第2章 气团与锋
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中性锢囚
12
Leabharlann Baidu
暖式锢囚
13
冷式锢囚
14
2. 按锋伸展高度分类:
对流层锋:地面——对流层顶
地面锋:低层锋——700hPa以下
高空锋:500hPa以上,不接地
15
3. 按大气环流分类
冰洋锋(地面锋) 极锋 副热带锋
16
三、锋面坡度 1.不连续面的概念,锋面近似为物质面——不连 续面 a.锋面是T,ρ的零级不连续面(气象要素本身 不连续)
21
2.温度垂直分布
特征:锋区内温度垂直梯度比两侧气团小——锋区逆温, 等温,温度直减率小
22
3.位温的分布——特点:锋区内的位温线比较密集且与锋区平行
23
二、锋面附近气压场的特征
特征:等压线通过锋面时有较大的弯折,折角指向高压, 锋线处于低压槽中。
24
三、锋附近变压场的特征。 1.气压随时间变化称变压 冷锋前为负变压,后为正变压。
(2).高空等压面图上锋区内等温线的密集区;高空 锋区走向与地面锋线基本平行,且随高度升高向冷 空气倾斜
19
20
(3).锋区内有冷平流则为冷锋, 有暖平流则为暖锋, 无平流(弱),少移动则为准静止锋
(4).锢囚锋温度场 中性锢囚:高空暖舌在地面锋线上 冷式锢囚:高空暖舌在地面锋线后 暖式锢囚:高空暖舌在地面锋线前 实际上,一般只做中性锢囚锋分析
第二章 气团与锋
1
要点
1. 2. 3.
4.
5. 6. 7. 8.
锋的概念及空间结构 锋的类型——锢囚锋 锋附近温度场、气压场、变压场、风场的特 征 锋生和锋消 锋生公式及各项的讨论 我国主要的锋生区 我国有利锋生的天气形势 我国主要的静止锋和锢囚锋
2
第一节 气团
一.气团的概念:
气团——气象要素水平分布比较均匀的大范围的空气团 水平尺度:几百~几千公里 垂直尺度:几~十几公里
暖锋前后均为负变压,但代数值前小后大。 特征:锋前变压代数值小于锋后变压代数值。
25
四、锋线附近风场特征。 1.水平方向 特征:锋两侧的风具有气旋式切变和气流辐合 由偏差风可知:低压中气流为气旋式辐合
2.垂直方向
a.冷锋后有冷平流——自下而上穿过锋区,风向逆时针 暖锋前有暖平流——自下而上穿过锋区,风向顺时针 b.锋区上空存在急流:极锋锋区和副热带锋区存在西风 急流
46
b.等温线在锋面上发生间断
c.垂直与锋线的地转风(分量)是连续的
17
我国统计结果
北方(高纬)锋面坡度
南方(低纬)锋面坡度
注意:冷锋的坡度大于暖锋和静止锋
18
第三节 锋面附近气象要素场的特征
一、锋面附近温度场的特征
1.温度水平分布
特征:锋区内温度水平梯度比两侧气团内温度水平 梯度大 (1).地面锋线附近有较大温差
1.我国的锋生区
1)北方锋生带:
河西走廊——东北, 40°~ 50° N
2)南方锋生带:
华南——长江流域,与副热带锋区位臵一致, 20°~ 30° N
3)南北锋生带随季节位移,夏季偏北,冬季偏南
43
2.有利于锋生的天气形势 1)冷锋锋生 高空 冷槽在高空槽后——发展槽 槽后有较强冷平流 地面 冷锋产生在低槽内 或冷高压前部
3
二.气团的形成和变性
1.气团形成的两个条件 (1).大范围性质均匀的下垫面 (2).有适当稳定的大气环流条件,使空气团长时间 稳定在下垫面上
具备上述两条的地区为气团源地
2.气团物理属性的变化称为气团的变性——气团变性
暖气团变性慢 冷气团变性快
4
三.气团的分类 1.热力分类法
冷气团 暖气团
45
4.我国的锋面活动
1)冷锋——最多,全国全年都可产生 2)暖锋——不单独产生,与冷锋一起组成锋面气旋 3)准静止锋
华南准静止锋:武夷山、南岭以北 昆明准静止锋:在贵阳一带为阴冷,而在昆明则晴朗
4)锢囚锋
河套锢囚锋:黄土高原及华北倒回的冷空气汇合于太 行山 大巴山锢囚锋、武夷山锢囚锋、南疆锢囚锋 东北锢囚锋:锋面气旋发展到后期
2)暖锋锋生 高空 850、700hPa为暖式风切变 强的暖平流 地面 西南的暖倒槽(开口向南)
44
3. 我国的锋消区
青藏高原以东 ,30°~ 40° N
1)高原东侧——下坡下沉气流作用
