钟几几 小时小时 微尺度微尺度 0
3、.040.04 几十秒几十秒十十 几分钟几分钟 中中 纬纬 度度 低低 纬纬 度度 长波、锋面长波、锋面 温带气旋温带气旋 反气旋反气旋 云团云团 热带气旋热带气旋 中尺度锋面中尺度锋面 飑线飑线 背风波背风波 中尺度对流中尺度对流 群群 积雨云积雨云 龙卷龙卷 对流单体对流单体 边界层涡动边界层涡动 边界层涡动边界层涡动 一、气团一、气团 定义定义 大范围的空气团,在其内部气象要素的水平分布比较均大范围的空气团,在其内部气象要素的水平分布比较均 匀,垂直分布基本一致,在其控制的区域内,天气气候特征匀,垂直分布基本一致,在其控制的区域内,天气气候特征 也大致相同。也大致相同。 气团的概念气团的
4、概念 尺度尺度 水平尺度几十千米,垂直尺度几至几十千米水平尺度几十千米,垂直尺度几至几十千米 气团的形成和变性气团的形成和变性 形成的条件形成的条件 大范围性质均匀的下垫面;大范围性质均匀的下垫面; 适合的环流条件(反气旋)。适合的环流条件(反气旋)。 气团的变性气团的变性 变性气团变性气团 气团内部多晴好天气气团内部多晴好天气 冷暖气团交界处多阴雨天气冷暖气团交界处多阴雨天气 气团的分类气团的分类 分类标准分类标准 地理分类、热力分类地理分类、热力分类 地理分类(地理分类(气团源地的地理位置和下垫面性质)气团源地的地理位置和下垫面性质): :北半球北半球 气团气团 北极气团(冰洋气团):北极
5、气团(冰洋气团):6565N N以北的极地地区以北的极地地区 极地气团极地气团 热带气团热带气团 赤道气团(赤道海洋气团):赤道气团(赤道海洋气团):赤道地区赤道地区 极地大陆气团:极地大陆气团:西伯利亚和蒙古、加拿大和阿拉斯加西伯利亚和蒙古、加拿大和阿拉斯加 极地海洋气团:极地海洋气团:北太平洋、北大西洋的中纬度海洋上北太平洋、北大西洋的中纬度海洋上 热带大陆气团:热带大陆气团:北非、西南亚的副热带沙漠地区北非、西南亚的副热带沙漠地区 热带海洋气团:热带海洋气团:副热带高压控制的海洋上副热带高压控制的海洋上 热力分类(热力分类(气团的相对温度)气团的相对温度) 气团气团 冷气团冷气团 北极气
6、团、极地气团北极气团、极地气团 暖气团暖气团 热带气团、赤道气团热带气团、赤道气团 我国境内的气团我国境内的气团 冬季冬季 西伯利亚气团西伯利亚气团( 绝大部分地区)绝大部分地区) 热带太平洋气团热带太平洋气团 (东南沿海)(东南沿海) 南海气团南海气团(云南(云南 ) 西伯利亚气团西伯利亚气团 热带太平洋气团热带太平洋气团 南海气团南海气团 热带太平洋气团热带太平洋气团(东部地区)、(东部地区)、热带大陆气团热带大陆气团 (西部地(西部地 区)、区)、赤道气团赤道气团(长江以南地区)、(长江以南地区)、西伯利亚气团西伯利亚气团(长城(长城 以北、大西北)、以北、大西北)、极地太平洋气团极地太
7、平洋气团(东北地区)(东北地区) 夏季夏季 西伯利亚气团西伯利亚气团 热带太平洋气团热带太平洋气团 极地太平洋气团极地太平洋气团 赤道气团赤道气团 热带大陆气团热带大陆气团 二、锋二、锋 锋的概念锋的概念 锋区(锋面)锋区(锋面) : 冷、暖气团之间的过渡区域。冷、暖气团之间的过渡区域。 700hPa 地面 冷气团暖气团 锋面天气锋面天气 锋面附近的云、雨、风等天气,成为锋面天气。锋面附近的云、雨、风等天气,成为锋面天气。 锋面两侧的气象要素和天气状况锋面两侧的气象要素和天气状况 气象要素有明显差异,天气变化十分剧烈。气象要素有明显差异,天气变化十分剧烈。 锋的分类锋的分类 锋的伸展高度锋的伸
8、展高度 地面锋地面锋 对流锋对流锋 高空锋高空锋 北极气团北极气团 气团源地气团源地 冰洋锋(北极锋)冰洋锋(北极锋) 极锋极锋 热带锋(副热带锋)热带锋(副热带锋) 极地气团极地气团 热带气团热带气团 赤道气团赤道气团 锋的移动方向锋的移动方向 冷锋冷锋 暖锋暖锋 准静止锋准静止锋 锢囚锋锢囚锋 冷冷暖暖冷冷暖暖 冷冷暖暖冷冷冷冷 暖暖 冷锋冷锋暖锋暖锋 准静止锋准静止锋锢囚锋锢囚锋 冷锋冷锋 冷锋过境后的天气冷锋过境后的天气 降温和偏北大风降温和偏北大风 副冷锋的概念副冷锋的概念 冷气团在移动过程中,由于变性的程度不同,或有冷气团在移动过程中,由于变性的程度不同,或有 冷空气补充南下时,在
