高等天气学
高等天气学
一、名词
1.大气活动中心（2003秋，2002秋）
由于地面地形及海陆差异的作用，平均海平面气压场环流分布表现为沿纬圈的不均匀性，而且呈现出一个个巨大的闭合高、低压系统，因每个高压或低压对广大地区的气候有巨大影响故称为大气活动中心。一年四季都存在的称为永久性大气活动中心，如北大西洋高压。只在冬半年或夏半年存在的称为半永久性大气活动中心，如西伯利亚高压、印度低压、澳大利亚高压及低压等。
2.锋面（2003秋）
一般将在热力学场和风场具有显著变化的狭窄倾斜带定义为锋面，它具有较大的水平温度梯度、静力稳定度、绝对涡度以及垂直风速切变等特征。从气团概念来看，锋面可定义为冷、暖两种不同性质气团之间的过渡带。锋
面的长度一般在1000－2000km，而宽度只有100－200km，因而锋面温度和风场的变化沿垂直锋面方向比沿锋面
方向要大得多。锋面是一个具有三维结构的天气系统，在空间是一个倾斜区，它的垂直厚度一般只有1－2km。
3.温带气旋（2003秋）
温度气旋能造成明显或激烈的天气。根据气旋发生发展时的环流和天气形势，气旋的发生发展可分为三种类型：（1）经典的锋面波动发展成气旋的过程。Petterssen理论。（2）气旋发生发展的启动机制主要在高空。
与第一类气旋发展的不同处在于，第二类气旋发展时低层不一定有锋面存在，高空涡度平流是气旋发展的主要因子。（3）中间尺度温带气旋的发展。这类气旋的水平尺度一般在1000－2000km，比上述气旋的尺度小。
4.CISK（2004秋，2002春）
第二类条件不稳定，简称CISK，是指低纬积云群与大尺度运动间的相互作用，从而使得大尺度扰动和热带
气旋处于不稳定发展的过程。其物理本质是：在对流层低层，由于摩擦的作用，产生向低压中心的大尺度水平辐
合，同时，伴有水汽堆积并通过Ekman抽吸作用，使处于条件不稳定的湿空气强迫抬升，产生有组织的积云对
流。由于水汽凝结潜热的释放，使低压上空温度比四周空气高，从而使有效位能转换为扰动动能使大尺度扰动处
于不稳定发展的过程；在低压上空温度增高的同时，地面气压下降，则增强指向低压中心的气流，又由于绝对角
动量守恒，也使切向风速加强，这就使低压扰动也处于不稳定发展的过程。这样，低层辐合，强迫抬升，凝结增
温，地面气压下降，往复循环，造成积云对流与低压环流间的正反馈，促使大尺度扰动和热带气旋同时发展。
5.ITCZ（2002春）
赤道辐合带出现在热带对流层低层，在流场上表现为一条连贯的南北两个半球的偏信风汇合区，在地面气压场上表现为一个低压槽，故又称“赤道槽”。它是热带环流中十分重要的行星尺度系统。
特征：（1）辐合带一般不在赤道上，常位于离赤道一定纬度的地方。1月位于17S－18N，7月在2N－27N 之间。在东半球辐合带的位置变化最大，这是由于北半球南亚和北非的夏季风和南半球夏季南非和澳大利亚的季
风造成。（2）辐合带在海洋地区纬向位置的季节变化比在大陆上要小。在海洋上约为10－15度，而在大陆上为20－25度。在大洋的东部辐合带位置变化最小。（3）在北太平洋，辐合带位于赤道与15N之间，在9－10月其位置最北。在北大西洋，辐合带位于赤道与10N之间，其最北位置也是9－10月。在印度洋，赤道辐合带位于
10S－10N之间。（4）陆地上的辐合带一般与太阳加热的季节进程一致。（5）海洋上的辐合带一般出现在暖SST （海表温度）区域。（6）所有变量分布对辐合带几乎是对称的，并且季节变化不明显，这表明辐合带的作用全
年不变。A、气压在辐合带槽线处最低，经向风吹向槽内的，相应出现辐合。气流的稳定度很小。B、暖心结构明显，最暖的层次在对流层中上部。与温度距平一致，比湿距平表现为明显的湿区。C、高压位于赤道辐合带上部，低压位于对流层下部。上部对应于流出层，下部对应于流入层，其间的无辐散层在500hPa左右。D、湿静力能量在对流层中部有最小值。在700hPa以下为位势不稳定层。
可能的形成机制：（1）海温的作用。ITCZ的位置几乎就是在赤道地区的海温最大轴线上。数值模拟也表明，ITCZ总是移向海温较高的区域。（2）CISK机制。与热带气旋发生类似，当低层辐合带南侧的西南风大，形成
辐合和气旋性涡旋时，在边界层摩擦辐合的作用下，出现上升运动，凝结潜热释放，加强了低层的辐合，可使对
流云系进一步发展，如此反复作用而形成辐合带。（3）边界层临界纬度机制，实际发生的扰动的角频率若与科
