第二章 气团与锋
常见天气系统
暖气团控制,气温高、 冷锋控制,阴天、 气压低、晴朗 下雨、刮风、降温
冷气团
暖气团
市区
想一想:
冷锋过境前市 区的天气? 冷锋过境时市区 的天气? 冷锋过境后市 区的天气?
冷气团控制,气温降 低、气压升高、晴朗
暖气团控制,气温高、 冷锋控制,阴天、 气压低、晴朗 下雨、刮风、降温
冷锋降水多发生在锋后
作业
2、读水循环图,回答:(每空1分,共10分) (1)根据水循环发生的领域而划分的三类水循环类型, 图中甲是 循环; 乙是 循环, 丙是 循环。 (2)图中各字母所表示水循环的环节分别是: A C D E G F (3)水循环的动力是
甲 乙 丙
作业
C
H F 湖 G E D
A
海 洋
B
水循环示意图
被迫抬升 锋 后
雨区范围 天 过境前 气 过 过境时 程 过境后 天气实例
冷气团控制,低温晴朗 暖气团控制,温暖晴朗 阴天、雨雪、刮风、降温 连续性降水 气温下降,转晴
夏季暴雨,冬季寒潮,春季沙尘暴
气温上升,气压下降, 转晴
一场春雨一场暖
back
读图回答问题:
1、图示锋 冷 面属于 锋。在这种 锋面影响下 ,我国冬季 常形成一种 灾害性天气 是 寒潮。
第二章 第3节
气团、锋、气旋、反气旋
一、气团 (1)、气团的概念
温度、湿度、气压等物理 性质分布比较均匀、相似 的大团空气。
(2)、气团分类
冷气团(冷空气)
根据温度
暖气团
冷气团
海洋性气团
根据湿度 大陆性气团
暖气团(暖空气)
1、锋面:
暖气团
冷气团
冷暖气团的交界面叫锋面 冷气团在下,暖气团在上 锋面附近常伴有云、雨、大风等天气。
天气系统中的气团和锋
(1.5km以下)称为近地面锋。
锋有哪些特征?
• 锋面坡度 锋面倾斜的程度,称锋面坡度。锋面坡度的
形成和维持是地球偏转力的结果。
• 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。
锋面是大气斜压性集中带,是大气位能的积 蓄区。
锋面逆温
锋下部是冷气团,上部是暖气团,自下而上 通过锋区时,出现气温随高度增高而增加的 现象。
• 气压场
• 风场
锋附近的风场是同气压场相适应的,锋线附 近的风场具有气旋性切变。
锋面,锋线和锋区有什么不同?
• 锋是冷暖气团相交绥的地带 • 锋线是锋面与地面的交线 • 锋区是天气图上温度水平梯度大而窄的区
天气系统
气团和锋
讲解内容
• 1、什么是天气系统?天气系统是如何分类 的?
• 2、什么是气团?气团形成的条件有哪些? 什么是气团的变性?气团是如何分类的?
• 3、什么是锋?锋有哪些特征?锋面,锋线 和锋区有什么不同?
什么是天气系统,天气系统是如何 分类的?
• 天气系统通常是指引天气变化和分布的高 压、低压和高压脊、低压槽等具有典型特 征的大气运动系统。
• 分类:按尺度特征分类。
什么是气团?气团形成的条件有哪 些?
• 定义:气象要素(主要指温度、湿度和大 气静力稳定度)在水平分布上比较均匀的 大范围空气团。
• 形成条件:1、范围广阔、地表性质比较均 匀的下垫面
2、有一个能使空气物理属性在 水平方向均匀化的环流场
什么是气团的变性?
