气象要素的分布
气象要素极值双指数分布函数的计算及应用
双 指数 分布 函数 的计算 公式 如 下 ：
Ｆ Ｘｐ＝ Ｘ＜ ）ｅ‘ （ ）Ｐ（ Ｘｅ＝ （） ２
１．℃ ， 量 充沛 ， 布 不 均 ， 平均 降 水 量 ８７ ｍ 其 ２ ２ 雨 分 年 ０ ． ｍ， ２
中５ １ — ０月降 水 量 ６ ２２ｍｍ， 全 年 降 水 量 的 ７ ．％ ， ３ ． 占 ８３ 年
２ 双 指数 分 布 函数 的求解
成 ２ 防 线 ， 一定 程 度 上减 弱 了冷 空 气 的侵 入 ， 县 最 冷 道 在 全
月平均 气 温 ２６℃ ，最 冷 月平 均 气 温 高于 同纬 度 以 东 的 南 ． 阳、 社旗 等地 １ ～ ． ． ２０℃。 平 均气 温 １ ． ． 均 最 热 月平 ５ 年 ５８℃ 平 均 气 温 ２ ． ｃ ， 年极 端最 高 气温 ４ ． ， 端 最 低 气 温 ７５ Ｉ 历 ＝ ０９℃ 极
重现 期 与 设计 频 率 Ｐ之 间 的关 系为 ：
Ｐ
润 气 候 ， 候 温 和 ， 季分 明 ， 水 充 沛 ， 霜期 长 ， 风 气 气 四 雨 无 季 候 显 著 。 季 气温 回 暖快 ， 春 偏东 南 风 多 ， 气温 升 降 剧烈 ； 季 夏
降 雨 集 中 ， 涝 不均 ， 夏 多 干 旱 ， 、 夏 降 雨 较 多 ， 季 旱 初 中 后 秋 凉 爽 ， 连 阴 雨 ， 季 西 北 风 多 ， 雪 少 ， 寒 期 短 。 于 西 多 冬 雨 严 由 北 方 向 有 秦岭 、 牛 山 的天 然屏 障 和 境 内 西 北部 诸 山峰 形 伏
式 （） ， ２ 中 ａ是尺 度 参数 ； 是位 置 参数 ， 反映 频 率 分 布 集 中在数 轴 上 的位置 。
设计 频 率 Ｐ Ｐ（ － ＝ Ｘ￣Ｘ ） 则 ｅ，
气象基础知识
精凝结现象包括露、霜、雨凇、雾凇四类。
雾凇图片
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13
露： 水汽在地面及近地面物体上凝结而成的水珠 (霜融化成的水珠，不记露)。
霜： 水汽在地面和近地面物体上凝华而成的白色 松脆的冰晶，或由露冻结而成的冰珠，易在 晴朗风小的夜间生成。
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闪电：
为积雨云中、云间或云地之间产生放电时 伴随的电光，但不闻雷声。
极光：
在高纬度地区(中纬度地区也可偶见)晴夜见
到的一种在大气高层辉煌闪烁的彩色光弧
或光幕。
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23
其它天气现象
其它天气现象还有大风、飑线、龙卷、 积雪、结冰等。
大风：
瞬时风速达到或超过17.0m/s(或目测估计风 力达到或超过8级)的风。
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5
风
空气运动产生的气流，称为风。风向是 指风吹来的方向，如果风是从北方吹来就 称为北风。在天气预报中常用“级”表示 风速，8级大风空气的流动速度相当于时速 60-70公里，10级风相当于时速90多公里。
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6
风力等级表
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7
云
云是悬浮在高空中的水滴或冰晶
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9
降水现象
降水从形态上分为液态和固态两种。 液态降水主要指雨、阵雨、毛毛雨； 固态降水主要有雪、阵雪、霰、米雪、 冰粒、冰雹等。液态降水和固态降水 同时出现时，我们称之为混合型降水， 主要有雨夹雪、阵性雨夹雪等。
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10
雨量等级表
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11
雪量等级表
强浓雾：水平能见度小于50米。