氏参数相同，则在该纬度处将产生很大的上升运动，有助于形成辐合带。
6.对流不稳定（2004秋）
高等天气学
高等天气学 一、名词 1.大气活动中心（2003秋，2002秋） 由于地面地形及海陆差异的作用，平均海平面气压场环流分布表现为沿纬圈的不均匀性，而且呈现出一个个巨大的闭合高、低压系统，因每个高压或低压对广大地区的气候有巨大影响故称为大气活动中心。一年四季都存在的称为永久性大气活动中心，如北大西洋高压。只在冬半年或夏半年存在的称为半永久性大气活动中心，如西伯利亚高压、印度低压、澳大利亚高压及低压等。 2.锋面（2003秋） 一般将在热力学场和风场具有显著变化的狭窄倾斜带定义为锋面，它具有较大的水平温度梯度、静力稳定度、绝对涡度以及垂直风速切变等特征。从气团概念来看，锋面可定义为冷、暖两种不同性质气团之间的过渡带。锋 面的长度一般在1000－2000km，而宽度只有100－200km，因而锋面温度和风场的变化沿垂直锋面方向比沿锋面 方向要大得多。锋面是一个具有三维结构的天气系统，在空间是一个倾斜区，它的垂直厚度一般只有1－2km。 3.温带气旋（2003秋） 温度气旋能造成明显或激烈的天气。根据气旋发生发展时的环流和天气形势，气旋的发生发展可分为三种类型：（1）经典的锋面波动发展成气旋的过程。Petterssen理论。（2）气旋发生发展的启动机制主要在高空。 与第一类气旋发展的不同处在于，第二类气旋发展时低层不一定有锋面存在，高空涡度平流是气旋发展的主要因子。（3）中间尺度温带气旋的发展。这类气旋的水平尺度一般在1000－2000km，比上述气旋的尺度小。 4.CISK（2004秋，2002春） 第二类条件不稳定，简称CISK，是指低纬积云群与大尺度运动间的相互作用，从而使得大尺度扰动和热带 气旋处于不稳定发展的过程。其物理本质是：在对流层低层，由于摩擦的作用，产生向低压中心的大尺度水平辐 合，同时，伴有水汽堆积并通过Ekman抽吸作用，使处于条件不稳定的湿空气强迫抬升，产生有组织的积云对 流。由于水汽凝结潜热的释放，使低压上空温度比四周空气高，从而使有效位能转换为扰动动能使大尺度扰动处 于不稳定发展的过程；在低压上空温度增高的同时，地面气压下降，则增强指向低压中心的气流，又由于绝对角 动量守恒，也使切向风速加强，这就使低压扰动也处于不稳定发展的过程。这样，低层辐合，强迫抬升，凝结增 温，地面气压下降，往复循环，造成积云对流与低压环流间的正反馈，促使大尺度扰动和热带气旋同时发展。 5.ITCZ（2002春） 赤道辐合带出现在热带对流层低层，在流场上表现为一条连贯的南北两个半球的偏信风汇合区，在地面气压场上表现为一个低压槽，故又称“赤道槽”。它是热带环流中十分重要的行星尺度系统。 特征：（1）辐合带一般不在赤道上，常位于离赤道一定纬度的地方。1月位于17S－18N，7月在2N－27N 之间。在东半球辐合带的位置变化最大，这是由于北半球南亚和北非的夏季风和南半球夏季南非和澳大利亚的季 风造成。（2）辐合带在海洋地区纬向位置的季节变化比在大陆上要小。在海洋上约为10－15度，而在大陆上为20－25度。在大洋的东部辐合带位置变化最小。（3）在北太平洋，辐合带位于赤道与15N之间，在9－10月其位置最北。在北大西洋，辐合带位于赤道与10N之间，其最北位置也是9－10月。在印度洋，赤道辐合带位于 10S－10N之间。（4）陆地上的辐合带一般与太阳加热的季节进程一致。（5）海洋上的辐合带一般出现在暖SST （海表温度）区域。（6）所有变量分布对辐合带几乎是对称的，并且季节变化不明显，这表明辐合带的作用全 年不变。A、气压在辐合带槽线处最低，经向风吹向槽内的，相应出现辐合。气流的稳定度很小。B、暖心结构明显，最暖的层次在对流层中上部。与温度距平一致，比湿距平表现为明显的湿区。C、高压位于赤道辐合带上部，低压位于对流层下部。上部对应于流出层，下部对应于流入层，其间的无辐散层在500hPa左右。D、湿静力能量在对流层中部有最小值。在700hPa以下为位势不稳定层。 可能的形成机制：（1）海温的作用。ITCZ的位置几乎就是在赤道地区的海温最大轴线上。数值模拟也表明，ITCZ总是移向海温较高的区域。（2）CISK机制。与热带气旋发生类似，当低层辐合带南侧的西南风大，形成 辐合和气旋性涡旋时，在边界层摩擦辐合的作用下，出现上升运动，凝结潜热释放，加强了低层的辐合，可使对 流云系进一步发展，如此反复作用而形成辐合带。（3）边界层临界纬度机制，实际发生的扰动的角频率若与科 氏参数相同，则在该纬度处将产生很大的上升运动，有助于形成辐合带。 6.对流不稳定（2004秋）