• 气团随着环流条件的变化,由源地移行到 另一新的地区时,由于下垫面性质以及物 理过程的改变,气团的属性也随之发生相 应的变化,这种气团原有物理属性的改变 过程称为气团变性。
天气学原理和方法 第二章 气团与锋
第一(dìyī)型冷锋天气模型
锋面在高空槽前,多稳定性天气。移动缓慢,锋面坡 度不大(约1/100),锋后冷空气迫使暖空气沿锋面 平稳地上升,当暖空气比较稳定,水汽比较充沛 (chōngpèi)时,会形成与暖锋相似的范围比较广阔的层状 云系,只是云系出现在锋线后面,而且云系的分布次 序与暖锋云系相反,降水性质与暖锋相似,在锋线附 近降水区内还常有层积云、碎雨云形成。降水区出现 在锋后,多为稳定性降水。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。
冷锋前暖锋后,静止锋附近:变压不明显
共一百零六页
共一百零六页
t (PL PN) 0
t
(PL
PN)
Cx(PxL
PN x
)
暖锋 情 (nuǎnfēng) 况下
Cx 0 而
因此(yīncǐ) 有
PL PN
t
t
PL PN x x
即暖锋(nuǎnfēng)前变压代数值小于暖锋(nuǎnfēng)后变压代数 值
第二章 气团 与锋 (qìtuán) § 2.1 气 团
共一百零六页
气团的概念及性质
从地等)比较均匀的大块空气, 它的水平范围常可达几百到几千公里,垂直范围
可达几公里到十几公里,水平温度差异小,一百公
里范围内的温度差为1℃,最多不超过2 ℃,垂直
方向上温度随高度递减。这种性质比较均匀的大块 空气叫做气团
共一百零六页
气团形成与变性
1 形成条件:性质均匀的广阔的地球表面, 缓慢运动 下沉辐散,稳定的环流
• 方式(fāngshì):各种尺度的湍流、系统性垂直运动、
蒸发、凝结和辐射等物理过程
3 气团变性:移动到新的源地,气团的物理属性逐
高中地理2.1气团和锋面
谢谢
g m T
______Margules锋面坡度公式
tg f T vg , 0
g m T
2
1)锋面的坡度与 f 成正比,高纬锋面坡度大于低纬。 冷锋南下时,锋面坡度逐渐减小。
赤道上 f 0, tg 0 , 即无锋面
2)锋面的坡度与锋两侧的温度差成反比,温度差越大,坡度越小 。
T 0, tg , 90 即无锋面
三维
暖锋:锋面在移动过程中,
暖气团起主导作用,推动锋 面向冷气团一侧运动
地面
暖锋所经之处,暖空 气代替冷空气,使该 地区气温升高。
三维
静止锋:冷暖气团势力相 当,锋面移动很少
锋面在某一地区来回摆动。
锢囚锋:暖气团、较冷气团、
更冷气团相遇时先构成两个 锋面,然后其中一个追上另 一个锋面即形成锢囚。
*控制区为干冷天气;与热带海洋气团
春季: 西伯利亚气 团与热带海洋气团
相遇,在华南沿海等地构成阴雨天气;
*北极气团 南侵我国,可造成强寒潮 天气。
势力相当,是锋面 及气旋活动最盛时 期;
秋季:变性的西伯利亚 气团占主要地位,热带 海洋气团退居东南海上
,我国东部地区秋高气 爽。
夏季:西伯利亚气团:在长城以北和西北 活动频繁,与南方热带海洋气团 交绥,
§2.3 锋面结构模型
1、大气中的不连续面
• 不连续面:其两侧距离为无限小的两个点上的某物理量A 的数值不相等(即不连续),这样的面称为不连续面。
物理量一 阶导数不 连续
物理 量不 连续
1、不连续面结
构( 极锋理论,
COLD
冷暖气团的交
界面)
2、过渡带锋面
结构(高空急流,
斜压不稳定)
气象学课件--气团和锋面
锢囚锋
锋的分类示意图(4) 锢囚锋 (a) 冷式 (c) 中性 (b) 暖式
锋的分类示意图(5) 锢囚锋 典型的中纬度波动性气旋中冷式锢囚锋 形成过程的物理图像。
在图的上半部为波动性气旋中锢囚锋形成过程平面图,其下半部为经过平面 图中AB两点,跨越锋面的垂直剖面图。图a表示成熟性波动气旋,此时尚未 形成锢囚锋,冷锋继续向前运动,逐渐赶上暖锋;图 b表示部分锢囚性波动 气旋,此时在气旋的中心附近,出现锢囚锋;图 c表示锢囚性波动气旋,此 时出现比较成熟的锢囚锋。
3.1.3 风场特征
• 由于地面锋位于气压槽中,锋线附近的风场具有气旋性切变,而
地面摩擦作用可使这种气旋性切变更加明显。
• 锋面附近的风场气旋性切变包括风速切变和风向切变。在有些情
况下,风速切变要比风向切变明显,有时风向切变要比风速切变明 显,有些情况下两者都非常明显。 • 由于锋区的水平温度梯度要比其周围的水平温度梯度大,由热成风关系
大气的变量是连续的,而锋面被看成是具有明显梯度的区域,带状锋 模式正适合这种观点。 • 在带状锋模式中,锋面具有一定的水平宽度和垂直厚度,在锋面的
过渡带(锋区中的水平温度梯度要比锋区的两侧大得多,而水平温度 梯度的强烈变化发生在锋区与锋区外侧的冷空气团(或暖气团)边缘 的比较窄的区域里。