9、冷锋(主锋)的后面,即同一冷冷空气补充南下时,在冷锋(主锋)的后面,即同一冷 气团内又可形成一条新的冷锋,称之为气团内又可形成一条新的冷锋,称之为副冷锋副冷锋。 冷锋分类冷锋分类 根据移动速度和天气特征划分:根据移动速度和天气特征划分: 第一型冷锋第一型冷锋(缓行冷锋)(缓行冷锋) 第二型冷锋第二型冷锋(急行冷锋)(急行冷锋) 第一型冷锋(缓行冷锋)第一型冷锋(缓行冷锋) 第一型冷锋(缓行冷锋)第一型冷锋(缓行冷锋) 冷冷暖暖 雨层云雨层云 高层云高层云 卷层云卷层云 卷云卷云 锋后锋后连续性降水,连续性降水,雨区宽雨区宽150150200200kmkm 不稳定时,出现积雨云,形成阵性降水不稳
10、定时,出现积雨云,形成阵性降水 第二型冷锋(急行冷锋)第二型冷锋(急行冷锋) 夏夏半年半年 积雨云积雨云 阵性降水阵性降水 冬半年冬半年 层状云(卷云、层状云(卷云、 卷层云、高层云、卷层云、高层云、 雨层云)雨层云) 连续性降水连续性降水 第二型冷锋(急行冷锋)第二型冷锋(急行冷锋) 冷冷暖暖 锋锋前降水,前降水,雨区宽几雨区宽几十十kmkm 干冷锋:干冷锋:无云、无降水无云、无降水 大风(风沙)大风(风沙) 暖锋暖锋 暖锋过境后的天气暖锋过境后的天气 升温升温 暖暖 锋锋 冷冷暖暖 雨层云雨层云 高层云高层云 卷层云卷层云 卷云卷云 锋锋前连续性降水前连续性降水 雨区宽雨区宽3003004
11、00400kmkm 不稳定时,出现积雨云,不稳定时,出现积雨云, 形成阵性降水形成阵性降水 华北静止锋、江淮静止锋、华南静止锋、南海静止锋华北静止锋、江淮静止锋、华南静止锋、南海静止锋 冷冷暖暖 雨层云雨层云 高层云高层云 卷层云卷层云 卷云卷云 北侧北侧:偏北、东北风;:偏北、东北风;南侧南侧:偏南风:偏南风 静止锋静止锋北侧连续性降水北侧连续性降水(连阴雨天气连阴雨天气) 雨区宽雨区宽600600kmkm 不稳定时,出现积雨云,形成阵性降水不稳定时,出现积雨云,形成阵性降水 准静止锋(静止锋)准静止锋(静止锋) 天山静止锋、昆明静止锋天山静止锋、昆明静止锋 冷冷 暖暖 无云、无降水无云、无
12、降水 层积云、雨层云层积云、雨层云 少量降水少量降水 地形静止锋地形静止锋 云层加厚云层加厚 降水加强降水加强 降水区扩大降水区扩大 冷冷冷冷 暖暖 东北地区东北地区 华北地区华北地区 锢囚锋锢囚锋 三、气旋三、气旋 气旋的概念气旋的概念 定义定义 气旋是指在同一高度上中心气压比周围低、占有三度气旋是指在同一高度上中心气压比周围低、占有三度 空间的大尺度涡旋。空间的大尺度涡旋。 低压(低压(气压场气压场) 中心气压比周围低中心气压比周围低 气旋(气旋(流场流场) 气流逆时针旋转(北半球)气流逆时针旋转(北半球) 气流顺时针旋转(南半球)气流顺时针旋转(南半球) 表示表示 水平尺度:以最外围的一
13、条闭合的等压线的直径水平尺度:以最外围的一条闭合的等压线的直径 长度来表示。长度来表示。 强强 度:以中心气压值表示。度:以中心气压值表示。 气旋的发展气旋的发展(加深)(加深)气旋的减弱气旋的减弱(填塞)(填塞) 天气:多阴雨天气天气:多阴雨天气 气旋的分类气旋的分类 地理区域地理区域 温带气旋温带气旋 中高纬地区中高纬地区 热带气旋热带气旋 热带海洋热带海洋 锋面气旋锋面气旋 地方性气旋地方性气旋 锋前热锋前热低压低压 地形低压地形低压 热低压热低压 热力结构热力结构 锋面气旋锋面气旋 无锋气旋无锋气旋 热带气旋热带气旋 地方性气旋地方性气旋 温带气旋温带气旋(锋面气旋)(锋面气旋) 结构