高等天气学(试题)
高等天气学 2009年3月新题 1.名词解释：ITCZ，正压大气和斜压大气 2.说明江淮梅雨的大尺度背景条件，暴雨的形成原因。 3.爆发性气旋的发展的因子。 2006年（春季） 1.说明中尺度对流复合体的主要特征及它所引起的主要灾害性天气 2.什么叫QBO？说出它的主要特征 3.那些大型天气（或环流）过程能表征低纬间大气间的相互作用（至少说出三种） 4.定常波的特征及其在大气环流中的作用是什么？ 5.用图示说明对称不稳定的发生并写出判断对称不稳定的判据。 2006年（秋季） 1.以暴雨或强对流天气为例，叙述中尺度系统的基本特征 2.从气候条件看，那些物理条件与台风形成有密切关系。 3.什么叫ENSO?他对全球天气与环流的可能影响有那些？ 4.大气环流的基本问题有那几个方面？ 5.图示冷锋模式概念模型 2005年（春季） 1.瞬变波的动量、热量输送特征以及瞬变波主要作用是什么？ 2.说出高空急流形成的原因，画出高空急流同高空锋以及对流层顶三者之间关系的综合图， 并图示高空急流入口区垂直环流（或称次级环流）壮况。 3.试述大气环流突变现象，什么叫六月突变？ 4.描述夏季西太平洋副热带高压的移动规律，并解释2003、2004年夏季江南酷暑的主要原因。 5.中尺度系统发生发展的主要物理条件有哪些？ 2005年（秋季） 1.叙述北半球大气环流500hPa上的冬夏基本壮况，你认为其原因是什么？ 2.叙述锋区的次级环流及高空急流有关的次级环流。 3.亚洲夏季风的主要成员有哪些？说明它们在季风形成中各自的作用。叙述印度季风与东亚 季风之间的异同。 4.夏季江淮流域梅雨锋的主要特点是什么？说明它与经典锋面的主要区别。 5.简要说明青藏高原的热状况，并说明它对东亚地区环流的影响。 2004年（春季） 1.如果没有青藏高原，东亚地区冬、夏季环流将发生怎样的变化？ 2.什么叫低空急流，它在夏季暴雨及强对流天气的发生中起什么作用？ 3.什么叫爆发性气旋？它在成因与结构上与普通温带气旋有何不同？ 4.热带低纬大气有哪几方面的动力学特征？ 5.大气通过什么机制来完成角动量从热带东风带向中高纬西风带的输送？ 2004年（秋季） 1.给出下列名词的定义及特征： （1）平流层爆发性增温（2）低频振荡（3）对流不稳定（4）QBO（5）CISK（6）PNA型 2. 描述中尺度对流复合体（MCC）的定义及主要特点。 3. 试述热带地区大尺度环流的重要表现及特征。 4. 叙述冬季500hPa上大气环流平均状况，并阐明地形动力强迫及热力强迫对大气环流的影响。
高等天气学(大气所考博真题知识点归纳)讲解
一．定常波： 定义： 把纬向平均环流偏差的时间平均定义为定常波，即*[]A A A =-。它表示时间平均图上的纬向偏差值，又称定常涡旋项，主要反映大气活动中心、高空平均槽脊以及季风等特征。其三维结构主要用半球时间平均场的纬向不对称分布和经度－高度剖面图表征。 形成原因： 定常波的形成主要是地形和非绝热加热分布不均匀性强迫的结果，两者对于定常波的维持都是十分重要的。但热力强迫和地形强迫产生的定常波有不同的结构。热力强迫的扰动尺度比地形强迫的大，尤其是在对流层上部。它们的位相随高度也有更显著、更系统的向西倾斜。 对大气环流的作用： 定常波对热量、西风动量、位势高度有经向输送作用：（1）热量以50N 为中心有很强的向北输送，这与中纬度定常波槽脊随高度有明显的向西倾斜有关。向北的输送有两个最大值区，一在对流层上部和平流层下部，一在近地面附近。（2）动量通量分布的特征在50N 以南有向北的输送，50N 以北有向南的输送。这种输送特征与定常波槽脊在副热带有西南－东北倾斜，在中高纬有东南－西北倾斜的特征有关。（3）因为地转风对位能的经向输送沿纬圈的平均值为零，因此定常波对位能的输送代表的是非地转运动的作用。这种输送的主要特点是在中纬度有明显的向赤道输送。 定常的输送与瞬变波的输送相比一般较弱，*2[]v 和'2[]v 之差特别明显。但是定常波的输送在热量、动量和涡度的局地时间平均的收支中起着重要作用，因而定常波和瞬变波的相对重要性不能只以上述方差和协方差量值来决定。 