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航海气象与海洋学第一章 气象要素及其观测
• 在中午12时30分左右。
• 海拔越高，气温日变化越小，气温的日较差晴天
• 比阴天大。
• 2．气温的年变化
• 月平均气温也有1个最高值和个最低值。通常， 大陆上最高值出现在7月，海洋上出现在8月；大 陆上最低值出现在1月，海洋上则出现在2月。海 洋均比大陆滞后1个月左右。
• 气温的年变化幅度称为年较差。
•
• 六、气压的日、年变化 • 1．气压的日变化 • （与气温变化基本相同） • 白天的谷值出现在16时 ，落后于近地层最高气
温2~3h；峰值出现在10时左右，落后于近地层最 低气温3—4h。
• 夜间的第二次谷值和峰值产生的原因，现在众说 纷纭，尚无定论。
• 气压日较差随纬度的增高而减小。 • 2．气压的年变化
• 2．大气的成分
• 干洁空气、水汽和杂质3个部分 。1）干洁空气
• 主要成分是氮、氧、氩，它们占干空气总容积的 百分数分别为78．09％，20．95％，0．93％，
• 3．中间层 • 4．热层
• 热层的另一个特点是该层大气由于受强烈的太阳 紫外辐射和宇宙射线的作用而处于高度电离状态， 因此该层又称为屯离层。
七、等高面图和等压面图
常用的有等高面图和等压面图2种方法。前者通常 用于地面(海平面)，后者用于高空各层次。 1．等高面图
在空间由气压相等的点所组成的曲面称为等压面 。
• 2．等压面图 • 常用的标准等压面图有850 hPa，700 hPa和500
• 气温的年较差随纬度的增加而变大。在赤道附近 最小，两极地方最大；海洋上气温年较差小，陆 地上则较大，从沿海向内陆气温年较差逐渐增大；
• 气温的年较差很小，但1年中却出现了两个高值 和两个低值，它们分别出现在春分、秋分和冬至、 夏至前后。
主要天气系统——总结
主要天气系统总结1.天气：大气中的冷热、阴晴，风雨，雷电等气象要素和天气现象的短时间的综合状况。
特点——时间尺度小，变化性强。
2.主要天气系统：气团，锋面，气旋与反气旋，高压脊与低压槽。
3.气团：是指气象要素（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。
性质：水平范围大；垂直范围大；水平温度梯度小；天气变化小；形成条件：①大范围性质比较均一的下垫面；②有一个能使空气的物理性质在水平方向上均匀变化的环流场（也就是利与空气停滞或缓行的环流条件）气团变性：气团形成后，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变化。
注意：气团的形成于变性是一个过程的两个方面。
例子：影响我国的气团是原生的还是变性气团？分析：我国地形复杂，山地占2/3，缺乏大面积性质的均一的下垫面；我国大部分地区地处中纬度，而中纬度地区又是冷暖空气交汇极为频繁的地区，缺乏利于空气停滞或缓行的环流条件。
结论：活动在我国的气团大多数是境外来的变性气团，其中最主要的是变性基地大陆气团和变性热带海洋气团。
气团分类：①：按源地纬度位置：冰洋气团，极地气团，热带气团和赤道气团。
②：按下垫面：海洋气团，大陆气团③：按热力类：暖气团，冷气团4.锋：锋是由两种性质不同的气团相接触而成，由于气团占有三度空间，因而峰是三度空间的天气系统。
锋的宽度同气团宽度相比显得很狭窄，因而常把锋区看成一个几何面，称为锋面。
锋面与地面的交线称为锋线，锋面和锋线统称为锋。
凡伸到对流层中上层者，称为对流层锋，仅限于对流层低层（1.5Km以下）者，称为近地面锋。
锋的特征：（将冷、暖气团间的过渡带，因而锋两侧的温度、湿度、稳定度以及风、云、气压等气象要素有明显的差异，故可以吧锋看成是大气中气象要素的不连续面。
）①锋面坡度：锋在空间呈倾斜状态是锋的一个重要特征。
锋的倾斜程度称为封面坡度。
锋的一侧是冷气团，另一侧是暖气团。
农学类《气象学》名词解释
绪论：气象学：专门研究大气中物理现象和物理过程的学科。
农业气象学：是研究农业生产中所有气象问题及其解决途径的一门科学。
第一章：大气的组成：干洁空气+ 水汽+ 固体杂质+ 液体微粒= 大气干洁空气：除掉水汽、固体杂质和液体微粒的混合空气。