锋 面 云
Margules锋面坡度公式
基本假定: 1)锋面两侧冷暖空气的温差较小,即Tw-Tc «T*; 2)锋面是南北方向; 3)不考虑湍流影响,使锋面保持陡的不连续面。
基本公式: 1)地转运动方程 (p25) 2)静力平衡方程 (p25) 3)沿任意等温面的个别变化方程: δT= 0
地转运动
地转风 Geostrophic Wind
气团与锋
暖锋天气
暖锋天气
暖锋附近气流垂直运动
缓行冷锋) 第一型冷锋天气(缓行冷锋)
云系: 云系:由低层到高层依次为Ns→As→Cs→Ci,与暖锋相反。 降水: 降水:在锋线附近150-200Km和锋后,产生稳定性降水。若 锋前暖空气不稳定,伴有积雨云和雷阵雨天气。 气温: 气温:逐渐降低。 气压: 气压:逐渐升高,锋后有大的正变压。 能见度: 能见度:锋过变好。 风:北半球锋前S-SW,锋后N-NW,过境顺转; 南半球锋前N-NW,锋后S-SW,过境逆转。 锋后风速远大于锋前,常可在海上造成7-8级风。 垂直运动: 垂直运动: 在冷空气一侧以下沉运动为主,暖空气一侧 多 为上升运动。 锋面坡度: 锋面坡度:1/100。
冷式锢囚锋
暖式锢囚锋
锢囚锋
(Occlusion front)
锢囚锋
暖锋 冷锋
锋面天气模式
云系: 云系:从高层到低层依次为Ci→Cs→As→Ns。 降水: 降水:在锋前300-400公里处产生连续性降水,中或大雨。 气温: 气温:气温逐渐升高。 气压: 气压:逐渐降低,暖锋前ΔP3有大的负变压。 能见度:最初较好,雨区能见度差。锋前50nm出现锋面雾。 能见度: 风:北半球锋前吹E-SE风,锋后S-WS风,过境顺转;南半球 锋前吹E-NE风,锋后N-NW风,过境逆转。风速大小视气压梯 度而定。 垂直运动: 垂直运动:一般锋附近的冷、暖空气均为上升运动。 锋面坡度: 锋面坡度:1/100—1/200。
第一型冷锋天气
第Ⅰ型冷锋附近气流垂直运动
急行冷锋) 第二型冷锋天气(急行冷锋)
云系:锋前不稳定,为积状云,夏:Ac(As),Cb,Fn; 云系: 冬:Ci→、Cs→As→Ns。 降水: 降水:锋前及锋线附近常为雷暴和阵性降水。 气温: 气温:迅速下降。 气压: 气压:急速上升,在锋后有最大正变压。 能见度: 能见度:锋过变好。 风:与第一型相同,但锋面过境时,狂风暴雨,雷电 交加,时间短暂。 垂直运动: 垂直运动 : 在冷空气一侧以下沉运动为主,在暖空气 一侧低层上升,高层下沉。 锋面坡度: 锋面坡度:约为1/50-1/70
第二章气团与锋
第二章气团与锋第一节气团与锋1、挪威学派以温度场为特征提出了气团与锋的概念。
2、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的空气团。
3、气团的水平尺度可达几千千米,垂直范围可达几千米到十几千米,常常从地面伸展到对流层顶。
4、大气的热量主要来自地球表面。
5、气团获得比较均匀属性的首要条件是性质比较均匀的广阔地球表面。
6、通过各种尺度的湍流、系统性垂直运动、蒸发、凝结和辐射等物理过程与地球表面进行水汽和热量交换。
7、有利于气团的形成空气运动:下沉辐散运动和稳定环流。
(?)8、具有形成气团温、湿属性比较均匀条件的地区称为气团源地。
9、气团的分类主要有地理分类和热力分类两种。
10、地理分类法气团可分为北极气团(或冰洋气团)、极地气团、热带气团和赤道气团11、极地气团和热带气团又有大陆性和海洋性之分。
12、按照热力分类方法可分为暖气团和冷气团。
13、我国境内出现的气团多为变性气团。
14、简答题:影响我国四季的气团与气团天气。
答:冬半年通常受极地大陆气团影响,它的源地在西伯利亚和蒙古,我们称它为西伯利亚气团。
这种气团的地面流场特征为很强的冷性反气旋,中低空有下沉逆温,它所控制的地区为干冷天气。
当它与热带海洋气团相遇时,在交界处则能构成阴沉多雨的天气,冬季华南常见到这种天气。
热带海洋气团,可影响到华南、华东和云南等地,其他地区除高空外,它一般影响不到地面。
北极气团也可南下侵袭我国,造成气温剧降的强寒潮天气。
夏半年,西伯利亚气团在我国长城以北和西北地区活动频繁,它与南方热带海洋气团交绥,是构成我国盛夏南北方区域性降水的主要原因。
热带大陆气团常影响我国西部地区,被它持久控制的地区,就会出现严重干旱和酷暑。
来自印度洋的赤道气团(又称季风气团),可造成长江流域以南地区大量降水。
春季,西伯利亚气团和热带海洋气团二者势力相当,互有进退,因此是锋系及气旋活动最盛的时期。
秋季,变性的西伯利亚气团占主要地位,热带海洋气团退居东南海上,我国东部地区在单一的气团控制下,出现全年最宜人的秋高气爽的天气。
天气学原理与方法气团和锋.