北半球冬季定常波主要特征： （1）200hPa 高度场在高纬度和低纬度有不同的流型，中纬度有明显的纬向动量向极通量，这种向极通量表示有一个从高纬流型向低纬流型的EP 通量。因此低纬度流型的波动部分是由较高纬度的波动所强迫。中高纬负值中心位于140E 和70W 。在30N 附近高度场分布有明显突变现象，30N 南北高度场有明显反位相分布。 （2）地形作用是确定北半球冬季急流层次上定常波的主脊和主槽位置的主要因子，而热力作用对维持高纬度洋面低压起重要作用。比如，500hPa 高度场在西藏高原和落基山上空有西北气流，气候平均急流向极一侧有明显下游槽。海平面低气压位于高纬度海洋上，等压线沿海面线密集。GCM 数值模拟中气候平均海平面气压扰动可由下边界热力影响产生。 （3）定常波垂直结构。在较高纬度上位势高度场随高度向西倾斜，而且定常波倾斜向上伸展到平流层下部，这种西倾反映了定常波的热量通量在各层上都是指向极地的。高度场中定常波振幅随高度明显增加直到对流层顶，这表明定常波的垂直结构中有一个相当正压分量（即随高度没有位相倾斜）。在对流层顶上，特别在低纬度，高度场振荡的振幅随高度增加而减小；*Z 和* T 都与高纬有一明显反位相分量。
高等天气学
2005春季 1．瞬变波的动量、热量输送特征以及瞬变波的主要作用是什么？P24－P31 2．说明高空急流形成的原因，画出高空急流同高空锋以及对流层顶三者之间关系的综合图，并图示高空急流入口区垂直环流（或称次级环流）状况。 P138－139，P147－148 在对流层中，中纬地区上空经常出现温度梯度较大的狭长区域，水平温度梯度的方向由南指向北，根据热成风原理，西风风速随高度迅速增加，因而中纬度上空地区就会经常出现西风急流。 3．试述大气环流突变现象，什么叫六月突变？ 在全球范围内，大气环流一年中只存在两种主要的环流形势，即冬季型和夏季型。这两种环流形势在每年的6月和10月发生明显的季节转换，这种转换在非常短促的时间内完成，所以称为大气环流突变。从典型的冬季型环流到典型的夏季型环流的转换发生在六月，称为“六月突变”，从典型夏季型到典型冬季型的演变发生在十月，称为“十月突变”。这种突变是半球范围乃至全球范围的现象，但以亚洲最明显。中东地区和我国青藏高原附近变化最早，向东逐渐波及太平洋中部，美洲最迟也最不明显。 环流突变以高空东西风带为标志。冬季东亚存在着两支强西风带，到了6月，南支强西风带突然不见了，而北美的强风带也明显北移。到10月东亚又出现两支强西风带，北美的强西风带也南移回到冬季的位置。 对流层中部环流：冬季的主要特点是以极地低压（又称为极涡，分裂为两个中心）为中心、环绕纬圈的西风环流，西风带中有尺度很大的平均槽脊，其中三个明显大槽分别位于亚洲东岸、北美东部和欧洲东部。与之并列的三个平均脊分别位于阿拉斯加、西欧沿岸和青藏高原北部。副高强度小，中心都位于海上。夏季和冬季相比极涡中心合并为一个，中心位于极点，环绕极涡的西风带明显北移，而且等高线变稀，中高纬度出现四个槽。冬季从青藏高原北部伸向贝加尔湖地区的脊，在夏季变为槽，北美东部的大槽由冬到夏略为东移，东亚大槽移到堪察加半岛附近。冬季在欧洲西海岸的平均脊，夏季变为槽。副高大大加强并北移，在北太平洋、北大西洋和非洲大陆西部各有一个闭合中心。 4．描述夏季西太平洋副热带高压的移动规律，并解释2003、2004年夏季江南酷暑的主要原因。 出现在对流层中下层位于大洋上的暖性高压——副热带高压，其强度和范围冬夏季有很大不同，夏季强盛，位置最北，冬季减弱，位置最南。西太平洋副高脊线随着季节北进、南撤现象是东亚大气环流季节转换的最显著特征。夏季副高的移动有缓慢移动和突然跳跃两种方式，从初夏到盛夏西太平洋副高有两次明显的季节性北跳，平均而言，6月中旬前后，副高开始第一次北跳，东亚夏季风推进到长江流域，江淮流域入梅；7月中旬前后，副高第二次北跳，东亚夏季风推进到华北，江淮流域梅雨结束，华北雨季开始。初夏至盛夏西太平洋副高脊线北跳的位置对我国东部雨带的变化有直接影响。 西太平洋副高在随季节作南北移动的同时，还有较短时期的活动，即北进中可能有短暂的南退，南退中可能出现短暂的北进，且北移常与西进结合，南退常与东缩结合。西太平洋副高的这种进退，持续日数长短不一。如果将一个进退算作一个周期，长的可达10天以上，短的只有1－2天。 2003年南海夏季风爆发偏晚，强度偏弱，夏季西太平洋副高位置较往年偏南。6月20日前，主要降水带维持在华南、江南地区，对应于华南地区汛期；6月21日主要降水带北移到淮河流域，并维持到7月22日，降雨量多，但雨期集中，雨带位置偏北，局部地区降雨量大，而南方地区出现持续高温。副高强度偏强，位置偏西，有利于西南暖湿气流向北输
