自然地理学第11周 大气运动和天气系统

静止锋，如昆明、南岭准静止锋
梅子与梅雨
（4）锢囚锋天气
锢囚锋是两个移动的锋 面形成的，其云系具有两 种锋面的特征，锋面两侧 都有降水区，锢囚锋降水， 保留了原来锋段的降水特 点，由于锢囚作用，气流 上升运动进一步发展，使 云层变厚，降水量增加， 降水区扩大。
（二）气旋和反气旋 1．概述 （1）定义： ①气旋是占有三度空间的中心气压 比四周低的水平空气涡旋，又称低 压。 ②反气旋是占有三度空间的、中心 气压比四周高的水平空气涡旋，又 称高压。 （ 2 ）分类：气旋按发生地区分温 带气旋和热带气旋，反气旋分极地 反气旋、温带反气旋和副热带反气 旋
2．气旋 （1）温带气旋（锋面气旋） 温带气旋是指具有锋面结构的低压，因而又称锋面气旋。 它主要活动在中高纬度，更多见于温带地区，是温带地区 产生大范围云雨天气和主要天气系统。 ① 结构 ② 天气 ③ 分布
温带气旋发展云系
温带气旋锢囚云系
温带气旋成熟云系
温带气旋消散云系
（2）热带气旋 ①定义：热带气旋是形成于热带海洋上，具有暖心结构、 强烈的气旋性涡旋。
极地高气压带
0o
低
气
压
带
全球气压带和风带随季 节发生移动
90o南纬
3.经向三圈环流
极地环流圈
中纬度环流圈
信风环流圈
（二）季风环流 1．定义： 2．成因： （1）夏季风 （2）冬季风 3．季风区的划分标准
季风角大于 120°时，季风指数（盛行风向频率的平均值） 大于40%为季风区，大于60%为季风显著区。
②分类：按中心附近平均最大风力 热带低气压：小于8级 热带风暴：8~9级 强热带风暴：10~11级 台风：大于12级 ③天气现象
台风眼处风和日丽 台风中心附近出现最大风速和最强暴雨
北部
西部
台风眼
东 部
南部
飓风狂袭美国造成10-20亿美元损失
2．反气旋 反气旋范围内没有锋面，中心多出现下沉气流，故天 气晴好。 （1）冷性反气旋
④风场： 锋两侧风向通常为气旋式变化。当冷锋为东北西南走向时，锋前吹西南风，锋后吹西北风。 ⑤天气现象： 多云雨天气。
（3）类型 ①冷锋：冷气团主动向暖气团方向移动的锋 ②暖锋：暖气团主动向冷气团方向移动的锋。
③准静止锋：很少移动或移动速度非常缓慢的锋。
④锢囚锋：锋面相遇、合并后的锋。
暖式锢囚锋
冷式锢囚锋
3．锋面天气 （1）冷锋天气 ①第一型冷锋：或称缓行冷锋，坡度小。 过境前天气：晴朗 过境时天气：阴天、下雨、刮风、降温 过境后天气：气压升高，温度骤降，天气转晴 云的变化：低云系向高云系转化 降雨位置： 地面锋线后 ②第二型冷锋：亦称急行冷锋。坡度大。
一型冷锋
二型冷锋
冷锋过境前的 天气情况？
v c r
2
C — 离心力；V — 空气运动度；r — 曲率半径。
4．摩擦力 力的方向与物体运动方向相反 1—2km以下的气层称为摩擦层。 1—2km以上大气称为自由大气
（二）自由大气中的空气运动
1．地转风 （1）定义：自由大气中空气作等速、直线水平运动。 （2）成因：气压梯度力与地转偏向力达到平衡。
（2）暖性反气旋(副热带高气压）
第四节 气候的形成
• 一 气候和天气系统 （一） 气候的概念 1·定义：气候是指某一地区多年间大气的一般状态及其变 化特征。它既反映平均情况，也反映极端情况，是各种天 气现象的多年综合。气候和天气是两个不同的概念。从时 间尺度上看，气候是时间尺度很长的天气过程，天气则是 瞬时或短时间内的大气状态。 2·当代气候对于当前气候，规定用刚刚过去的三个十年， 共三十年的平均值作为准平均每过十年更新一次。目前应 用1981－2010年准平均。
高压
低压
700hPa
800hPa
暖
冷
地面
（ 3 ）风向：北半球背热成风而立，高温在右，低温在左；南半 球则相反。 gZ Tm （4）表达式 vT
2 sin Tm N
（5）热成风对地转风的影响 ① 地转风随高度作顺时针旋转，伴有暖平流。 ② 地转风随高度作逆时针旋转，伴随有冷平流。
低
B
风向
（hPa）
1010 1020
A
1030
方向：垂直于等压线，由高压指向低压
2．地转偏向力 由于地球自转而使在地球上运动的物体发生方向偏转的力，称 为地转偏向力。 力的方向与物体运动方向垂直。
A 2v sin
由方程可知赤道上地转偏向力为零；两极地转偏向力最大，为2νω
3．惯性离心力 当空气作曲线运动时，还受惯性离心力的作用。惯性离心力方向 与空气运动方向相垂直，并自曲线路径的曲率中心指向外边缘。
2.行星风系
(1)信风带 (2)西风带 (3)极地东风带 30o 60o
极地高气压带
90o北纬
极地东风带 副 极 地 低 气 压 带
西南风 西风带 副 热 带 高 气 压 带 东北 信风带 赤 道 东南 信风带 30o 60o 副 热 带 高 气 压 带 西北风 西风带 副 极 地 低 气 压 带 极地东风带