水汽：其来源于下垫面，因而越靠近地面水汽含量越多。
固杂：尘埃、尘土、污染粒子等。
液微：主要以云、雾的形式存在于空气中。
包括过冷却水滴、冰晶、云滴，对流层：为云、雾、雨、雪发生的主要层次，是气象学研究的重点层次，但不足大气厚度的1％，平均厚度为十几km。
三大特征：①气温随Z升高而降低，气温直减率γ= -dT/dz；②气象要素水平分布不均匀；③对流运动强。
气象要素：是指表示大气中物理现象的物理量。
如：气压、温度、湿度、风向、风力、云、能、天、降水、日照等。
温度：表示空气冷热程度的物理量。
气压：任一高度的气压就是在这个高度上单位面积所承受的大气柱重量：P=Mg/A=Mg。
大气静力学方程：条件是在铅直方向上大气无运动。
dP= -ρgdz湿度：表示空气潮湿程度或水汽含量多少的物理量。
水汽压e：大气中水汽所具有的压强。
单位同气压，mb、mmHg饱和水汽压E：在一定温度下，单位体积的空气所能容纳的最大水汽压强。
相对湿度f：f=e/E×100﹪，e与E要在同温下的比值才是f。
f反应了空气距离饱和的程度。
饱和差d：d=E – e 在温度相同时，E与e的差值。
d也反应了空气距离饱和的程度：露点温度Td：空气中水汽含量不变，气压一定时，降低温度，使空气饱和，达到饱和时的温度就叫Td。
第二章：辐射：自然界所有物体都以电磁波的形式时刻不停地向外放射能量，这种放射形式称为辐射，放射的能量称为辐射能，又称辐射。
黑体：能全部吸收所有波长的辐射的物体我们称之为黑体：辐射差额（R）：在一定时段内，物体吸收的辐射能量与放出的辐射能量的差值。
R=收入-支出基尔霍夫定律：在一定温度下，任何物体对一定波长的放射能力与吸收率之比为一常数。
气象要素参数
气象要素参数本文分为五章，其中包括第一章气象要素参数，第二章天气系统，第三章天气系统和过程，第四章人工影响天气，第五章天气预报。
第一节：气温与降水一、年平均气温1.年总量：全球各地区每年降到大气里的热量称作太阳辐射能。
根据来源不同可将它们划分成不同种类的辐射能——大气直接辐射和散射辐射。
2.月总量：在某一个月内，单位时间里通过某一面积上的太阳辐射能称作该地这一月份的辐射总量。
3.年变化量：我国华北地区某年内每平方米表面所获得的辐射总量的多少。
如图8-4表示该地表面每年所收到的日照时数与辐射总量之间的关系曲线。
这条曲线就是表示平均每公顷土地或每平方米土壤每年所受到的太阳辐射总量的高低情况。
由此可见，一般而言，太阳辐射量越大，则年辐射总量也越大。
4.极值与极小值：这两个概念实际上都属于同义词。
所谓极值就是指在年辐射总量相等的情况下（即都为100万卡），一地某一年的最高温度出现的时刻；而极小值则是说当年辐射总量为100万卡时，此地最低温度出现的时刻。
5.分布规律：不论年辐射总量还是极值的出现，都遵循着纬向地带性原则，即随着纬度的增加逐渐减小。
6.生活中应用：夏季建筑物屋顶的反光面层一般采用白色；冬季对居室窗户进行遮挡，有助于提高室内的温度，便于室内取暖；西晒的房子，阳台栏杆扶手外侧涂黑色防止热辐射损害等等。
本文分为五章，其中包括第一章气象要素参数，第二章天气系统，第三章天气系统和过程，第四章人工影响天气，第五章天气预报。
第一节：气温与降水一、年平均气温1.年总量：全球各地区每年降到大气里的热量称作太阳辐射能。
根据来源不同可将它们划分成不同种类的辐射能——大气直接辐射和散射辐射。
2.月总量：在某一个月内，单位时间里通过某一面积上的太阳辐射能称作该地这一月份的辐射总量。
3.年变化量：我国华北地区某年内每平方米表面所获得的辐射总量的多少。
如图8-4表示该地表面每年所收到的日照时数与辐射总量之间的关系曲线。
这条曲线就是表示平均每公顷土地或每平方米土壤每年所受到的太阳辐射总量的高低情况。
谈谈气象要素（压、温、湿、风）的物理意义和预报应用价值
谈谈气象要素（压、温、湿、风）的物理意义和预报应用价值陶祖钰;范俊红;李开元;刘淑媛;杨引明【期刊名称】《气象科技进展》【年(卷),期】2016(006)005【总页数】6页(P59-63,64)【作者】陶祖钰;范俊红;李开元;刘淑媛;杨引明【作者单位】北京大学;河北省气象局;中国气象局气象干部培训学院保定分院;空军气象中心;上海市气象局【正文语种】中文形形色色的气象变量，本质上都是由“气压、温度、湿度和风”这四个基本“元素”组成的，所以只有这四个量才被称为气象要素。