高等天气学复习题
高等天气复习纲要 1、什么是定常波，说明北半球定常波的水平和垂直分布特征。 定常波：时间平均值的纬向偏差，即：*[]A A A =-，表示为某物理量气候上的纬向不对称性（大 气平均状况）。 （1）水平分布特征 冬季：厚度场:**300850Z Z - 1）（量值）：定常扰动在50oN 达到最大值，中纬度的正距平区近似于定常波的脊区，主 要位于大洋东部；而负距平区主要位于两大陆的东部。（高度场的槽区和脊区） 2）（正负）：以30oN 为界南北距平分布的符号几乎相反，而且这种高低纬具有不同状态 的特征在其它层次对其它要素也很明显。可以看到PNA （太平洋北美型），EU （欧亚 型）、WP （太平洋西部）与EA （太平洋东部型）型的分布。 夏季： 1） 夏季定常波的高度场和温度场都在300N 附近达到最大振幅。 2） 主要是青藏高压和两个大洋槽，其次是大西洋槽伸入到地中海的部分、北非和落基 山的反气旋。 3）200hPa 高度场与海平面气压场分布相反：大陆热低压和海洋高压。 （2）垂直分布特征 冬季：高度场 1）在中高纬度，位势高度扰动的垂直位相随高度有明显的向西倾斜，向上可一直伸展到 平流层下部。反映在定常波的热通量上，在各层都是向极地输送的，并在850hPa 和 200hPa 达到最大值。 2）在600N ，定常波的垂直结构表明波动的振幅一直扩展到对流层下部而没有衰减，这种 定常波称为垂直传播的波型。 3）但是在450N 和250N ，波动的最大振幅出现在对流层顶附近，扰动随高度减小，这种波型 称为垂直截获的波型。 温度场 1） 温度扰动的最大振幅在中高纬位于近地面，表明中高纬的温度与下垫面地形有密切的 关系，最冷的空气位于两大陆的东岸，较暖的空气位于西岸，而在副热带最强的扰动 位于300hPa 附近。 2） 和高度场比较，地面温度场的最大值和最小值大致位于高度场最大值和最小值以西 3/4波长处，表明随高度有比较明显的向西倾斜。 3） 温度扰动垂直结构随纬度的变化，在低纬为截获波的特征，即平流层和对流层温度扰 动的位相相反。在中高纬度是垂直传播的波动，温度扰动随高度明显地向西倾斜。 夏季：1）夏季平均急流以北的定常波的垂直结构比较复杂。有些高纬环流系统如加拿大东部明 显的低压表现出相当正压的结构，其最大振幅在对流层顶。位势高度距平在各层同相。 2）在250N 的剖面上，可以看到同样的定常波垂直结构。即300hPa 上有很大的热力差异， 并且对流层上下层高度场相反。 3）夏季定常波波轴随高度向东倾斜，尤其是在500N 纬度附近。 2、说明北半球对流层中部和底部大气环流的平均状况，以及形成原因。 （1）500hPa （中层）平均状况 冬季：1）3个大槽：东亚大槽、北美大槽、欧洲浅槽。
高等天气学
高等天气学 1996 1、试用简明的涡度方程或位势倾向方程中各项说明制约温带气族发展的物理因子，进行简单的解释。 （位势倾向方程，其余略） 2、解释中尺度对流复合体（MCC ）的定义，并说明它的主要特点。（略） 3、什么叫“大气遥相关”，给出热带地区热源强迫所构成的几种大气遥相关型。 大气遥相关是指某个区域的大气环流的变化与远距离的某些区域的气象要素场有很强的相关关系。 在地面气压场上表现为一些大气活动中心之间的相反变化关系即涛动，如南方涛动（SO ）是指印度洋和南太平洋气压变化的呈相反关系的现象，即印度洋上各站（如达尔文港）气压下降时，太平洋各站的气压及爪哇降水增加的趋势。北大西洋涛动（NAO ），冰岛低压与北大西洋高压气压变化呈现相反关系，即当冰岛低压加深（中心气压下降）时，北大西洋高压加强（中心气压上升）；反之，当冰岛低压减弱中心气压上升时，北大西洋高压也减弱中心气压下降。还有北太平洋涛动。 在对流层中层500hPa 高度场，取一些基点与所有格点求相关，可以看到一些正负相间的波列，这些波列有的类似于射线沿着某种大圆路径走向排列，发源于热带地区而后向东转向与某一纬圈相切，再向后弯曲进入热带地区，如PNA 太平洋北美型、EA 大西洋东部型、EUP 欧亚-太平洋型；有的呈现为偶极子类型，如W A 大西洋西部型、WP 太平洋西部型。 这些波列表现为大气对一切持续的局地强迫作用在行星尺度上的响应，对地形有很强的依赖性，而气候平均定常波的存在是这种相关结构的成因之一。