11_中高纬度天气系统

G
D
当温度槽落后于高空槽时，低压槽线随高度升高 逐渐向冷区（向后）倾斜，称后倾槽。
500hpa
700hpa
槽前广阔范围内 盛行辐合上升气 流，产生稳定性 云系和降水。
850hpa
当温度槽与高空槽相重合时，低压槽线垂直， 称垂直槽。
500hpa
700hpa
高空槽发展到最盛 阶段，天气也发展 得最强盛。
锋面气旋的演变过程，大致可分为四个阶段 （P135图5· 17）：
初生阶段（a，b，c）； 成熟阶段（d，e，f）（P134图5· 15）； 锢囚阶段（g，h，i）； 消亡阶段（j，k，l）
锋面气旋的形成，最初由V· 贝坚克尼斯(Bjenknes) 为首的挪威学派首先提出锋面波动学说。波动学派认 为，锋面气旋是在一条准静止锋或缓行冷锋上发生扰 动，演变而成的。



垂直：
(1) 锋上暖空气呈螺旋式上升，锋下冷空气呈扇形散开下沉
(2) 高层是高空槽前气流辐散区，低层是气旋辐合区，上升运动
D
(3) 是温度不对称系统，低 压中心轴线自下而上向 冷区偏斜。
2、天气：一个发展成熟的锋面气旋的天气模式 前方：宽阔的暖锋云系，连续性降水 若水汽充足而不稳定，则St、Sc，毛毛雨 中部：暖气团天气 若干燥，则薄云，无降水 若是缓行冷锋，则有层状云 连续性降水 后方：较狭窄的冷锋云系，降水 若是急行冷锋，则有积状云 雷阵雨 Cb Ci Cs Ns As
一个锋面气旋活动时间约5天左右。但并非气旋 都需经历全部阶段。 锋面气旋所处的不同阶段、不同地区、不同季节， 带来不同的天气，在我国所产生的天气主要是大风 和降水。如江淮地区，锋面气旋常带来充沛的降水， 并常引起大范围的灾害性暴雨和大雨；在北方，常 会造成大风和风沙。
东亚的锋面气旋源地主要集中于两个地带：一个在 45°~55°N之间，即内蒙到东北一线，称为北方气旋； 另一个在25°~35°N之间，即从长江中下游至日本南 部，称为南方气旋。这两类气旋集中带与东亚北、南 两支锋带相联系。


长波槽、脊的活动： 是维持大气环流的一种重要机制； 是中高纬度较小尺度天气系统产生和发展的 背景条件。 其稳定和调整往往引起天气系统的变化，甚 至造成环流形势的转变。
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短波： 槽前：上升气流，云雨天气； 槽后：下沉气流，晴朗天气。
（二）阻塞高压和切断低压

大气长波演变而成的闭合系统
1、阻塞高压（阻高）
B
A
G
因此： 高空槽前最利于地面气旋的发展 高空槽后最利于地面反气旋的发展。
大量资料证明，只有发生在高空槽前的气旋和高空槽后的 反气旋才能得到发展和壮大，否则，气旋和反气旋难以形成， 即使形成也将不断减弱以至消失。
G
D
高空气流路径与地面气旋和反气旋配合示意图 （上图为高、低空叠加图，下图为沿XY线的剖面图）
3、发生和发展

第一类（A类）气旋：由锋面波动发展而成 第二类（B类）气旋：由地面低压发展而成 相似
都同高空温压场结构和演变密切相关


锋面气旋发展的高空温压场理想模式是： 高空温度槽落后于高k槽且气旋始终处于高空槽的前方。 槽前：气流辐散会造成地面系统动 力减 压 槽后：气流辐合，会造成地面系统动力 加压 D

1、初生阶段 ：气旋发生前高纬偏东风，温度低；低纬是偏西风， 温度高；中间有一条准静止锋。


开始出现波动时，冷空气向南侵，暖空气向北扩展，于是静止 锋带东端演变为暖锋，西端演变为冷锋，并出现了相应的锋面 降水。 地面图上开始形成低压中心，出现了一条闭合等压线（a）。 这个阶段，高空温压场特点是（b），温度槽落后于高空槽，高 空槽落后于地面气旋中心之后。地面气旋中心恰处于高空槽前 气流辐散区，为暖平流，气旋后部正是高空槽后冷平流辐合区。 在此温压场的配置下，暖锋前热力 因子引起减压(图a横线区－)。冷锋 后为热力增压（+）。气旋中心为 动力因子引起减压(图a竖线区－)， 促使气旋加深发展。此阶段天气发 展较弱。