冷空气下沉比暖空气强,绝热增温强 槽后西北风
2)处于东亚大槽后部——有利于加压与气流下沉(
3)夏季副热带高压控制东部,大陆温度高,冷空气 易变性
T气 T地表 T气 T地表
2.地理分类法 北极气团(冰洋气团,北极圈内70°N~ 90° N ) 极地气团(中高纬度西风带, 40°N~ 70°N ) 热带气团(副热带地区, 20°N~ 40°N ) 赤道气团(赤道, 20°N 以南)
5
3.大气环流的分类法
极地气团(高纬度, 60°N~ 90° N ) 中纬度气团( 30°N~ 60° N ) 热带气团( 30°N以南 )
二、锋生锋消公式及物理意义
2 u 2 v v v 1 F x x y y x y x y 1 1 d d x x dt y y dt x x y y P
又可分为大陆性和海洋性气团
6
四.影响我国的气团
1.极地大陆气团:干冷 2.热带海洋气团:暖湿(副热带高压) 3.热带大陆气团:干暖(中亚)
4.印度洋的赤道气团:暖湿(季风气团)
7
第二节 锋的概念与锋面坡度
一、锋的概念 1.定义: 两个热力性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。
或者两个密度性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。
夏季,在我国西北、华北等地,以及冬季在我国南方地区出现 的冷锋天气多属这一类型。
28
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b.第二类型冷锋天气
坡度大(1/40-1/80) 移动快 夏季,地面锋线附近,一般会产生强烈发展的积雨云,出 现雷暴、甚至冰雹、飑线等对流性不稳定天气;云带窄; 天气历时短暂,锋线过后,天空豁然晴朗。 冬季,暖气团湿度较小,只在锋线前方出现卷云、卷层云、 高层云、雨层云等云系。当水汽充足时,地面锋线附近可 能有很厚、很低的云层,和宽度不大的连续性降水。地面 锋过境后,云层很快消失,风速增大,并常出现大风。在 干旱的季节,还会有沙暴天气。
二、锋的分类
1. 按移动分类
a.冷锋:冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团一 侧移动,称为冷锋。 b.暖锋:暖气团起主导作用,推动锋面向冷气团一 侧移动,称为暖锋。 c.准静止锋:冷暖气团势力相当,锋面很少移动的 锋,称为准静止锋。(6小时无移动,24小时移 动在2个纬度之内) d.锢囚锋:冷锋后部的冷气团与暖锋前的冷气团的 交界面,称为锢囚锋。
右式第一项:水平运动对锋生的作用
右式第二项:垂直运动对锋生的作用
右式第三项:非绝热加热对锋生的作用
41
水平运动的作用
在垂直于等位温线的方向上有气流辐合利于锋生,反之则 有利于锋消。 在天气图上鞍型场最易产生锋生。 若大气层结稳定,暖气团下沉,冷气团上升,则锋生;反 之则锋消
垂直运动作用
或者 冷暖气团之间的狭窄的过渡带,称为锋。
8
2.锋的空间结构
a.冷暖气团的交界面,称为锋面。
b.锋面在空间呈向冷区倾斜状态,冷空气在下,暖 空气在上。, c.锋面与地面的交线称为锋线。 d.锋面与空中某平面相交的区域称为锋区——天气 图上温度梯度大的窄区域。 e.地面锋线总在高空锋区暖区一侧。
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第四节
锋生与锋消
一、锋生与锋消的概念 锋生——密度不连续面的形成过程或水平温度梯度 加大的过程;即锋的生成或原有锋强度增强的过 程,均称为锋生。 锋消——反之
等压面图上等温线密集程度
天气图 地面图上风两侧要素场差异
39
——锋生函数 锋生函数>0,锋生作用 锋生函数<0,锋消作用
40
26
五、锋线附近湿度场的特征
一般
暖气团湿度大 冷气团湿度小
特殊 海洋冷空气——冷湿 大陆暖空气——干暖
注意:冷暖气团的源地。
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六、锋面天气 形成云和降水的条件:水气条件,垂直运动,大气稳定度 1.冷锋附近的云和降水 a.第一类型冷锋天气