一方面遥相关对外源强迫如热带海表温度异常可以有极其明显的响应，例如赤道东太平洋SST 的异常将形成比较稳定的遥相关型，如PNA 、EUP 等。另一方面，大气内部的非线性相互作用也是激发遥相关型的重要原因，如基于行星波在球面上的二维能量频散理论可以较好地解释遥相关的大圆路径，而时间平均气流的不稳定发展也是重要的原因之一。 热带地区热源强迫所构成的几种大气遥相关型：南方涛动，PNA 也与赤道东太平洋SST 有一定关系 4、试述热带地区在全球大气环流中的重要性，近二十年来热带气象学（包括热带大气环流及大气系统）主要成就有哪些方面（请说出三种以上）？ 重要性：（1）热带是整个大气的水汽、热量和角动量源。（2）热带大气和扰动与中高纬的大气和扰动有明显的相互作用，不能将这两个地区的环流视为完全孤立的。（3）热带地区是地球上主要的海洋区，海气相互作用以及遥相关最显著，这是影响全球气候形成和异常的一个主要原因。 （主要成就有哪些方面） 5、叙述定常波形成的原因，及定常波在大气环流中的作用。 【定常波：纬向平均环流的偏差的时间平均定义为定常波，即*[]A A A =-。它表示时间平均图上的纬偏值，又称常定涡旋项，主要反映大气活动中心、高空平均槽脊以及季风等特征。其三维结构主要用半球时间平均场的纬向不对称分布和经度－高度剖面图表征。】 定常波的形成主要是地形和非绝热加热分布不均匀性强迫的结果，两者对于定常波的维持都是重要的。但热力强迫和地形强迫的定常波有不同的结构。热力强迫的扰动尺度比地形
高等天气学思考题讲解
第一单元绪论 1、天气学发展史，取得了哪些重要成就？ （1）、单站预报方法阶段——气压计的发明 大气科学研究开始由单纯定性的描述进入了可以定量分析的阶段。 （2）、地面天气图阶段（1860～1900） 历史上第一张天气图，开创了近代天气分析和天气预报方法，为大气科学向理论研究发展开辟了途径。 （3）、单站与天气图预报方法结合阶段（1900 ～1920） 随后他们又将低压中心的暖锋和冷锋结合起来，创立了近代锋面-气旋模式，并一直被沿用至今。 （4）、高空天气图的引入与波动理论的建立阶段（1920 ～1950） 由于无线电探空技术的发展使人们对高空气象资料的获取成为可能，对高空气象状况有了进一步了解。（完成了点平面空间；一维二维三维）。 （5）、开展数值天气预报的研究与应用阶段 随着计算机的发展，使得利用动力气象中的偏微分方程来定量预报大气要素与状况成为可能，同时使天气学和动力学更加紧密地结合起来。 （6）、数值预报与卫星、雷达等先进探测技术综合应用阶段 由于科技进步，卫星、雷达和自动监测站的进一步应用，已使天气预报的方法有了很大的变化。在概念上也发生了改变。如近年来提出的临近预报或现时预报（Nowcasting），就是利用先进的观测手段和通讯卫星以及各种统计方法作出及时的短期（0～6h）天气预报。 2、大气科学的发展有哪些新趋势，有何规律（可以发挥）？ （1）、新世纪初大气科学发展的一个显著特点是学科交叉 大气科学的研究已从大气圈、水圈、生物圈、冰雪圈和岩石圈的相互作用来理解全球气候，理解发生在大气中的各种运动和过程。 （2）、重视观测系统的建设和新观测技术的应用 更多地运用气象卫星、海洋观测卫星、多普勒雷达和各种特殊装备的飞机等多种探测手段，以及新的大气化学观测和分析方法，进行各种特殊项目的观测。 （3）、年际和年代际的气候变化及其预测将是大气科学研究的重要前沿问题人类是否正在改变着地球的气候？人类的影响相对于气候的自然变化来说有多大？未来的气候在多大程度上可以被预测？人类应当如何应对地球气候的重大变化。 （4）、全球和区域环境变化及其影响、预测和控制问题日益为大气科学界所瞩目随着环境问题的日益突出,全球环境变化的区域响应已成为全球变化研究的优先领域和热点问题之一。 （5）、灾害天气和气候等高影响天气气候动力学的研究日益受到重视 开展我国重大气候和天气灾害的预测理论研究，解决特大暴雨气象灾害的预警、预报模式和方法的科学性，客观性和准确性以及与强暴雨系统有关的大尺度天气系统如副热带高压短期异常变化的时间和条件，既是气象科学领域面临的重大课题，也是防御和减轻气候和天气灾害所造成的损失的关键，是国民经济建设的当务之急。
高等天气学复习题