∴
tg
f g
Tm
Vg T
④
讨论④式:
a).锋面的坡度与f成正比,高纬锋面坡度大于低纬 。
在赤道上
故没有锋面存
在的可能。
b).锋面的坡度与锋两侧的温度差成反比,温度差 越大,坡度越小。
实际上就没有锋面。
c).锋面的坡度与锋两侧平行与锋的地转风分量差成 正比。风速差(风速切变)越大,坡度越大。
当 Vg0tg0锋面也不存在
a.若
u v 0 x y
气柱以辐散为主,质量减少。
则 P0 0 地面减压。
t
b.若 u v 0 气柱以辐合为主,质量增加。 x y
夏季:西伯利亚气团主要活动在我国长城以北和西北地 区。我国沿海主要受变性热带海洋气团影响。气候炎热、 潮湿、多雷雨。在我国西北主要受热带大陆气团影响, 干燥、炎热、少雨,在它的控制下常出现严重的干旱和 酷暑。云南、云贵高原南部则受SW夏季风影响,形成了 得天独厚的独特气候。
春季:变性的极地大陆气团和热带海洋气团的势力相当, 互有进退,因此是锋面和气旋活动最频繁的时期,天气 比较复杂。
三、气团的分类 (地理分类法)
冰洋气团(北极气团):形成于65N以北的极区。 大陆性的冰洋气团: 干冷、晴朗、稳定。 海洋性的冰洋气团: 夏季从海洋获得热量和水汽。
极地气团:形成于中高纬大陆和海洋(40~70N )。 大陆性的极地气团:干冷、晴朗、气层稳定; 海洋性的极地气团:冷湿、多云、阴天;
热带气团:形成于副热带的大陆和海洋(10~40N )。 大陆性的热带气团:炎热、干燥,晴朗少云、气层不稳定. 海洋性的热带气团:热、湿不稳定、晴朗。
d).锋面坡度与平均温度成正比。Tm越高,坡度越 大。冬季坡度小于夏季
高中地理 第二章 第一节 课时4 几种重要的天气系统课件 中图版必修1
课时4 几种重要的天气系统
学习 目标 定位
1.了解气团、锋的概念,掌握它们的分类和特点。 2.分析说明锋面、气旋、反气旋等天气系统的特点及其对天气的影响。 3.能够判读简易天气图,并进行天气特点及天气形势分析。
栏目 索引
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晚云势越重,风色越紧。吴用出帐看时,却早成团打滚,降下一天大
雪”;“那雪降了一夜,平明看时,约已没过马膝”。
材料二
冷锋、暖锋天气示意图。
(1)材料一描写反映的是冷锋过境还是暖锋过境?材料二中能正确反映这 次天气过程的是甲图还是乙图?
答案 这段话反映的是冷锋过境。材料二中甲图反映冷锋过境。
答案
(2)材料一中哪些描写为此锋过境时的天气?除了描写的天气外,此锋过境
反气旋
低气压(中心气压低, 高气压(中心气压高, 四周 顺时针向四周辐散
水平气流与风向
半 球 东部:偏南风 西部:偏北风 东部:偏北风 西部:偏南风
顺时针向中心辐合
逆时针向四周辐散
南半球 东部:偏北风 西部:偏南风 垂直剖面图 东部:偏南风 西部:偏北风
答案
2.锋
(1)图1为冷锋,冷气团推动暖气团移动,过境时会形成 降水 或多云天气; 过境后,气温会有所 降低 。 (2)图2为 暖锋 ,暖气团推动冷气团移动,过境时可能会 连续几天下雨或有 雾;过境后,气温会 升高 。 (3)若冷、暖气团势力相当,锋面呈准静止状态,则为 准静止锋 ,常形成 阴雨连绵 的天气。
后,还会出现什么天气?