坡度小(约1/100) 锋线在槽前 多稳定降水,降水在锋后 缓行 云系宽 如果锋前暖空气不稳定时,在地面锋线附近也常出现积雨云和雷阵雨天 气。
34
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4.锢囚锋附近云和降水。
锢囚锋是由冷锋赶上暖锋或两条冷锋相遇,把暖空气抬到 高空,由原来锋面合并形成的新锋面。 它的天气保留着原来锋面天气的特征。 锢囚锋的降水不仅保留着原来锋段降水的特点,而且由于 锢囚作用,上升运动进一步发展,暖空气被抬升到锢囚点 以上,使云层变厚、降水增加、降水区扩大。 锢囚点以下的锋段,根据锋是暖式或冷式锢囚锋而出现相 应的云系。锢囚锋过境时,出现与原来锋面相联系而更加 复杂的天气。
干冷空气上高原(绝热冷暖空气比冷空气强),锋消 冷锋下高原(绝热增温冷空气比暖空气强),锋消
若潮湿大气位势不稳定,上升运动,锋生
暖湿空气抬升,凝结潜热释放,使暖空气增温;干冷空气绝热冷 却
非绝热加热
冷空南下,下垫面加热——有利于锋消 暖湿空气抬升凝结释放潜热——有利于锋生
42
三、我国锋生、消的概况
这种冷锋天气多出现在我国北方的冬、春季节。
30
31
2.暖锋附近的云和降水。
特征:锋线位于高空槽前,坡度小,移速慢 冷暖气团都为上升气流 层状云为主,从高到低垂直排列 锋前稳定降水,几百公里
32
33
3.准静止锋附近的云和降水
特征: 类似于第一类型冷锋,但坡度更小
垂直运动弱层状云为主
稳定的连续降水,雨量小,锋区宽,时间 长,雨区离锋线有一段距离。
中性锢囚
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Leabharlann Baidu
暖式锢囚
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冷式锢囚
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2. 按锋伸展高度分类:
对流层锋:地面——对流层顶
地面锋:低层锋——700hPa以下
高空锋:500hPa以上,不接地
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3. 按大气环流分类
冰洋锋(地面锋) 极锋 副热带锋
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三、锋面坡度 1.不连续面的概念,锋面近似为物质面——不连 续面 a.锋面是T,ρ的零级不连续面(气象要素本身 不连续)
21
2.温度垂直分布
特征:锋区内温度垂直梯度比两侧气团小——锋区逆温, 等温,温度直减率小
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3.位温的分布——特点:锋区内的位温线比较密集且与锋区平行
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二、锋面附近气压场的特征
特征:等压线通过锋面时有较大的弯折,折角指向高压, 锋线处于低压槽中。
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三、锋附近变压场的特征。 1.气压随时间变化称变压 冷锋前为负变压,后为正变压。
(2).高空等压面图上锋区内等温线的密集区;高空 锋区走向与地面锋线基本平行,且随高度升高向冷 空气倾斜
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(3).锋区内有冷平流则为冷锋, 有暖平流则为暖锋, 无平流(弱),少移动则为准静止锋
(4).锢囚锋温度场 中性锢囚:高空暖舌在地面锋线上 冷式锢囚:高空暖舌在地面锋线后 暖式锢囚:高空暖舌在地面锋线前 实际上,一般只做中性锢囚锋分析
第二章 气团与锋
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要点
1. 2. 3.
4.
5. 6. 7. 8.