14、结构 活动在中高纬地区的气旋,多为锋面气旋。活动在中高纬地区的气旋,多为锋面气旋。 锋面气旋是一个呈逆时针方向旋转的涡旋,自中心锋面气旋是一个呈逆时针方向旋转的涡旋,自中心 向前方伸展出一条暖锋,向后方伸展出一条冷锋,向前方伸展出一条暖锋,向后方伸展出一条冷锋,冷、冷、 暖锋以南为暖空气,以北为冷空气。暖锋以南为暖空气,以北为冷空气。 锋面气旋锋面气旋天气模式天气模式 锋面气旋在对流层的中下层主要是辐合上升的气流锋面气旋在对流层的中下层主要是辐合上升的气流 ,产生云和降水天气。,产生云和降水天气。 天气天气 云:近中心宽、远中心窄云:近中心宽、远中心窄 降水:近中心对流云,阵性降水;远中心降水
15、区较宽。降水:近中心对流云,阵性降水;远中心降水区较宽。 如果如果暖空气为热带大陆气团暖空气为热带大陆气团,锋面上,锋面上无降水无降水或出现或出现 一些一些薄云薄云; 如果如果暖空气为热带海洋气团暖空气为热带海洋气团,当空气,当空气层结稳定层结稳定时,时, 锋面上出现一些锋面上出现一些层云和雾层云和雾;当空气;当空气层结不稳定层结不稳定时,易有时,易有 对流性天气发展对流性天气发展。 风:风:暖区一侧偏南大风,冷区一侧西北大风,在干燥暖区一侧偏南大风,冷区一侧西北大风,在干燥 季节,伴随大风会出现风沙。季节,伴随大风会出现风沙。 东亚气旋东亚气旋 北方气旋北方气旋 353555 55 N N
16、南方气旋南方气旋 252535 35 N N 蒙古气旋蒙古气旋 东北气旋东北气旋 黄河气旋黄河气旋 黄海气旋黄海气旋 江淮气旋江淮气旋 东海气旋东海气旋 东亚气旋东亚气旋沿着对流层沿着对流层500500hPahPa或或700700hPahPa气流的方向移动,气流的方向移动, 并最终移向阿留申群岛及其以东的北太平洋海域。并最终移向阿留申群岛及其以东的北太平洋海域。 四、反气旋四、反气旋 反气旋的概念反气旋的概念 定义定义 反气旋是指在同一高度上中心气压比周围高、占有三度反气旋是指在同一高度上中心气压比周围高、占有三度 空间的大尺度涡旋。空间的大尺度涡旋。 高压(高压(气压场气压场) 中心气压比周
17、围高中心气压比周围高 反气旋(反气旋(流场流场) 气流顺时针旋转(北半球)气流顺时针旋转(北半球) 气流逆时针旋转(南半球)气流逆时针旋转(南半球) 表示表示 水平尺度:以最外围的一条闭合的等压线的直径水平尺度:以最外围的一条闭合的等压线的直径 长度来表示。长度来表示。 强强 度:以中心气压值表示。度:以中心气压值表示。 反气旋的发展反气旋的发展(加强)(加强)反气旋的减弱反气旋的减弱 天气:多晴朗天气天气:多晴朗天气 反气旋的分类反气旋的分类 地理区域地理区域 极地反气旋(极地高压)极地反气旋(极地高压) 极地极地 温带反气旋(冷高压)温带反气旋(冷高压) 中高纬地区中高纬地区 副热带反气旋
18、副热带反气旋 副热带副热带 副热带高压(副高)副热带高压(副高) 对流层中下层海洋上对流层中下层海洋上 大陆高压(高原高压)大陆高压(高原高压) 对流层上层大陆高原上对流层上层大陆高原上 热力结构热力结构 冷性反气旋(冷性高压)冷性反气旋(冷性高压) 温带反气旋温带反气旋 暖性反气旋(暖性高压)暖性反气旋(暖性高压) 副热带反气旋副热带反气旋 温带反气旋温带反气旋(冷高压)(冷高压) 活动在中高纬地区的反气旋。格陵兰、加拿大、西伯活动在中高纬地区的反气旋。格陵兰、加拿大、西伯 利亚和蒙古。利亚和蒙古。 分类分类 准静止型冷高压准静止型冷高压 源地(西伯利亚和蒙古地区)源地(西伯利亚和蒙古地区)
19、 移动型冷高压移动型冷高压 东移南下,入侵我国东移南下,入侵我国 天气状况天气状况 通常是通常是晴朗的天气晴朗的天气,风力不大风力不大。有时在。有时在夜间或清晨会夜间或清晨会 出现辐射雾出现辐射雾,日出后逐渐消散。当有逆温层存在且水汽较,日出后逐渐消散。当有逆温层存在且水汽较 多时,逆温层下常出现多时,逆温层下常出现层云、层积云,产生毛毛雨和雾层云、层积云,产生毛毛雨和雾等等 天气现象,天气现象,能见度较坏能见度较坏。外围往往有锋面存在外围往往有锋面存在,尤其是在,尤其是在 移动性冷高压的外围,其前部(东部或东南部)具有冷锋移动性冷高压的外围,其前部(东部或东南部)具有冷锋 天气特征,后部(西