天气预报中用到的气象变量（有时也称为物理量、诊断量），其数量之多数以十计、百计，但是只有气压、温度、湿度和风这四个量被称为气象要素，简称“压、温、湿、风”。
要素的英文名称是“element”，它也可翻译成“元素”。
也就是说，形形色色的气象变量，本质上都是由这四个基本“元素”组成的，所以只有“压、温、湿、风”才被称为气象要素。
既然如此，气象要素在天气预报中也必定最具应用价值，而且还有直接、明了、方便的特点。
要用好气象要素，首先必须真正理解气象要素的物理意义，因为其中包含了做天气预报必备的基础知识。
本文将概要地介绍压、温、湿、风的物理含义，并从这些基础物理概念出发，讨论它们在天气预报中有哪些应用价值，以及它们之间的关联。
最后用“地面气象要素四线图”的实例介绍具体的应用方法。
气象站观测的地面气压（也称为本站气压、场面气压），它代表该地单位面积上空整个大气层的总质量。
这是因为，除了在对流云中，大气在垂直方向都处于静力平衡状态，所以真空水银气压表中水银柱的重量就等于大气柱的重量，其数值在海平面上约为760mm高的水银柱重量，约1000hPa。
最常使用的是海平面气压。
这是因为地面高低起伏，大气柱的长度不同，所以海拔高的地面气压总低于海拔低的。
要比较不同气象站气压的高低，必须先将地面气压都订正成海平面气压。
订正的方法就是加上地面以下到海平面的气柱质量。
气象要素极值双指数分布函数的计算及应用
淅川县位于北纬32°35′~33°23′,东经111°51′~111°58′,地处南阳盆地的西部边缘,豫、鄂、陕3个省的边陲。
丹江口水库贯穿该县的大部分县境。
属北亚热带大陆性季风半湿润气候,气候温和,四季分明,雨水充沛,无霜期长,季风气候显著。
春季气温回暖快,偏东南风多,气温升降剧烈;夏季降雨集中,旱涝不均,初夏多干旱,中、后夏降雨较多,秋季凉爽,多连阴雨,冬季西北风多,雨雪少,严寒期短。
由于西北方向有秦岭、伏牛山的天然屏障和境内西北部诸山峰形成2道防线,在一定程度上减弱了冷空气的侵入,全县最冷月平均气温2.6℃,最冷月平均气温高于同纬度以东的南阳、社旗等地1.5~2.0℃。
年平均气温15.8℃,平均最热月平均气温27.5℃,历年极端最高气温40.9℃,极端最低气温-12.2℃,雨量充沛,分布不均,年平均降水量807.2mm ,其中5—10月降水量632.2mm ,占全年降水量的78.3%,年平均相对湿度71%,年平均无霜期231d ,全年日照时数1859.7h ,占可照时数的42%,年平均风速1.3m/s ,最多风向为静风,年平均蒸发量1440.0mm ,年雷暴日数21.1d ,主要气象灾害有干旱、水涝、大风和冻害等,因此预防雷电灾害是重中之重。
工程设计中常需要计算极端气象要素极值。
一般来说,时间跨度越长,其气象要素极值越趋于极端化[1-3]。
而通常气象记录报表中所记录的仅为一定的时限,许多工程的使用年限都超过已有资料的年限,不能以这些气象要素极值作为工程设计中的极端气象要素极值参与计算,而工程建设设计单位没有资质和能力确定气象要素极值。
因此,为保证数据的有效性,气象部门需要标定、检测各个行业和部门的年度气象要素极值,以避免造成设计上的安全隐患;同时,可以通过准确地计算气象要素极值,而降低工程设计造价,避免浪费。
1气象要素极值计算方法以1957—2006年淅川县降水气象资料为数据源,逐年分析其日最大降水极值,并按照升序排列,计算每年出现某种日最大降水的经验频率值,即其保证率。
天气预报各要素等级划分
中雪
1.0—2.9
2.5一4.9
中一大雨
10.0一22.9
17.0—37.9
中雪一大雪
2.0一4.4
3.8一7.4
大雨
15.0一29.9
25.0一49.9
大雪
3.0一5.9
5.0一9.9
大雨一暴雨
23.0一49.9
38.0一74.9
大雪一暴雪
4.5一7.5
7.5一15.0
暴雨
30.0一69.9
时段
预报用语
12小时
降水量
（毫米）
24小时
降水量
（毫米）
时段
预报用语
12小时降水量
（毫米）
24பைடு நூலகம்时
降水量
（毫米）
毛毛雨、小雨、阵雨
0.1一4.9
0.1一9.9
零星小雪、小雪、