答案 “次日彤云压阵……降下一天大雪”,描述的是冷锋过境时的天气 状况。锋面过境时,天气活动频繁,先是云,后为雪。冷锋过境后,冷气 团取代了原来暖气团的位置,气压升高,气温和湿度降低,天气转晴。
天气学分析——第二章 气团与锋
锋区:就是密度不同的两个气团之间的过度区。在天气图上,表 现为温度水平梯度大而窄的区域,并且它随高度向冷区倾斜, 这样的等温线密集带通常称为锋区。
锋区的水平宽度:约为几十公里到几百公里,一般是上宽下窄。 在天气图上由于比例尺小,锋区的宽度表示不出来,可以把它 看作一个面,称为锋面。锋面与地面的交线称为锋线。锋区与 暖气团的界面称为暖界面,在空间剖面图上称为上界面,锋区 与冷气团的界面称为冷界面,或下界面。
二、气团的形成与变性
气团的形成必须具备两个条件: 一是:范围广阔,地表性质比较均匀的下垫面,即气团源地。 例如:广阔的海洋、巨大的沙漠或冰雪覆盖等性质的下垫面。 二是:相对稳定的环流形势。例如移动甚少的反气旋。 气团源地:具有形成气团温、湿属性比较均匀条件的地区 另外,空气运动对气团形成也有很大影响。下沉辐散运 动可以使大气中温度、湿度的水平梯度减小,增加大气中温、 湿特性的水平均匀性。
二、锋面的坡度
(a)一级不连续面 附近的密度分布
( a) 零Байду номын сангаас级 不 连 续 面附近的密度分布
三、锋的分类 1、根据锋在移动过程中冷、暖气团所占地位来分:可分为 冷锋、暖锋、准静止锋和锢囚锋四种。
2、根据锋伸展的高度来分:可分为:对流层锋、地面锋、高 空锋三种。
3、根据气团的不同地理类型分:可分为:冰洋锋(北极锋)、 极锋和副热带(热带)锋三种。
下面,主要根据第一种分类法对锋进行讨论。
1、冷锋
锋面在移动过程中,冷空气起主 导作用,推动锋面向暖气团一侧 移动,这种锋面称为冷锋。 冷锋过境后,冷气团占据了原 来暖气团所在的位置。 冷锋在我国一年四季都有,冬半年更为常见。
(2)、暖锋
锋面在移动过程中,暖空气起 主导作用,推动锋面向冷气团 一侧移动,这种锋面称为暖锋。
人教版高中地理必修一第二章第三节 常见的天气系统锋与天气(共32张PPT)
A
B
C
D
练习5:
B
A
读“某锋示意图(图中阴影部分为雨区)”,回答下列问题
(1)该锋的名称是 冷锋
(2)A该地气团性质为
暖气团
冷气团 ,B地气团性质为
(3)锋面需24小时移至A地,A地未来48小时内天
气将如何变化?
▲6、下列四幅锋线示意图中,A、B、C、D四地纬度 相当,不考虑地形、海陆分布的影响、气温最低、气 压最高的点是 B
例2 下列表示冷锋天气的示意图是(B )
随堂练习:
1、天气变化剧烈是因其位于( B ) A、暖气团控制下 B、冷暖气团交界地带 C、冷气团控制下 D、无气团控制的地区 2、冷锋和暖锋的共同特点是( A ) A、过境后天气转晴 B、过境时气压升高 C、降水多发生在锋前 D、冷空气在锋面之上
3、关于锋面的叙述,正确的是( B ) A、锋面总是朝运动方向前方倾斜 B、锋面以下是冷气团,以上是暖气团 C、冷锋是向冷气团方向运动的锋 D、暖锋过境后,气温下降,气压升高
暖锋在东北地区和长江中下游活动频繁。
长江中下游地区初夏的“梅雨”是由准 静止锋造成的。
1. 冷锋、暖锋与准静止锋
冷锋
暖锋
准静止锋
气团势力 情况
过境时天 气
过境后天 气
我国常见 的天气
冷气团势力强 主动推向暖气 团一方
云层增厚,出 现较大的风、 雨或雪天气
气温降、气压 升 天气转晴
冬季的寒潮夏 季的暴雨华北 春季沙暴天气
暖气团 锋前
冷 锋过境前:单一暖气团控制,天气温暖晴朗.
暖气团 冷气 冷气团
A 过境前
冷锋
过境时:常出现阴天、下雨、 刮风、降温等现象.
气团和锋
气流状况
天气特点 举 例
题号
1
2
3
4
5
6
主菜单 气团 冷锋 暖锋 准静止锋 气旋 反气旋 练习 主页
注:点击题号看题,点击笑脸看答案!
5.请填表: 天气系统 气 压 场 气旋 低压区 辐合上升 多阴雨天气 反气旋 高压区 辐散下沉 天气晴朗
气流状况
天气特点 举 例
静止锋。在它的控
制下,该地常出现
长时间的阴雨天气。
2. 冬季,吹到云贵高原的东北 季风受到该地西高东低的地形阻 挡,与西南暖流相遇于东经104 度左右地区。形成昆明准静止锋, 受它影响,贵州高原冬雨连绵。 请看动画
主菜单 气团 冷锋 暖锋 准静止锋 气旋 反气旋 练习 主页
观看左面动画,思考回
答下列问题:
3.读下面天气图,回答问题: B、C各吹什么风? B ;C ;
1010
甲乙分别是
锋和
锋;
和
990 甲A
B
D
C
乙
甲、乙两锋分别向 移动;
1000
ABCD四点中可能有降水的是
;
题号
1
2
3
4
5
6
主菜单 气团 冷锋 暖锋 准静止锋 气旋 反气旋 练习 主页
注:点击题号看题,点击笑脸看答案!