20、部)具有暖锋天气特征。天气特征,后部(西部)具有暖锋天气特征。 副热带反气旋副热带反气旋(副热带高压)(副热带高压) 出现在副热带地区的暖性反气旋。出现在副热带地区的暖性反气旋。 分类分类 副热带高压(副高)副热带高压(副高) 对流层中下层对流层中下层 海洋上海洋上 大陆高压(高原高压)大陆高压(高原高压) 对流层上层对流层上层 大陆高原上大陆高原上 太平洋副热带高压太平洋副热带高压 (北太平洋副高、夏威夷高压)(北太平洋副高、夏威夷高压) 大西洋副热带高压大西洋副热带高压 (北大西洋副高、亚速尔高压)(北大西洋副高、亚速尔高压) 南亚高压南亚高压 (青藏高压、亚洲季风高压)(青藏高压、亚洲季
21、风高压) 墨西哥高压墨西哥高压 太平洋副热带高压太平洋副热带高压 西太平洋副热带高压(副高)西太平洋副热带高压(副高) 冬冬夏夏 位置北移西伸,强度增强位置北移西伸,强度增强 夏夏冬冬 位置南辙东退,强度减弱位置南辙东退,强度减弱 冬季在南海形成独立的冬季在南海形成独立的南海高压南海高压 范围:范围:500500hPahPa等压面等压面588588位势什米线位势什米线 位置:位置:500500hPahPa等压面等压面120120E E副高脊线副高脊线 G G 120120E E 副高脊线副高脊线 西南风西南风 东南风东南风 500500hPahPa等压面等压面 纬度纬度 副高的天气副高的天气
22、G G G G 副高脊线副高脊线 120120E E 中国雨带中国雨带 6 61010纬距纬距 西、北侧:多锋面阴雨天气西、北侧:多锋面阴雨天气 南侧:无台风时,通常南侧:无台风时,通常 为晴好天气;有台风时,为晴好天气;有台风时, 为恶劣天气。为恶劣天气。 东侧:干旱天气东侧:干旱天气 副高的移动与中国雨带副高的移动与中国雨带 时间时间副副高脊线高脊线中国雨带中国雨带 冬季冬季1515N N华南沿海华南沿海 春季春季15152020N N华南前汛期华南前汛期 第一次北跳第一次北跳 初夏初夏20202525N N江淮江淮梅雨梅雨 第二次北跳第二次北跳 盛夏盛夏25253030N N华北、东北雨
23、季华北、东北雨季 秋季秋季南辙南辙南辙南辙 南亚高压南亚高压 定义定义 南亚高压是南亚高压是夏季夏季出现在青藏高原及邻近地区上空出现在青藏高原及邻近地区上空 的对流层上部的大型高压系统,又称青藏高压或亚洲的对流层上部的大型高压系统,又称青藏高压或亚洲 季风高压。季风高压。 移动与中国降水的关系移动与中国降水的关系 当南亚高压的中心偏东时当南亚高压的中心偏东时,西太平洋副热带高压,西太平洋副热带高压 常西伸北跳,控制我国长江中下游地区,常西伸北跳,控制我国长江中下游地区,长江流域少长江流域少 雨,西北、东北一带多雨;雨,西北、东北一带多雨; 当南亚高压的中心偏西时当南亚高压的中心偏西时,西太平洋
24、副热带高压,西太平洋副热带高压 往往偏东偏南,雨带处在长江流域,往往偏东偏南,雨带处在长江流域,江淮地区多雨江淮地区多雨。 五、高空天气系统五、高空天气系统 西风带槽脊西风带槽脊 中高纬度地区高空盛行着波状的西风带气流,西风带中高纬度地区高空盛行着波状的西风带气流,西风带 槽脊可以看成是叠加在西风气流上的波动,波谷对应着高槽脊可以看成是叠加在西风气流上的波动,波谷对应着高 空低压槽(高空槽),波峰对应着高空高压脊(高空脊)空低压槽(高空槽),波峰对应着高空高压脊(高空脊) ,高空槽脊一般相伴出现,高空槽脊一般相伴出现。 超长波(超长波(1 13 3个),长波(个),长波(4 47 7个),短波
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