1、什么是定常波，说明北半球定常波的水平和垂直分布特征。 2、说明北半球对流层中部和底部大气环流的平均状况，以及形成原因。 3、什么是瞬变波？说明北半球瞬变波的水平和垂直分布特征。 4、什么是锋面，什么是锋面气旋，利用不同物理量说明冷锋的空间结果特征。 5、说明冷锋附近的次级环流或垂直环流概况，并简述其特征。（P123-125） 6、绘图简述高空急流及其次级环流的结构特征和形成原因。（P138－139） 7、什么是赤道辐合带，赤道辐合带具有哪些特征。（P198－199） 8、说明低纬度大气环流的动力学特征，及其与中纬度的差异。（P204－208） 9、试用不同的物理量说明夏季风的特征，并图示说明亚洲夏季风系统成员结构。（P215） 10、什么是季风，说明季风形成的原因，及印度季风暴发的原因。（P217－225） 11、说明亚洲冬季风的系统成员结构，并简述冷涌的启动机制。（P261） 12、什么是季风扰动，具体有哪几类，并简述季风低压的结构特征。（P229） 13、说明中、低纬度大气环流的相互作用情况，并分类说明。（268－271） 14、什么是中尺度天气系统，有哪些天气现象，中尺度系统的基本特征有哪些。（P309，P361－362） 15、什么是飑线？什么是下击暴流，说明两者的形成过程。 16、什么是位势不稳定层结，什么情况下有利于位势不稳定层结的形成？ 17、雷暴发生的三要素及强风暴发生的天气条件。（P315－316） 18、各种物理条件对强风暴发生发展的作用。（P336表格） 19、风垂直切变和环境干空气对雷暴天气的作用各有哪些，说明原因。 20、什么是湿舌，什么是干线，两者对强对流天气的作用有哪些？ 21、低空急流的特征，低空急流对强对流天气发展的作用。（P443－450）
高等天气学思考与作业题
思考与作业题 01、锋面、气旋和气团学说的主要观点是什么？ 02、大气环流的概念及大气环流研究的主要方法 03、大气环流量的分解及大气环流输送量的分解，各项的物理意义 04、经圈环流流函数的定义及计算 05、定常波和瞬变波在大气环流中有何作用？ 06、给出时间平均和纬向平均的角动量方程，并解释各项的物理意义 07、给出时间平均和纬向平均的水汽方程，并解释各项的物理意义 08、准地转理论的推广与应用有哪几方面？ 09、半地转与准地转有何异同？ 10、中尺度不稳定目前有哪几种理论？各自的判据？ 11、热带大气主要有哪些波动？各自形成的条件和水平结构如何？ 12、给出现代高空锋面和对流层顶的模式图，并用位涡和绝对动量来确定高 空锋区位置和动力特性 13、给出锋生动力学表达式，并解释各项的物理意义 14、给出锋面次级环流诊断方程，并解释其物理意义 15、解释高空急流附近的次级环流 16、气旋的发生发展可分为几种类型？有哪些特征 17、气旋的爆发性发展如何定义的？其时空特征和发展与各类条件？ 18、热带大气运动有哪些基本特征和动力学特征？ 19、全球有哪些季风区？亚洲夏季风的成员有哪些？季风爆发的原因？ 20、印度季风爆发的原因主要有哪些？ 21、东亚季风是如何影响我国降水进程的？ 22、中低纬之间的相互作用主要有哪些？
23、论述台风形成的两种理论和发生发展概念模型 24、中小尺度系统发生发展的天气和环境条件有哪些？ 25、雷暴和强风暴有哪些主要特征？ 26、中尺度系统哪些基本特征？中尺度雨带哪些特征？有哪分类？ 27、描述飑线的结构和特征 28、概述重力波与强对流的关系的一些事实 29、中尺度天气系统怎样对大尺度产生反馈作用？ 30、概括中尺度对流复合体(MCC)的特征 31、暴雨的形成的三个大尺度因子，物理条件？中美暴雨天气型对比。 32、低空急流有哪些特征？如何影响在暴雨和强对流天气？ 33、概述平流层大气的温度场和风场特征 34、平流层爆发性增温及可能原因 35、各种尺度地形的一般作用有哪些？ 36、青藏高原和落基山的热力和动力作用？ 37、青藏高原对亚洲季风的影响体现在哪？ 38、概述阻塞高压形成的理论， 39、厄尔尼诺和ENSO 40、概述大气遥相关 41、概述可预报性 42、如何制作天气预报？
高等天气学思考与作业题答案