冬季，乌拉尔阻塞高压维持时，阻塞 高压上游的欧洲地区，因冷空气受阻、 滞留而出现严寒天气，

而阻塞高压下游的亚洲地区，则多平 直的环流，冷空气活动较弱，天气变 化不大。
一旦阻塞高压崩溃，阻塞高压下游的 冷空气在西北气流的引导下，迅速南 侵，可爆发一次寒潮天气过程，出现 严寒天气。

2、切断低压

温压场较对称的深厚暖高压
特征： （1）闭合中心，50°N以北 （2）5~7天 （3）移动：﹤7~8个经度/天，准静止，向 西退







形成 命名 地区性、季节性 天气： 晴朗，不同部位有差异 东部：偏北气流，冷平流，下沉运动，冷晴 西部：偏南气流，暖平流，上升运动，阴雨 南北：西风气流，短波，时阴时晴

（一）大气长波

行星波、罗斯贝波
波长：5000~7000千米，P109图 波幅：10~20个纬距以上 移动：自西向东，＜10经度/天，准静 止，倒退 时间：3~5天以上


一般：等温线的位相稍落后于等高线 冷槽暖脊
槽前：暖平流 辐合上升运动 云雨区
槽后：冷平流 辐散下沉运动 晴朗

（二）温带气旋 （锋面气旋）

1、 结构： 发展成熟的锋面气 旋模式： P134图5· 15 中间为平面图 上图和下图为垂直 剖面图

平面： (1) 逆时针旋转，中心气压值最低 (2) 自中心向前方伸展一个暖锋，向后方伸 出一条冷锋，两锋之间是暖空气，以北 是冷空气。 （图中阴影部分为降水区，暖 锋坡度小， 雨区宽；冷锋坡度大，雨区窄。）
第二节 中高纬度天气系统
一、对流层中、上层 ，500hpa （大型天气系 统，）： 大气长波、阻高、切断低压、极涡 二、对流层中、下层 ，700、850hpa （西风带 中型扰动）： 高空槽、切变线、低涡 三、近地面： 温带气旋和反气旋
一、高空主要天气系统

波状西风气流
超长波：波长＞10000千米 长波：波长3000~10000千米 短波：波长＜3000千米
4、气旋族

锋面气旋一般不是单个出现，而是在同一条锋上产 出一连串的气旋，称为气旋族。 气旋族中每一个锋面气旋都同一个短波槽相对应。 气旋族上的各个气旋，大致沿高空急流方向自西南 向东北方向移动。 不同阶段

（三）冷性反气旋和寒潮



1、冷性反气旋： 中、高纬度；冬季； 降温、大风、降水 是中、高纬地区冬季最突出的天气过程 近地面，势力十分强大 浅薄系统， 水平范围很大，如：西伯利亚高压
3、锢囚阶段： 锋面气旋进一步发展的结果，冷锋追上了暖锋，接近 气旋中心的暖空气被冷空气包围，并抬离地面，出现 了锢囚。气旋低层出现冷性涡旋。 这时，高空槽进一步发展，出现了闭合中心（ h）， 高空温度槽与闭合中心更加接近，冷平流已侵入到气 旋的南部，气旋达到最盛阶段。
天气达最盛期，出现大
850hpa
当温度槽超前于高空槽时，低压槽线随高度升高 逐渐向冷区（向前）倾斜，称前倾槽。
500hpa
700hpa
槽后冷空气置于槽 前暖空气之上，导 致低槽很快消失， 产生不稳定云系和 阵性降水。
850hpa
我国：西北槽、青藏槽、印缅槽
2、切变线



风向或风速分布的不连续线； 即风向或风速发生急剧改变的交界线。 特征： （1）850、700hpa等压面上 （2）两侧气流出现明显的气旋式切变 （3）两侧温度梯度很小（与锋的主要区别）

降水主要产生在寒潮冷锋附近。

淮河以北空气较干燥，很少降水，偶 有降雪。 淮河以南，暖空气活跃，含水汽较多， 降水机会增多， 尤其当冷锋速度减慢或在长江以南静 止时，能产生大范围、长时间的降水。


第三节 低纬度天气 系统
一、副热带高压

（一）概述 在南、北半球的副热带地区，存在着一条由于动力 作用而形成的高压带。由于海、陆分布的影响，这 条高压带常被割裂成若干个高压单体，这些单体统 称为副热带高压，简称副高。
大风出现在寒潮冷锋附近， 风速一般可达5~7级，海上达6~8级， 有时短时间出现12级大风，也有时大 风持续1~2天。 大风强度以我国西北、内蒙最强。