阵雪
0.1—0.9
0.1—2.4
小雨一中雨
3.0—9.9
5.0—16.9
小雪一中雪
0.5一1.9
1.3—3.7
中雨
5.0—14.9
５.５一７.９
5
有叶的小树摇摆,水面有小波,高的草和庄稼波浪起伏明显
８.０一１0.７
6
大树枝摇动,电线呼呼有声,撑伞困难,高的草和庄稼不时地倾伏于地
１0８一１3.8
7
全树摇动,大树枝弯下来,迎风步行感觉不便
13.9一17.1
8
折毁小树枝,人迎风前行感觉阴力甚大
17.2一20.7
9
草房遭受破坏,房瓦被掀起,大树枝可折断
风力
等级
地面物的特征
风速(米/秒)
大气环境影响评价(1)
2 1 .8 2 2 .4 1 8 .4 9 .2 1 0 .2 8 .8 11 .2 1 0 .0 1 7 .6 2 6 .6 2 6 .0 3 0 .6 1 7 .7
3 .6 8 .0 6 .6 9 .2 7 .6 6 .8 4 .2 5 .4 7 .4 7 .0 7 .0 7 .0 6 .7
4 .4 8 .0 8 .8 1 3 .2 1 4 .2 7 .4 8 .6 1 0 .2 8 .0 6 .8 7 .0 6 .2 8 .4
大气边界层的温度场
干绝热温度递减率：d=0.89K/100m 温度层结
– 正常：气温随高度增加而降低，温度梯度大 于d，有利于污染物质扩散；
– 中性：气温随高度增加而降低，温度梯度等 于d；
– 等温：气温不随高度而变化； – 逆温：气温随高度增加而升高。
逆温
具有逆温的大气层是强稳定的大气层。 空气污染事故大多发生在有逆温层和静
风向
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 全 年
N
3 .4 3 .3 3 .5 2 .8 2 .8 2 .4 2 .3 2 .6 3 .1 3 .1 3 .3 3 .3 3 .1
N N E 3 .5 3 .4 3 .3 2 .9 2 .9 2 .3 2 .7 3 .0 3 .8 3 .8 3 .2 3 .2 3 .3
NW
2 .2 2 .0 3 .3 1 .0 2 .0 2 .7 2 .1 3 .0 2 .5 2 .5 1 .5 1 .5 2 .3
N N W 3 .4 2 .9 3 .5 2 .4 2 .8 2 .8 3 .6 2 .7 3 .2 3 .2 2 .8 2 .7 3 .0
气象要素
气象要素、水面蒸发、水温和冰情6．1主要气象要素统计分析6．1．1应根据工程设计要求，概述流域主要气候特性，统计工程地址的主要气象要素特征值。
6．1．2流域气候特性，可利用流域内气象观测资料和有关分析、研究成果，概述流域的气候背景和降水、气温、水面蒸发等要素的时空分布。
6．1．3工程地址气象要素特征值，应采用工程地址邻近且有代表性台站的观测资料统计。
气象要素特征值可包括以下内容：1、多年平均年、月降水量及各等级降水量出现日数，累年时段最大降水量及出现时间；2、多年平均年、月平均气温、地温、湿度和气温累年年、月极值及其出现时间；3、多年平均年、月水面蒸发量；4、多年平均年、月平均风速，年、月最多风向及其频率，累年年、月最大风速及其出现时间，多年平均年、月大风日数；5、多年平均年、月霜、雪、雾、雷暴等天气现象出现日数及霜、雪、雷暴的初、终期；6、工程需要的其他气象要素特征值。
6．1．4气象要素特征值的统计系列不宜少于30年。
系列较短时，宜插补延长。
6．2水面蒸发分析计算6．2．1水库、湖泊平均年、月水面蒸发量，应采用10年以上、观测精度较高且有一定代表性的水面蒸发观测资料计算。
6．2．2利用水面蒸发观测资料计算水库、湖泊蒸发量，应符合下列规定：181、2m²以上蒸发池观测资料，可直接用于计算水面蒸发量。
水库、湖泊与蒸发池所在地区自然地理条件有较大差异时，应通过有关气象要素的对比分析，对成果加以修正。
2、E一601型蒸发器和口径为20cm、80cm蒸发器观测资料，应折算至20m2蒸发池蒸发量后，再用于计算水面蒸发量。
E一601型蒸发器水面蒸发折算系数可参照本规范附录C 取值。
3、漂浮蒸发器观测资料也可用于计算水面蒸发量。
但应查明浮筏结构、安装方式、观测方法，分析暴雨溅水、风浪等影响。
6．2．3水面蒸发观测资料短缺时，可采用经主管部门审批的水面蒸发量等值线图或地区水面蒸发经验公式估算水面蒸发量。