锋的概念及空间结构 锋的类型——锢囚锋 锋附近温度场、气压场、变压场、风场的特 征 锋生和锋消 锋生公式及各项的讨论 我国主要的锋生区 我国有利锋生的天气形势 我国主要的静止锋和锢囚锋
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第一节 气团
一.气团的概念:
气团——气象要素水平分布比较均匀的大范围的空气团 水平尺度:几百~几千公里 垂直尺度:几~十几公里
暖锋前后均为负变压,但代数值前小后大。 特征:锋前变压代数值小于锋后变压代数值。
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四、锋线附近风场特征。 1.水平方向 特征:锋两侧的风具有气旋式切变和气流辐合 由偏差风可知:低压中气流为气旋式辐合
2.垂直方向
a.冷锋后有冷平流——自下而上穿过锋区,风向逆时针 暖锋前有暖平流——自下而上穿过锋区,风向顺时针 b.锋区上空存在急流:极锋锋区和副热带锋区存在西风 急流
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b.等温线在锋面上发生间断
c.垂直与锋线的地转风(分量)是连续的
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我国统计结果
北方(高纬)锋面坡度
南方(低纬)锋面坡度
注意:冷锋的坡度大于暖锋和静止锋
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第三节 锋面附近气象要素场的特征
一、锋面附近温度场的特征
1.温度水平分布
特征:锋区内温度水平梯度比两侧气团内温度水平 梯度大 (1).地面锋线附近有较大温差
1.我国的锋生区
1)北方锋生带:
河西走廊——东北, 40°~ 50° N
2)南方锋生带:
华南——长江流域,与副热带锋区位臵一致, 20°~ 30° N
3)南北锋生带随季节位移,夏季偏北,冬季偏南
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2.有利于锋生的天气形势 1)冷锋锋生 高空 冷槽在高空槽后——发展槽 槽后有较强冷平流 地面 冷锋产生在低槽内 或冷高压前部
3
二.气团的形成和变性
1.气团形成的两个条件 (1).大范围性质均匀的下垫面 (2).有适当稳定的大气环流条件,使空气团长时间 稳定在下垫面上
具备上述两条的地区为气团源地
2.气团物理属性的变化称为气团的变性——气团变性
暖气团变性慢 冷气团变性快
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三.气团的分类 1.热力分类法
冷气团 暖气团
45
4.我国的锋面活动
1)冷锋——最多,全国全年都可产生 2)暖锋——不单独产生,与冷锋一起组成锋面气旋 3)准静止锋
华南准静止锋:武夷山、南岭以北 昆明准静止锋:在贵阳一带为阴冷,而在昆明则晴朗
4)锢囚锋
河套锢囚锋:黄土高原及华北倒回的冷空气汇合于太 行山 大巴山锢囚锋、武夷山锢囚锋、南疆锢囚锋 东北锢囚锋:锋面气旋发展到后期
2)暖锋锋生 高空 850、700hPa为暖式风切变 强的暖平流 地面 西南的暖倒槽(开口向南)
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3. 我国的锋消区
青藏高原以东 ,30°~ 40° N
1)高原东侧——下坡下沉气流作用
冷空气下沉比暖空气强,绝热增温强 槽后西北风
2)处于东亚大槽后部——有利于加压与气流下沉(
3)夏季副热带高压控制东部,大陆温度高,冷空气 易变性
T气 T地表 T气 T地表
2.地理分类法 北极气团(冰洋气团,北极圈内70°N~ 90° N ) 极地气团(中高纬度西风带, 40°N~ 70°N ) 热带气团(副热带地区, 20°N~ 40°N ) 赤道气团(赤道, 20°N 以南)
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3.大气环流的分类法
极地气团(高纬度, 60°N~ 90° N ) 中纬度气团( 30°N~ 60° N ) 热带气团( 30°N以南 )
二、锋生锋消公式及物理意义
2 u 2 v v v 1 F x x y y x y x y 1 1 d d x x dt y y dt x x y y P
又可分为大陆性和海洋性气团
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四.影响我国的气团
1.极地大陆气团:干冷 2.热带海洋气团:暖湿(副热带高压) 3.热带大陆气团:干暖(中亚)
4.印度洋的赤道气团:暖湿(季风气团)
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第二节 锋的概念与锋面坡度
一、锋的概念 1.定义: 两个热力性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。