（hPa）
1002
1004
1006
1008
1010
气压梯度力 地转偏向力 风向
地转偏向力方向：垂直风向
（3）公式：
1 P Vg 2 sin n
（4）风向：白贝罗风压定律—北半球背风而立，高压在右，低压 在左；南半球相反。既可根据高空风向确定所在高度的气压分布状 况，也可根据空中气压场分布状况了解所在高度的气流情况。 （5）适用范围：大尺度天气系统。
如何用符号表示风力和风向？
北
每一道 风尾表 示风力 为2级 风尾标在“风向” 上
2.梯度风 （1）概念：自由大气中的空气作曲线运动时，作用于空气的气压梯度力、地 转偏向力、惯性离心力达到平衡时的风，称为梯度风。
（2）风场类型 ① 气旋式风场：指中心低压，旋转方向呈逆时针方向。气压பைடு நூலகம்度力=离心力+柯 氏力，平衡时的风速比单独只有地转偏向力时小。即在中纬度低压区或低压槽内， 观测到的风经常小于地转风。 ② 反气旋式风场：反气旋是指中心高压，呈顺时针旋转。气压梯度力+离心力= 柯氏力，因而平衡时的风速必定大于地转风，这就是在高压区或高压脊内经常观 测到超地转风的缘故。
第三章大气圏和气候系统
第三节 大气运动和天气系统
一、大气的水平运动 （一）作用于空气的力
1．水平气压梯度力:存在水平气压梯度时单位质量空气所受的力， 称为水平气压梯度力G，其表达式是：
1 P G n
G — 水平气压梯度力；ρ— 空气密度； Δp —两条等压线之间的气压差； Δn — 两条等压线之间的垂直距离； Δp ／Δn — 为水平气压梯度； “ － ” 负号表示方向由高压指向低压。
2．锋及其分类 （1）定义：温度密度差异很大的两个气团相遇形成的狭 窄过渡区域，称为锋，又可称为锋面。锋面与地面的交线 叫锋线。
（2）特点： ①垂直形状特点：锋面坡度倾向冷气团一侧，倾角随高度 的增加而逐渐变小。
②温度场：锋区的水平温度梯度比锋两侧的单一气团内的 温度梯度大得多。 ③气压场： 锋常出现在低压槽中。
高压
低压
摩擦层中，风随高度的 变化受摩擦力和气压梯 度随高度变化的影响。 在气压梯度不随高度变 化的情况下，离地面愈 远，风速愈大，风向与 等压线的交角愈小。把 北半球摩擦层中不同高 度上风的向量投影到同 一水平面上，可得到一 条风向风速随高度变化 的螺旋曲线，称为埃克 曼螺线。
3 ．根据风速大小，可将风力划分为 12 级。从风力征象即可估算出 相应的风级。 青箬笠，绿蓑衣， 斜风细雨不须归 八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅
（三）局地环流
1．海陆风 （ 1）定义：沿海地区，以一天为周期、随昼夜变化而方 向相反的风，称为海陆风。白天由海洋吹向大陆；夜间由 大陆吹向海洋。 （2）成因：昼夜间海陆热力差异。
2．山谷风 （1）定义：山区白天地面风从谷地吹向山坡（谷风）； 晚间地面风从山坡吹向谷地（山风），这就是山谷风。 （2）成因：
冷气团
暖气团
城市
（2）暖锋天气
过境前天气： 晴朗 过境时天气： 连续性降水 过境后天气：气压下降，温度升高，天气转晴 云的变化： 高云系向低云系转化 降雨位置： 地面锋线前
暖锋过境前的天气 情况？
冷气团控制， 气温低、气压高、 晴朗
暖气团
冷气团 城市
暖锋过境前的 天气情况？
暖锋过境时的 天气情况？
离心力
离心力
低
气压梯度力 柯氏力 气压梯度力 柯氏力 气压梯度力 柯氏力
高
（3）风向：白贝罗风压定律 （4）气压梯度限值 ① 反气旋内：特别是在其中心区，不可能有很大的气压梯度。 ② 气旋区内：不存在极限值。 （5）适用范围：大尺度天气系统。
离心力
离心力
低
气压梯度力 柯氏力 气压梯度力 柯氏力 气压梯度力 柯氏力
暖锋控制，连续 冷气团控制， 气温低、气压高、 性降水 晴朗
暖气团 城市
冷气团
暖锋过境前的 天气情况？
暖锋过境时的 天气情况？
暖锋过境后的 天气情况？
暖气团控制，气温 升高、气压降低、 天气转晴
暖锋控制，连续 冷气团控制， 气温低、气压高、 性降水 晴朗
暖气团 城市
冷气团
（3）准静止锋天气
准静止锋与天气
3．焚风 （1）定义：沿着背风山坡向下吹的热干风叫焚风。 （2）成因
3000m
2℃
2℃
500m
15℃ 32℃
20℃
区分：迎风坡、背风坡
•
阳坡、阴坡
忽如一夜春风来，千树万树梨花开
三、主要天气系统
（一）气团和锋
1．气团及其分类 （1）定义 （2）气团的形成条件 ①范围广阔、地表性质比较 均匀的下垫面。 ②稳定的环流场 （3）气团的变性 （4）气团分类 按热力性质可分为冷气团和暖气团。 按汽团源地地理位置可分为极地气团、热带气团、赤道气 团等 按气团源地的下垫面性质可分为海洋气团、大陆气团