气象学资料
二、填空题：
1.常用的辐射通量密度的单位是(1)。
2.不透明物体的吸收率与反射率之和为(2)。
3.对任何波长的辐射，吸收率都是1的物体称为(3)。
4.当绝对温度升高一倍时，绝对黑体的总辐射能力将增大(4)倍。
5.如果把太阳和地面都视为黑体，太阳表面绝对温度为6000K，地面温度为300K，则太阳表面的辐射通量密度是地表面的(5)倍。
五、计算题
1.任意时刻太阳高度角的计算
根据公式Sinh＝sinφsinδ＋cosφcosδcosω
大致分三步进行：
(1)计算时角ω，以正午时为0°，上午为负，下午为正，每小时15°；如以“度”为单位，其计算式是ω＝(t－12)×15°其中t为以小时为单位的时间；如以“弧度”为单位，则ω＝(t－12)×2π/24建议计算时以角度为单位。
二、填空题：(说明：在有底线的数字处填上适当内容)
1.干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是：(1)、(2)、氩和(3)。
2.大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的(4)。
3.大气中二氧化碳和水汽主要吸收(5)辐射。
4.近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上(6)，夏天比冬天(7)。
5.(8)是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。
(2)计算sinh值(所需的δ值可从教材附表3中查到，考试时一般作为已知条件给出)。
(3)求反正弦函数值h，即为所求太阳高度角。
例：计算武汉(30°N)在冬至日上午10时的太阳高度角。
解：上午10时：ω＝(t－12)×15°＝(10－12)×15°＝－30°
冬至日：δ=－23°27'武汉纬度：φ=30°
气象要素场概率分布特征的模拟
维普资讯
３期
Ｎ 个 高 度 值 Ｈ， ： 令
张 维 锋 等 ： 象 要 素 场 概 率 分 布 特 征 的 模 拟 气
２５ ９
Ｎ
１ 锯 齿 波 模型 及其 实现
１ １ 锯 齿 波 模 型 的 空 间 特 征 和 场 相 关 特 征 ． 为 了研 究 气 象 要 素 在 大 小 不 同 区域 概 率 分 布 的 气 候 特 征 ， 者 建 立 了 区 域 概 率 分 布 模 型 作
— —
锯 齿 波 模 型 ｎ 。依 据 Ｍｏ ｔ ａｌ ］ ｎ ｅＣ ｒｏ方法 的 基 本 思 想 ］可 以 从 该 模 型 中抽 取 大 量 的 随 机 样 ， 锯 齿 波 模 型 的 空 间结 构 如 图 １ 图 ２所 示 。 波 为 静 止 波 ， 波 长 为 常 数 Ａ（ ｍ ） 在 实 际 的 、 此 其 ｋ ，
个 因 子 确 定 ： 、 （ ≤ ０ ２ ） 定 波 的方 位 ； 、 ０ ７ １ 确 定波 的 位 相 。 过 随 机 地 产 生 若 一 ００ ￣ ｎ 确 二 （ ≤ ≤ ） 通
干（ 对 ｅ Ｎ） 和 值 来 确 定 Ｎ 个 随 机 的波 的 位 置 ， 图 ２所 示 的 ｕ— 场 中 每 一 点 （ ｖ 会 产 生 在 Ｖ ｕ， ）
图 １ 锯 齿 波 剖 面 图
Ｆｉ Ｃｒ ｓ － ｓ ｃ ｉ ａ ｉ ｗ ｆ Ｂｏ ｍ ａ ｏ ｈ ｗａ ｅ ｇ．１ ｏ ｓ－ ｅ ｔｏｎ ｌｖ ｅ ｏ ｈｅ ｓ ｗｔ ｏｔ ｖ
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图 ２ 锯 齿 波 模 型 平 面 图
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。
锋面附近气象要素
垂直运动
暖锋：冷暖空气两侧整层均为上升运动。
冷锋：冷空气一侧为下沉运动，低层有微弱的上升运动，暖 空气一侧有时整层皆为上升运动；有时高层为下沉运动，低 层为上升运动。
THANK YOU
◆ 随高度增加，锋区向冷空气一侧倾斜。
冷气团
暖气团
锋面附近气象要素特征
高空等温线的走向与地面锋 线的走向近于平行。
地面锋线与高空锋区的相对位置
