第二章 气团与锋

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 T

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）

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α

dx

dz 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 dz

x 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

z

P z P x P x

P dx

dz tg N L N L ∂∂-∂∂∂∂-

∂∂-==α —— ① 由静力学方程和地转风方程

N L

L N P P g g z z

ρρ∂∂=-=-∂∂ N L

L gL N gN P P f V f V x x

ρρ∂∂==∂∂

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 RT

P

=ρ 注意 N L P P = ()()

N gL l gN N L f T V TV tg g T T α-=

- —— ③

②、③式为Margules 锋面坡度公式

令 ()L N m T T T +=2

1

L N T T T -=∆ g gL gN V V V ∆=-

()1

2

gm 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 T

α-----=⋅∆ 222g m

gm V f f

tg T V g T g

α∆⇒=+∆ g

m 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 T

α∆≈

∆ —— 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 f

b ） 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 o

tg 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