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

送，当北方有高空槽携带冷空气南下之时，就使得江淮流域出现持续的强降水，同时赤道辐合带偏弱使得登陆台风偏少，导致南北方向上稳定少动，偏西偏强的西太平洋副高盘踞在华南、江南上空，这是2003年华南、江南大部分地区酷热少雨的主要原因。

2004年南方的高温天气较2003年要弱一些，西太平洋上台风和中纬度西风槽活跃，副高来回摆动，比常年偏东。7月中旬－8月中旬，西太平洋副高在30°N 以北持续维持，副高主体控制了中国大陆东部，尤其是东南诸省，使得江淮流域以及江南地区出现高温酷暑天气。

5． 中尺度系统发生发展的主要物理条件有哪些？

P318－336

2005秋季

6．

叙述北半球大气环流500hpa 上的冬夏基本状况，你认为其原因是什么？ P6－8 7．

叙述锋区的次级环流及与高空急流有关的次级环流。P123－126，P138 8． 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。P212－P219

9． 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。

（1）变形风是梅雨锋特有的一种风场结构，它是比锋区中的涡度、散度场更重要的维持梅雨锋的动力条件。这种风场特点与经典锋区特征不同，分析变形风向量的两个分量表明，u,v 分量的经向切变构成变形风的主要部分，低空急流及北侧东北风的存在可使00u v y y

∂∂<<∂∂和达到较高的值。（2）锋生函数的变形项使一个主要项，它与锋的维持有直接关系，而散度锋生项则与梅雨锋上中尺度扰动及由此引起的不均匀性有关，它的正值区与暴雨区对应。（3）锋区上空位能向动能的转换说明梅雨锋有一定的斜压性。在暴雨区上空这种转换更为强烈，且随降水的强弱而增减。充分说明了高低空流场所组成的直接热力环流圈的作用。

每年夏初，西太平洋副高北跳，并稳定维持在23°N 附近，于是华南前汛期结束，长江中下游梅雨期开始，这期间北方南下的变性冷空气与沿副高西侧北上的暖湿空气在长江流域交绥，形成了这个地区的梅雨天气。梅雨锋结构具有以下特征：

（1）梅雨锋主要位于300－850hpa 。锋区南侧，暖脊明显向上凸起，并与湿度舌配合；锋区北侧，温度略低而湿度明显减小。梅雨锋南侧为热带季风气团，北侧为大陆暖干气团。湿度有明显的不连续分布特征。

（2）由于低层冷空气弱已经北方气团在近地层变性的结果，低层梅雨锋特征不太清楚，锋区不及地。因此，地面图上往往分析不出锋面。特别是暴雨发生时，低层锋区完全消失，梅雨锋下界可抬高到600hpa 。

（3）锋区两侧的对流层中下层，θse 都随高度的增加而减小，为对流性不稳定层结。在对流层中层都有θse 的小值区，但南侧热带季风团内的θse 小值中心比北侧大陆暖干气团要高100－200hpa ，其中心值也要大16℃左右。这说明锋区南侧对流性不稳定曾经要比北侧厚，所含的不稳定能量也比北侧大。这与暴雨主要发生在高空锋区南侧是一致的。

（4）梅雨锋强降水区位于高空锋区下界以南、θse 大值舌状区以北所对应的地面。这一区域的大气层中，线密集，并向北倾斜。在强降水区的南侧近地面，常有一条气流辐合线，在剖面图上，则可在低层分析出一条向北倾斜的“雨成锋”。

（5）强降水发生前，南侧暖湿空气明显增强，q ∆剧增，T ∆也逐渐增大；强降水时，