锋区内垂直温度梯度很小（逆温、等温和微弱降温）。
图4.8 锋面附近的等温线和等位温线垂直分布
图4.9 冷锋后侧温度随高度的变化
在垂直剖面上，等θ 线
◆ 在锋层内最为密集； ◆ 与锋区的上下界近于平行。
故锋线附近气压连续的，气压梯度不连续，即等压线穿过锋
线时有弯折。
由于
∂Pc ∂x
>
∂∂Pxw，说明折角指向高压，即锋线落在低压槽中。
∂Pc > ∂Pw ∂x ∂x
A
A’
锋面位于气压槽中，等压线通过锋面时呈气旋式弯曲，其折 角指向高压。
风场
锋面附近的风场具有气旋式切变，而地面摩擦使风与等压 线成一交角，在锋面附近形成辐合区。
图4.10锋 逆时针 冷平流
测站上空有暖锋时的单站高空风
暖锋 顺时针 暖平流
变压场
锋后压力增大
冷锋后有三小时正变压
锋前压力减小
暖锋前有三小时负变压
冷锋后 正变压
暖锋前 负变压
湿度场
一般情况：
暖气团湿度大，冷气团湿度小
特殊情况：
海洋冷空气——冷湿 大陆暖空气——干暖
定锋的依据
图4.8 锋面附近的等温线和等位温线垂直 分布
01《气象学与气候学》习题集及答案解析
《气象学与气候学》复习思考题及答案一、名词解释1、天气：指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水等）的综合。
2、干洁大气：除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。
3、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。
4、气候系统：由大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈组成的整个系统，以及系统内各子系统间一系列复杂的相互作用过程统称为气候系统。
5、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。
6、黑体：对于投射到该物体上所有波长的辐射都能全部吸收的物体称为绝对黑体。
7、深厚系统：温压场对称的天气系统，如暖高压和冷低压。
8、大气窗：大气中对地面长波辐射在8－12微米的吸收几乎为零，地面辐射直接透过大气层进入宇宙中。
9、温室效应：大气对太阳短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射穿过大气到达地面，但由于大气中二氧化碳、水汽、氧化亚氮、氯氟烃等温室气体成分的存在，使大气能强烈地吸收地面的长波辐射而增热，并又以大气逆辐射的形式返回给地面一部分，对地表有保温效应，称为大气的温室效应，亦称花房效应。
10、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时。
11、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。
12、辐射：物体以电磁波或粒子流形式向周围传递或交换能量的方式。
13、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。
14、大气逆辐射：指向地面的那部分大气辐射称为大气逆辐射。
15、地面有效辐射：地面辐射与被地面吸收的大气逆辐射之差。
16、地面辐射差额：在单位时间内，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差，称为地面辐射差额。
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描述气象要素的分布
（3）简要说明欧洲七月等温线的分布特点，并说明其 主要影响因素。 欧洲大部分地区七月气温在10℃——26℃之间，自南向 北递减，等温线大致与纬线平行。主要影响因素为太阳 辐射因素（纬度因素）。
125°
135° -45
(2）右图为某月等温线分布 图。简述130°经线以东地 区气温空间分布的显著特点， 并运用大气运动的相关知识， 解释甲地等温线沿虚线方向 弯曲的原因。
台湾是个美丽的宝岛，也是个富饶的宝岛。读台湾省年平均气 温、年平均降水量和年太阳辐射总量分布图。完成下列各题。