3.读下面天气图,回答问题: B、C各吹什么风? B 西北风 ;C 东南风 ;
-10º -8º
-6º -4º
-2º
0º
2º 4º
题号
1
2
3
4
5
6
主菜单 气团 冷锋 暖锋 准静止锋 气旋 反气旋 练习 主页
天气原理-气团与锋
六 我国境内的气团与气团天气
冬季
西伯利亚气团
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
南海气团
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 冷暖气气团团是相 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
2.2a锋区及两侧的 密度本身水平分布 是连续的。
2.2b锋区太窄,看 作锋线,其两侧有 密度呈不连续,称 为密度的零级不连 续面或物质面。
物质面上的空气质点只能永远在该面上,即相同的质 点组成。 流体力学实验证明,绝热状态空气 第二章 气团与锋 不连续面传播速度与空气运动速度
一样,故没有质点穿越不连续面
气团变性讨论
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 寒潮冷高压南下
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
动画:锋面(等位温面)和轨迹
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY
0509号热带风暴“麦莎”
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。
气团与锋
33
冷锋后的强冷空气赶上暖锋前的 冷空气形成的锢囚锋
34
沿锢囚锋不同部位的垂直剖面
35
锢囚锋的形成过程:地面图和垂 直剖面
36
37
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冷式
暖式
中性
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地面锋:主要指锋面垂直方向的伸展位置主要位于大气低层。 地面锋一般认为是在水平面气压图上的一个强的水平温度梯 度带。它经常与降水相关联,可造成局地的强烈天气,同时
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我国冬季的气团活动
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我国夏季的气团活动
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气团交界面附近的降水天气
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二、锋
1.概念
锋面:在大气科学中,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。 锋区:从气团概念来看锋面,锋面可以定义为冷、暖两种不 同性质气团之间的过渡带,这种倾斜过渡带称为锋区。 锋线:锋面与地面相交的线,叫做锋线,习惯上把锋面和锋 线统称为锋。
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(5)锢囚锋 锢囚锋是由冷锋赶上暖锋或是两条冷锋迎面相遇,把 暖空气抬到高空而在原来锋面下面又形成新的锋面。它的云 系也是由两条锋面的云系合并而成,所以天气最恶劣的地区 及降水区多位于锢囚锋附近,云系多为高层云(雨层云)、 复高积云和层积云等。降水区的宽度,一般从地面锋线至 700mb槽线。 当锢囚锋随时间推移时,由于暖空气被抬升的高度越 来越高,云底高度也就越来越高,云越来越薄,而锋下的锢 囚锋面上所形成的新云系就获得发展。
或缓慢移动,通过大气中各种尺度的湍流、系统性垂直运动、
蒸发、凝结和辐射等物理过程与地球表面进行水汽和热量交换, 经过足够长时间交换才能获得下垫面的温度、湿度和稳定度等
物理属性。
气团与锋
一、分析地面图上各气象要素场以确定锋面的位臵 (一)温度 锋面的主要特征应是锋面两侧有明显的温差
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(二)露点 一般来说,暖空气来自南方比较潮湿的洋面上,气 温高,水汽含量多,露点温度也较高;到我国来的冷空 气一般来自欧亚大陆,温度低,水汽含量少,露点温度 也低,所以锋面附近露点差异显著。在没有降水发生的 条件下,露点温度比温度更为保守,能更好地表达气团 的属性,对确定锋的位臵很有用,但是如果锋面附近任 一侧有降水发生,那么锋面附近的露点差异就不能很好 地反映气团属性的差异了。
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(三)气压与风 以温度的零级不连续面来模拟锋面: 气压是连续分布的,但是气压梯度并不连续,等压线通 过锋面时会有折角,而且折角尖端指向高压,锋面两侧 有气旋式切变。 如果等压线与锋面平行,则锋面两侧等压线密集程度一 定不同,而两侧的风向虽没有差异,但风速仍有气旋式 切变,这种等压线相互平行,仅是梯度不同,而风场具 有气旋性切变的气压场形式称为隐槽。 大气科学学院 苗春生
