第二章气团与锋081 [自动保存的]

层变得不稳定。
下沉增温对于干冷空气变为暖气团起着重 要作用。秋季大陆变性气团
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三、气团的变性
气团变性含义： 当气团在广大的源地上取得大致与源地相同的 物理属性后，离开源地移至与源地性质不同的下垫 面时，两者间又产生了热量与水分的交换，气团的 物理属性逐渐发生变化。这种变化称气团变性。 定义: 气团离开源地移至与源地性质不同的下垫面时， 气团的物理属性发生了变化，称其为气团变性。
第二章 气团与锋
大气科学学院 苗春生
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引
言
20世纪初（1906年以后）V.Bjerknes and Others 系统 研究了大气状态和大气运动的理论方法 1920年后，对天气图进行分析发现在不同物理属性空气团间 发现了大气中的不连续面—锋面 坏天气 锋面－气旋模型 这一模型一直被沿用至今 本章关于气团与锋的介绍即是与这一模型直接相关的内容
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小 结
锋是三维空间的天气系统，一个不太规则的倾斜面。 它的下面是冷空气，上面是暖空气。由于冷空气比暖 空气重，因而，冷暖空气的交接区域就是一个倾斜的 界面。这个交接区域靠近暖气团一侧的界面叫锋的上 界，靠近冷气团一侧的界面叫锋的下界。上界和下界 的水平距离称为锋的宽度，等压面图上对应锋区。它 在近地面层中宽约数十公里，在高层可达200-400公里。 而这个宽度与其水平长度相比(长达数百-数千公里)是 很小的。因此，人们常把它近似地看成一个面，称为 锋面，锋面与地面相交线称之为锋线。
2.2 锋的概念与锋面坡度
二、锋面坡度 1、锋面在空间是向冷空气一侧倾斜，即存在一 个坡度，实际很小，1/50—1/300，水平几百公 里才升高1公里，坡度只有几分。 2、锋面附近的气象要素与坡度有关，与天气有 关，讨论有重要意义，锋面分析重点，难点。 3、锋面为何能在空间维持倾斜状态，冷暖空气 密度不同，低层冷气团压力大于暖气团压力， 在旋转的地球上运动，科氏力作用下，达到锋 面的平衡坡度。低层G1 A1 高层G2 A2
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2.1
条 件
气团
二、气团形成的条件及物理过程 1.性质比较均匀的广阔地球表面，是气 团获得比较均匀属性的首要条件。蒙古高原 2.空气运动。空气辐散运动（G）使得大 气中的温度、湿度的水平梯度减小，增 加大气中温、湿特性的水平均匀性。
辐射对除北极、西伯利亚寒冷气团以外的 气团形成作用甚微。
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2 乱流和对流作用
把近地面的热量和水汽，扩展到高层，使深厚气层的温 湿条件都受到下垫面的影响。 低纬 温度高、湿度大、气层不稳定，乱流和对流易于
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动画：锋面（等位温面）和轨迹
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0509号热带风暴“麦莎”
春季：西伯利亚气团与南方热带海洋 气团势力相当，锋和气旋活动强盛。
秋季：我国东部地区常受单一气团控 制，出现秋高气爽的天气。
第二章 气团与锋
大气科学学院 苗春生
归纳小结，国际通用
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地面锋面气旋
2.2 锋的概念和锋面的坡度
二、锋面的坡度 与 天 气 要 素 分 布 有 关
一、气团的定义


气团是指气象要素（主要指温度和湿度）水平 分布比较均匀的大范围空气团。
在同一气团中，各地气象要素的水平和垂直分 布（稳定度），相似、相同，天气现象也大致 一样。 水平尺度可达几千公里 垂直范围可达几公里到十几公里，常常从地面 伸展到对流层顶。
第二章 气团与锋
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2.1 气团的概念 从地表广大区域来看，常常存在着水 平方向上物理性质(温度、湿度、稳定 度等)比较均匀，垂直分布基本一致， 在其控制的区域内，天气气候特征也 大致相同的大范围空气，这种物理性 质比较均匀的大范围空气团块就是所 谓的气团
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物理过程
1 辐射作用
大气本身的长波辐射，冷却率甚低，又主要在对流层上 层进行，不易构成气团形成条件。 主要是地面对大气的辐射 地表为冰雪时，因地表与低层大气的辐射热交换，易在 近地层形成逆温，辐射冷却对北极气团形成重要。
四、气团的分类及影响
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分类标准 1、地理分类、2、热力分类 地理分类（气团源地的地理位臵和下垫面性质） 北极气团（冰洋气团）：65°N以北的极地地区 极地气团 气 团 热带气团 极地大陆气团：西伯利亚和蒙古、加拿大和阿拉斯加 极地海洋气团：北太平洋、北大西洋的中纬度海洋上 热带大陆气团：北非、西南亚的副热带沙漠地区 热带海洋气团：副热带高压控制的海洋上 赤道气团（赤道海洋气团）：赤道地区
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天气学原理和方法