在北方多吹西北风，中部偏北风，南 方为东北风。



寒潮冷锋过境后，气温猛烈下降，降温可持 续一到数天。西北、华北地区降温较多，中 部、南部由于冷空气在南侵过程中逐渐变性， 降温幅度有所减小，但还是可引起冰冻和霜 冻等。 如1955年1月有连续寒潮侵袭，使我国华中、 华南绝大部分地区出现破纪录低温，如武汉 －14.6℃，南京－14.0℃，上海－9.2℃，南宁 －2.1℃，海南岛南部也出现了罕见霜冻。 其中江苏、安徽、湖北、湖南、江西等省不 少地区连续出现10~15天大雪和冻雨，大部分 江河封冻，导致交通、电讯受阻，农牧业生 产遭受较大损失。华南地区数十万亩热带经 济作物和经济林木被冻死。

温压场较对称的冷低压。 形成、消亡 天气： 前部（东和东南侧）：云雨天气 后部（西侧）：降水



（三）极地涡旋

高空：极地涡旋（冷低压） 低空：冷高压
（四）高空低压槽和切变线
（中型扰动，700、850hpa） 1、高空低压槽：垂直结构：
槽前：暖湿的西南气流 成云致雨 槽后：干冷的西北气流 晴冷天气 高空槽都有高空温度槽 相配合：
范围云雨区，雨量增大， 风力加强，常可造成危害。
卫星云图： 云系呈螺旋状，在锋面云带后出现干舌，并逐渐伸向气旋中心。 当干舌伸到气旋中心时，水汽供应被切断，气旋不再发展。



4、消亡阶段： 经过锢囚一段时间以后，冷空气从前后包围 了暖空气，迫使暖空气抬离地面，这时，气 旋与锋面脱离，成为冷性涡旋。 高空温压场近于重合，构成一个深厚的冷低 压（k）。在地面摩擦、辐合作用下，气旋 逐渐填塞、消亡。

3、低涡（冷涡）

700hpa上较明显；


强度较弱，常只有一条甚至无闭合等高线， 只有风场上的气旋式的闭合环流； 范围较小，几百千米； 地面常被诱导出低压； 辐合上升，云雨天气。
我国：西北涡、西南涡

二、温带气旋和反气旋




（一）概述 名称 范围 强度 旋转方向 分类
分类：



（1）冷锋式切变：偏北风与偏西风之间的切 变，自北向南移动；与冷锋类似。 （2）暖锋式切变：东南风与西南风之间的 切变，自南向北移动；与暖锋类似。 （3）准静止锋式切变：东风与西风之间的 切变，少移或南北摆动；与准静止锋类似。
结构与天气：




气流呈气旋式环流，水平辐合明显，利于发展上升 运动，产生云雨天气。 （1）冷锋式切变：降水量不大，时间不长 （2）暖锋式切变：云层厚，降水量较大，时间较 长 （3）准静止锋式切变：气流辐合较弱，云层较薄， 降水量不大，时间较长 江淮切变线： 产生于江淮流域（青藏高原以东，25°~35°N之间） 中低层上空准东西向的切变线。沿切变线经常有西 南涡东移，造成沿途的大降水天气，它是引起江淮
亚洲最频繁、最强大（中心气压值高、水平范围很 大）：
大陆面积广大，冬季降温幅度大 高大地形阻挡冷空气南下

当其南移时，就造成一次冷空气袭击
2、寒潮




在冬季，强烈的冷高压活动带来强冷空气的 侵袭，如同寒冷潮流滚滚而来，给流经地区 造成剧烈降温、霜冻、大风等灾害性天气。 寒潮的标准、出现时间 纬向环流转变为经向环流（P138图a） 寒潮冷锋 大风，强度以西北、内蒙为最强 降温，常达10度以上 降水，产生在冷锋附近


阻塞高压对中高纬地区天气的影响非常 明显。 在亚洲主要出现在乌拉尔山和鄂霍次克 海地区的上空； 它（们）的形成和崩溃，常伴随着大型 环流的转变，对我国高空的环流形势和 大型天气过程影响较大。


如夏季：亚洲东北部鄂霍次克阻塞高压 出现后，构成东亚夏季环流的稳定形势， 使我国江淮流域一带出现稳定的梅雨天 气。

2、成熟阶段：


锋面波动振幅进一步增大，冷、暖锋更加发展， 锋面降水继续加强，雨区不断扩大。 地面图上等压线增多（ d），气旋中心气压值 比外围低10一20hpa左右。
此阶段，高空温压场振幅
增大（e），温度槽接近 高空槽。地面气旋仍处在 高空槽前，气旋前部仍为 暖平流（d），后部为冷 平流，暖空气区变窄。