（1）从图中选择一种气象要 素，说明该气象要素的分布 规律，并解释成因（10分） 年太阳辐射量的分布规律：年 太阳量较为丰富(2分)，且由东 北向西南递减（2分）。 成因：由于降水量自东北向西 南递减（2分），西南晴天多 （2分），且纬度低（2分）。
台湾是个美丽的宝岛，也是个富饶的宝岛。读台湾省年平均气 温、年平均降水量和年太阳辐射总量分布图。完成下列各题。
（1）从图中选择一种气象要 素，说明该气象要素的分布 规律，并解释成因（10分） 降水分布规律：年平均降水量 大（2分）。降水量由东北向西 南递减，岛的东北部和中部为 多雨中心（2分）。 成因：东部受夏季风和台风影 响大（2分），西侧为背风坡 （2分），东北和中部多地形雨 （2分）。
描述气象要素的分布
根据图中25℃等温线在大陆 东、西两岸的分布说明两岸气 温高低有什么不同？为什么？
25℃等温线在大陆东岸比大陆西岸向低纬方向弯曲的 程度小；说明东岸的气温比同纬度西岸的气温高； 这是因为东岸海域有暖流流经、有增温作用；西岸海 域有寒流流经、有降温作用。
描述气象要素的分布
下图示意某区域多年平均降雪量与雪期(从当年初雪日到次 年终雪日的天数)的空间分布。该区域内丘陵区每年因融雪 径流造成的土壤侵蚀较为严重。 (1)根据等雪期线的分布， 分析沿MN一线的地形分布 特点。(12分) (2)比较甲、乙两地雪期与 降雪量的差异，并解释原 因。 (6分) (3)分析位于丘陵区的丙地 融雪侵蚀较乙地严重的原 因。 (8分)
描述气象要素的分布
（1）等雪期线在中部地区向北（东北）凸出。（2分） 表明MN一线中部雪期短于其东西两侧地区。（2分） 即东西部气温持续低于0℃的时间较长；中部气温持 续低于0℃的时间较短。（4分）因此，中部地势较低 （为平原），东西部地势较高（为山地）（东西高， 中间低）。（4分）
描述气象要素的分布
描述气象要素的分布
下图为1969年～2008年山西省长治市寒潮发生总次数等值线 图。
200 180 长 山 西 高 图例 市界 寒潮总次数等值线 原 200 治 180 160 140 盆 山 地 80 太 160 140 120 行 100
120
脉
（1）指出该区域寒潮发生总次数的空间分布特征， 并说明该特征形成的主要影响因素。（8分）
（2）台湾盛产食盐，有 我国“东南盐库”之称。 从气象角度看，请你为台 湾选择最适宜的盐场位置： 盐场位于 沿海地区，简 述你选择的理由（10分） 西南（2分） 该地不仅气温较高（2分）， 降水较少（2分），且光照强 （2分）。地形平坦，适宜晒 盐（2分）
从西北向东南递减（2分）；盆地多于东西两侧的山地和高原 （最高值出现在盆地北部地区，最低值出现在太行山以东地区） （2分）。 影响因素：纬度位置（2分）；地形（2分）。
台湾是个美丽的宝岛，也是个富饶的宝岛。读台湾省年平均气 温、年平均降水量和年太阳辐射总量分布图。完成下列各题。
（1）从图中选择一种气象要 素，说明该气象要素的分布 规律，并解释成因（10分） 气温分布规律： 年平均气温较高，大部分地区 年平均气温在20℃以上，南部 气温高达24℃以上（2分）。气 温由岛的四周向中心递减，中 部气温在20℃以下（2分）。 成因：台湾的纬度较低（3分）。 气温分布受地形影响大，中部 为山地，海拔较高（3分）。
-10
图 例 等温线℃ 湖泊、海洋 河流 沼泽 -4060 Nhomakorabea -35
50° -30
50° -25 ① -20 -15 -10 125° 135° 乙
气温分布特点：气温由东南向西北（或由南向北）递减（ 2 图 10 分），单位距离气温差沿海大于内陆（或东南部大于西北部） （2分），低温中心位于图示区域的东北角（2分）。 等温线弯曲原因：甲地位于大兴安岭东侧，冬季风越过大兴安 岭，下沉（或背风坡）增温（2分）。甲地气温高于同纬度两侧， 致使等温线向北弯曲。
读欧洲一月和七月等温线图，回答有关问题。
（1）描述欧洲一月0℃等温线的走向。 北段和南段呈东西走向，中段呈南北走向。
描述气象要素的分布
（2）简要说明欧洲一月等温线图中60°N以北大陆上 等温线的分布特点，并分析其原因。 分布特点：该地区气温在0℃以下，呈现自西向东（自 沿海向内陆）递减的趋势。 形成原因：西部沿海受北大西洋暖流影响，气温偏 高，向东部内陆，大陆性加强，气温迅速降低。