或者两个密度性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。
夏季,在我国西北、华北等地,以及冬季在我国南方地区出现 的冷锋天气多属这一类型。
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b.第二类型冷锋天气
坡度大(1/40-1/80) 移动快 夏季,地面锋线附近,一般会产生强烈发展的积雨云,出 现雷暴、甚至冰雹、飑线等对流性不稳定天气;云带窄; 天气历时短暂,锋线过后,天空豁然晴朗。 冬季,暖气团湿度较小,只在锋线前方出现卷云、卷层云、 高层云、雨层云等云系。当水汽充足时,地面锋线附近可 能有很厚、很低的云层,和宽度不大的连续性降水。地面 锋过境后,云层很快消失,风速增大,并常出现大风。在 干旱的季节,还会有沙暴天气。
二、锋的分类
1. 按移动分类
a.冷锋:冷气团起主导作用,推动锋面向暖气团一 侧移动,称为冷锋。 b.暖锋:暖气团起主导作用,推动锋面向冷气团一 侧移动,称为暖锋。 c.准静止锋:冷暖气团势力相当,锋面很少移动的 锋,称为准静止锋。(6小时无移动,24小时移 动在2个纬度之内) d.锢囚锋:冷锋后部的冷气团与暖锋前的冷气团的 交界面,称为锢囚锋。
右式第一项:水平运动对锋生的作用
右式第二项:垂直运动对锋生的作用
右式第三项:非绝热加热对锋生的作用
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水平运动的作用
在垂直于等位温线的方向上有气流辐合利于锋生,反之则 有利于锋消。 在天气图上鞍型场最易产生锋生。 若大气层结稳定,暖气团下沉,冷气团上升,则锋生;反 之则锋消
垂直运动作用
或者 冷暖气团之间的狭窄的过渡带,称为锋。
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2.锋的空间结构
a.冷暖气团的交界面,称为锋面。
b.锋面在空间呈向冷区倾斜状态,冷空气在下,暖 空气在上。, c.锋面与地面的交线称为锋线。 d.锋面与空中某平面相交的区域称为锋区——天气 图上温度梯度大的窄区域。 e.地面锋线总在高空锋区暖区一侧。
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第四节
锋生与锋消
一、锋生与锋消的概念 锋生——密度不连续面的形成过程或水平温度梯度 加大的过程;即锋的生成或原有锋强度增强的过 程,均称为锋生。 锋消——反之
等压面图上等温线密集程度
天气图 地面图上风两侧要素场差异
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——锋生函数 锋生函数>0,锋生作用 锋生函数<0,锋消作用
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五、锋线附近湿度场的特征
一般
暖气团湿度大 冷气团湿度小
特殊 海洋冷空气——冷湿 大陆暖空气——干暖
注意:冷暖气团的源地。
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六、锋面天气 形成云和降水的条件:水气条件,垂直运动,大气稳定度 1.冷锋附近的云和降水 a.第一类型冷锋天气
坡度小(约1/100) 锋线在槽前 多稳定降水,降水在锋后 缓行 云系宽 如果锋前暖空气不稳定时,在地面锋线附近也常出现积雨云和雷阵雨天 气。
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4.锢囚锋附近云和降水。
锢囚锋是由冷锋赶上暖锋或两条冷锋相遇,把暖空气抬到 高空,由原来锋面合并形成的新锋面。 它的天气保留着原来锋面天气的特征。 锢囚锋的降水不仅保留着原来锋段降水的特点,而且由于 锢囚作用,上升运动进一步发展,暖空气被抬升到锢囚点 以上,使云层变厚、降水增加、降水区扩大。 锢囚点以下的锋段,根据锋是暖式或冷式锢囚锋而出现相 应的云系。锢囚锋过境时,出现与原来锋面相联系而更加 复杂的天气。
干冷空气上高原(绝热冷暖空气比冷空气强),锋消 冷锋下高原(绝热增温冷空气比暖空气强),锋消
若潮湿大气位势不稳定,上升运动,锋生
暖湿空气抬升,凝结潜热释放,使暖空气增温;干冷空气绝热冷 却
非绝热加热
冷空南下,下垫面加热——有利于锋消 暖湿空气抬升凝结释放潜热——有利于锋生
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三、我国锋生、消的概况
这种冷锋天气多出现在我国北方的冬、春季节。
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2.暖锋附近的云和降水。
特征:锋线位于高空槽前,坡度小,移速慢 冷暖气团都为上升气流 层状云为主,从高到低垂直排列 锋前稳定降水,几百公里
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3.准静止锋附近的云和降水
特征: 类似于第一类型冷锋,但坡度更小
垂直运动弱层状云为主
稳定的连续降水,雨量小,锋区宽,时间 长,雨区离锋线有一段距离。