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Ⅰ.向后上滑暖输送带 这类暖输送带的上升发生 在冷锋附近和冷锋上方。 在地面锋线附近的锋面坡 度比较陡,冷锋前方边界 层中的暖空气受到强烈抬 升,在其附近形成具有几 米/秒上升速度的狭长带 状区域,常称为线对流区。 地面锋线附近强烈抬升作用,一般只限于2-3公里以内,再向 上暖空气沿冷锋楔的上方滑升,上升速度仅为几十厘米/秒。 在线对流区形成窄的暴雨带;宽广的中小雨区,它扩展到冷 锋后相当大的范围。
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五、应用卫星云图分析锋面
(一)锋面云系
在卫星云图照片上,锋面往往表现为带状云系, 称之为锋面云带。
尺度:这种云带一般长达数千公里;宽度则 各处差异很大,窄的只有2到3个纬距,宽的达8个 纬距左右,平均为4到5个纬距左右。
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第二章 气团与锋 第一节 气团一、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 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地球表面的空气属性传给大气、气团形成的物理过程 辐射传导和乱流 蒸发和凝结大范围的垂直运动② 有适当稳定的大气环流,使空气团长时间稳定在下垫面上高压系统——稳定 低压系统——不稳定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暖气团变性慢 冷气团变性快三、气团的分类1、 热力分类法⎪⎩⎪⎨⎧><地表气地表气暖气团冷气团T T T T2、 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)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 ) 又可分为大陆性和海洋性气团 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3、 热带大陆气团:干暖4、 印度洋的赤道气团(季风气团):暖湿第二节 锋的概念与锋面坡度一、定义:两个热力性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。
两个密度性质不同的气团之间的狭窄过度带称为锋。
冷暖气团之间的狭窄的过渡带,称为锋。
二、锋的空间结构 图形1、 冷暖气团的交界面,称为锋面。
2、 锋面在空间呈向冷区倾斜状态,冷空气在下,暖空气在上。
,3、 锋面与地面的交线称为锋线。
4、 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的区域。
5、 地面锋线总在高空锋区暖区一侧。
三、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。
图形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) 图形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。
图形 图形 图形 中性锢囚 冷式锢囚 暖式锢囚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——700hap 以下 高空锋:500hap 以上,不接地3、 大气环流分类P66冰洋锋,极锋,副热带锋 图形四、锋面坡度 图形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)等温线在锋面上发生间断。
图形b ) 锋面是气压的一级不连续面(一阶导数不连续)c ) 垂直与锋线的地转风(分量)是连续的 图形 2、 锋面坡度公式图形 设x 轴由暖气团指向冷气团,y 轴平行地面锋线,求锋面倾角αdxdz tg =α N L N L dP dP P P =∴=Θ展开L L L L N N N N P P P dP dx dy dz x y z P P P dP dx dy dzx y z ∂∂∂⎧=++⎪∂∂∂⎪⎨∂∂∂⎪=++⎪∂∂∂⎩两式相减0=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂⇒dz z P z P dy y P y P dx x P x P N L N L N L ∴得到锋面坡度zP z P x P xP dxdz tg N L N L ∂∂-∂∂∂∂-∂∂-==α —— ① 由静力学方程和地转风方程N LL N P P g g z zρρ∂∂=-=-∂∂ N LL gL N gN P P f V f V x xρρ∂∂==∂∂其中gL V v n 和gN V 是平行与锋线的地转风分量 代入①式得 ()()L gL N gN L N f V V tg g ρραρρ-=- —— ②代入状态方程 RTP=ρ 注意 N L P P = ()()N gL l gN N L f T V TV tg g T T α-=- —— ③②、③式为Margules 锋面坡度公式令 ()L N m T T T +=21L N T T T -=∆ g gL gN V V V ∆=-()12gm gL gN V V V =+ 代入③式得()()()()2222m L gm gN m N gm gL T T V V T T V V f tg g Tα-----=⋅∆ 222g mgm V f ftg T V g T gα∆⇒=+∆ gm gm V f tg T V g T α∆⎛⎫⇒=+ ⎪∆⎝⎭∵在实际计算中gm V 比较小,可略去∴g m V f tg T g Tα∆≈∆ —— ④ 3、 讨论:a ) 锋面的坡度与f 成正比,高纬锋面坡度大于低纬 ()ϕsin 2Ω=f赤道上 00→→αtg fb ) 锋面的坡度与锋两侧的温度差成正比,温度差越大,坡度越小。