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第二章 气团与锋
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 气团 锋的概念与锋面的坡度 锋面附近气象要素场的特征 锋面分析 锋生与锋消
气团之间的过渡区，等压面图上温度 水平梯度大而窄的区域，随高度向冷 区倾斜，是一个等温线的密集带。锋 面与空中某一平面相交的区域 (上界和 下界之间的区域)。 。
温度梯度 大
大规模气流汇合区可能有不同性 质的气团相遇，天气图上表现为 温度的水平梯度加大。
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不同情况不同 叫法
2.2 锋的概念和锋面的坡度
一、锋的概念
锋的定义：冷暖气团相遇，存
在一个狭窄过渡区域，此过渡区域 随高度往冷空气一侧倾斜，该狭窄 过渡区域称为“锋“。
锋区的定义：密度不同的两个
发展。
乱流和对流对低纬度热带气团的形成作用突 出。 赤道气团，高温高湿层次厚
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3 蒸发和凝结作用
• 蒸发和凝结是空气与下垫面、空气与
空气交换水分和热量的重要方式。
• 直接影响大气的湿度特征，间接影响
冷气团：气团 向比它暖的下 垫面移动，所 经之处温度下 降 暖气团：气团 向比它冷的下 垫面移动，所 经之处温度升 高. 极地太平洋 气团 冷暖气团是相 对而言的，他 们之间可以相 互转换，其过 程就是气团变 性的过程
南海气团
热带太平洋气团
夏季
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气团变性讨论
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不同气团，其变性的快慢是不同的，变性的快慢和它 所经下垫面性质与气团性质差异的大小有关。 冷气团移到暖的地区变性较快。原因：冷气团低层变 暖，趋于不稳定，乱流对流容易发展，能很快地将低 层的热量传到上层 暖气团移到冷的地区则变冷较慢。原因：低层变冷趋 于稳定，乱流和对流不易发展，其冷却过程主要靠辐 射作用进行。 大陆移入海洋的气团容易取得蒸发的水汽而变湿，而 从海洋移到大陆的气团，则要通过凝结及降水过程才 能变干，所以气团的变干过程比较缓慢。
2.2 锋的概念和锋面的坡度
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二，锋面的坡度示意图
z
y
x
预备知识
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流体中不连续面（间断面）是流体空间的某些 狭窄区域，任意物理量f及它们的导数可以出 现不连续或跳跃的现象，如2.2b. 不连续面分
热带太平洋气团（东部地区）、热带大陆气团
（西部地区）、
赤道气团（长江以南地区）、西伯利亚气团（长城以北、大西
北）、极地太平洋气团（东北地区）
西伯利亚气团 极地太平洋气团
热带大陆气团
区域性降水 干旱 强降水
热带太平洋气团
赤道气团
四季鲜明
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锋面的宽度示意图
特点：等温线密 集带
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锋面三维示意图
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本章重点： 锋或锋面附近的气象要素场的特征 锋生公式的物理意义及定性分析应用 本章难点： 地面锋线与高空锋区的三度空间的配 臵，地面锋面的确定。 用密度一级不连续面模拟锋时，锋的 坡度公式推导及讨论 锋生锋消的运动学、动力学特点
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NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICEN的相对温度）
冷气团 暖气团 北极气团、极地气团 热带气团、赤道气团
西伯利亚气团
气团
六 我国境内的气团与气团天气
冬季 西伯利亚气团 （绝大部分地区） 热带太平洋气团 （东南沿海） 寒潮雨雪 冰冻天气 南海气团（云南） 0801
具有生 命期
冷锋 暖锋
性质天 气不同
＋低压
该内容是中高纬地区短期天气预报的经典模型和理论基础
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看实际天气图
辐射雾
物理属性均一
平流雾
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大气的温度和稳定度
蒸发和凝结对大陆气团的形成起的作 用小，但对大陆气团变为海洋气团和 热带气团作用大（变性）。
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4 大范围的垂直运动作用
• 大范围的下沉运动→气团温度升高→稳定干燥的气层更稳 定； • 大范围的上升运动→气团温度降低→原来稳定未饱和的气
实际天气分析中 确定锋面是难点
2.2 锋的概念和锋面的坡度
锋面的定义：锋的长度远大
于锋的宽度 ，忽略锋的宽度 ，冷 暖界面趋于重合，此面称为“锋 面”。(图2.1b)锋面的空间结构
锋线的定义：锋面与地面的
交线称为"锋线"
空间
比例尺小
锋区与暖气团的界面称为暖界 面或上界面
平面
锋区与冷气团的界面称为冷界 面或下界面