01、锋面、气旋和气团学说的主要观点是什么？ 02、大气环流的概念及大气环流研究的主要方法 03、大气环流量的分解及大气环流输送量的分解，各项的物理意义 04、经圈环流流函数的定义及计算 05、定常波和瞬变波在大气环流中有何作用？ 06、给出时间平均和纬向平均的角动量方程，并解释各项的物理意义 07、给出时间平均和纬向平均的水汽方程，并解释各项的物理意义 08、准地转理论的推广与应用有哪几方面？ 09、半地转与准地转有何异同？ 10、中尺度不稳定目前有哪几种理论？各自的判据？ 11、热带大气主要有哪些波动？各自形成的条件和水平结构如何？ 12、给出现代高空锋面和对流层顶的模式图，并用位涡和绝对动量来确定高 空锋区位置和动力特性 13、给出锋生动力学表达式，并解释各项的物理意义 14、给出锋面次级环流诊断方程，并解释其物理意义 15、解释高空急流附近的次级环流 16、气旋的发生发展可分为几种类型？有哪些特征 17、气旋的爆发性发展如何定义的？其时空特征和发展与各类条件？ 18、热带大气运动有哪些基本特征和动力学特征？ 19、全球有哪些季风区？亚洲夏季风的成员有哪些？季风爆发的原因？ 20、印度季风爆发的原因主要有哪些？ 21、东亚季风是如何影响我国降水进程的？ 22、中低纬之间的相互作用主要有哪些？ 23、论述台风形成的两种理论和发生发展概念模型 24、中小尺度系统发生发展的天气和环境条件有哪些？ 25、雷暴和强风暴有哪些主要特征？ 26、中尺度系统哪些基本特征？中尺度雨带哪些特征？有哪分类？ 27、描述飑线的结构和特征 28、概述重力波与强对流的关系的一些事实 29、中尺度天气系统怎样对大尺度产生反馈作用？ 30、概括中尺度对流复合体(MCC)的特征 31、暴雨的形成的三个大尺度因子，物理条件？中美暴雨天气型对比。 32、低空急流有哪些特征？如何影响在暴雨和强对流天气？ 33、概述平流层大气的温度场和风场特征 34、平流层爆发性增温及可能原因 35、各种尺度地形的一般作用有哪些？ 36、青藏高原和落基山的热力和动力作用？ 37、青藏高原对亚洲季风的影响体现在哪？ 38、概述阻塞高压形成的理论， 39、厄尔尼诺和ENSO 40、概述大气遥相关 41、概述可预报性 42、如何制作天气预报？
高等天气考试重点
1 什么是锋面，什么是锋面气旋，利用不同物理量说明冷锋的空间结果特征。（老师点评：理解） 锋面定义：冷暖气团的交界面处，气象要素不连续的过渡区。锋面具有很强的温度梯度、静力稳定度、绝对涡度和风垂直切变。 锋面气旋是指存在锋面的低压系统，主要活动在中高纬度，多见于温带地区，称 为锋面气旋，或温带气旋。在北方中高纬度地区，一般气旋和锋面联系在一起，是我国常见的天气系统。 不同物理量说明冷锋的空间结果特征a、位温(实线)和风速(虚) 、b 位涡c、绝对动量、b m-θ格点分布可以进一步地得到以下结论： 1）整个锋区可以由（y，p）面中较大的m区来表示。2）锋区中具有较大的地转风涡度。3）锋区的边界可以由绝对动量梯度的不连续区来确定。可以利用绝对动量m这一个物理量，在沿着锋区方向近似地转平衡条件下，来表征两维锋区。 1、锋面具有很强的温度梯度和绝对涡度 2、锋面具大的静立稳定度，以及在沿着锋区方向近似地转平衡的条件 下，完全可以用位涡来表征高空锋区。 2、什么是赤道辐合带，赤道辐合带具有哪些特征。（P198－199）（老师点评：答案中特征没有给全） 定义： 特征：? ITCZ是热带环流中重要的行星尺度系统，在海洋上可以产生很长的热带云带。? ITCZ一般不在赤道上，位于离赤道一定纬度的地方； ? ITCZ在海洋上纬向位置的季节变化比陆地上要小。 ?在北太平洋，ITCZ位于赤道与15oN之间，9－10月位置最北。 ? ITCZ所有变量的分布对辐合带几乎是对称的，并且季节变化不明显。气压在辐合带槽线处最低，经向风吹向槽内。气流的稳定度很小，辐合带的暖心结构很明显，最暖层次在对流层上部，辐合带表现为明显的湿区。 3、说明低纬度大气环流的动力学特征，及其与中纬度的差异。（P204－208）（老师点评：如果要考的话，低纬和中纬之间的相互作用关系更值得考） （1）热带天气尺度热力学变量的相对变化比中纬度的准地转运动约小一个量级。但是热带行星尺度运动似乎是准地转的。 （2）热带天气尺度运动是水平无辐散的，行星尺度系统是有辐散的。 （3）热带地区存在着不同类型大尺度低频变化的流型或波动。 （4）热平衡有明显的地理差异。 （5）积云对流及其垂直输送的重要作用。 4、什么是季风，说明季风形成的原因，及印度季风暴发的原因。（P217－225） 定义：季风是行星尺度的环流系统，是近地面层冬夏季盛行风向接近相反，且气候特征明显不同的现象。北半球季风区：亚洲，尤其是南亚和东亚以及非洲。南半球季风区：主要是澳大利亚。