若 otg T 900→∞→→∆αα 无锋面c ) 锋面的坡度与锋两侧平行与锋的地转风分量差成正比 图形风呈气旋性切变风速差越大,坡度越大。
00g V tg α∆==0gL gN V V ->d ) 锋面坡度与平均温度成正比m T 越高,坡度越大,冬季坡度小于夏季4、实际计算αtg 图形我国统计结果:北方(高纬)锋面坡度2001~501 南方(低纬)锋面坡度5001~2001 冷锋的坡度大于暖锋和静止锋第三节 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,随高度升高向冷空气倾斜③ 锋区内有冷平流为冷锋;有暖平流为暖锋;无平流(弱),少移动为准静止锋图形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图形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 图形3, 位温的分布)(6.270e P 图图形① 特点:锋区内的位温线特别密集且与锋区平行 ② 说明:1000PAR C T p θ⎛⎫=⎪⎝⎭取对数,并对z 取偏导C P C ART P+-=ln ln ln θ zPP C AR z T T z P ∂∂-∂∂=∂∂111θθ 代入状态方程和静力学方程g zPρ-=∂∂ RT P ρ= 有P T Ag z T z C θθ⎛⎫∂∂=+ ⎪∂∂⎝⎭其中 z T∂∂-=γd PdT Ag dz C γ=-= 得到:()γγθθ-=∂∂d Tz 气团内00>>>γγγd 0>∂∂∴z θ位温随着高度的升高而增大锋区内 0d γγγ≤? 0>>∂∂∴zθ位温随着高度的升高而增大得很快结论:a )z∂∂θ位温垂直梯度在锋区内比气团内大得多——锋区内等位温线密集 b )空气质点在锋面上移动,在绝热条件下位温守恒,因此等位温面平行与锋面,等位温面同锋面一致随高度向空气倾斜c )实际工作中用θθ~se二。
锋面附近气压场的特征1。
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。
2。
说明:设x 轴垂直于锋线,由暖指向冷。
y 轴平行于锋线。
锋面是密度零级不连续面由锋面坡度:tan NL N L p p dz xx p p dx z zα∂∂-∂∂==-∂∂-∂∂代入静力学:pg zρ∂=-∂ : tan ()NL L N p p xx g αρρ∂∂-∂∂=- tan 0α>QL N ρρ>结论:a. L N p p =锋线附近气压梯度连续。
b.锋线附近气压梯度不连续。
即等压线穿过锋线时有弯折。
c.nL p p xx ∂∂>∂∂ 满足,则折角指向高压,既锋线落在低压槽中。
三。
锋附近变压场的特征。
气压随时间变化称变压 图形1。
冷锋前为负变压,后为正变压。
2。
暖锋后均为负变压,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。
说明:设坐标如前:x 垂直锋线,y 平行于锋线,锋面为密度不连续面。
L N p p =Q 既()0L N d p p dt-=()N N L L x p pp p C t t x x∂∂∂∂∴-=--∂∂∂∂(xdxC dt=,锋的移速)(1).暖锋图形0X C >,N L p p x x∂∂>∂∂0NL p p t t ∂∂-<∂∂Q即:NL p p t t∂∂<∂∂ 暖锋前变压代数值大于锋后的变压代数值。
(2).冷锋0X C >,N L p pxx∂∂>∂∂NL p p t t∂∂∴>∂∂ 暖锋前变压代数值小于锋后的变压代数值。
(3).推论锋线向着变压代数值小的一侧移动。
3.用气压倾向方程解释气压变化的物理意义。
(1)公式推导。
, 000p gdz gdz tt t ρρ∞∞∂∂∂==∂∂∂⎰⎰代入连续方程:()u v pw t x y zρρρ∂∂∂∂=-++∂∂∂∂ 000()p u v wg dz g dz t x y zρρρ∞∞∂∂∂∂∴=-+-∂∂∂∂⎰⎰00()()u vw g uv dz g dz dz x y x y zρρρρ∞∞∞∂∂∂∂∂=-+-+-∂∂∂∂∂⎰⎰⎰边界条件:00z z ==,0w =,z ⇒∞,0ρ⇒既00wd z z ρ∞∂=∂⎰000()()p u vg u v dz g dzt x y x y ρρρ∞∞∂∂∂∂∂∴=-+-+∂∂∂∂∂⎰⎰——气压倾向方程(2).讨论第一项为密度平流项,(气压变化的热力因子)L N ρρ>Q若()0uv x y ρρ∂∂+>∂∂ 气柱为暖平流。
则 0p t∂<∂,地面减压若 ()0u v x y ρρ∂∂+<∂∂,气柱为冷平流。
则0p t ∂∴>∂ ,地面增压。
暖锋前暖平流,负变压明显。
冷风后冷平流,正变压明显。
(图形) 第二项为水平速度散度项(动力因子)。
0u vx y ∂∂+>∂∂ ,气柱辐散为主,质量减少。
0p t ∂∴<∂,地面减压。
若0u v x y ∂∂+<∂∂气柱辐合为主,质量增加。
0p t ∂>∂,地面增压。
四,锋线附近风场特征。
∴ 1.水平方向(图形)特征:锋两侧的风具有气旋式切变和气流辐合。