天气学基础知识

2.3 影响我省的主要天气系统
第三部分 强天气概述
3.1 降水的形成
3.1.1云的形成 凝结核 冷却 增湿 水云（暖云）云粒子 冰水混合云 冰晶与云粒子共存 冰晶云（冷云） 冰晶
3.2暖云降水
云粒的生成－云粒的增长与合并 云粒的生成： 水汽的过饱和 途径： ① 气温不变，向空气中补充水汽。 ② 空气中的水汽量不变，气温下降。这种过程有绝热膨胀， 它是自然云的形成机制。 ③ 以上两个过程同时出现。 凝结核（云核、云粒核）的存在 云粒的增长与合并 碰并增长
第一部分 天气图简介
1.1 天气底图： （定义） 原则：正形、等面积、正向 正形：保持地区的形状 等面积：保证地图面积与实际面积比例关系 不变。 正向：方向准确，经纬线正交。
1.1.1 兰勃脱投影
1.1.2 麦卡脱投影
1.1.3 极射赤面投影
1.2 地面图
地天气系统的分类
第一种：为了更方便地描述不同天气系统的特征， 常常根据天气系统的空间水平尺度把它划分为大尺 度、中尺度、小尺度和微尺度等不同的天气系统。 波动的水平尺度取特征波长的1/4，涡旋取其特征 半径。 >400km，大尺度系统（行星尺度系统，天气尺 度系统） 4—400km， 中尺度系统 40m—4km，小尺度系统 <40m， 微尺度系统
Fujita（1986）
第二种：
超长波 斜压波 锋面 飓风 飑线 雷暴 龙卷
尘卷 湍流
2.3 地面天气系统
• 地面天气系统 • 高空天气系统 • 影响我省的主要天气系统(分四季说)
2.3 高空天气系统
一、西风槽和东风波 1.西风槽 在北半球，副热带高压北侧的中、高纬度地区， 3km以上的高空盛行西风气流，称为西风带。西风气流 中常常产生波动，形成槽和脊。西风带中的槽线，称为 西风槽。西风槽多为东北西南走向,西风槽的东面 （槽前）盛行暖湿的西南气流，空气作上升运动，对应 地面是冷、暖锋和气旋活动的地方，天气变化剧烈，多 阴雨天气；西风槽的西面（槽后）盛行干冷的西北下沉 气流，对应地面是冷高压活动的地方,天气晴好。影响 我国天气的西风槽主要有：从西北越青藏高原影响北方 地区的西北槽、青藏槽和从印度、缅甸东移影响南方地 区的南支槽（印缅槽）。西风槽活动频繁，一年四季都 可发生，每次活动都会带来一定强度的冷空气入侵，地 面形成锋面天气（冷锋或准静止锋），造成较大范围的 降水或阴雨天气。
A：水汽在冰晶上升华 B：过冷却水滴（蒸发） C：冰晶增长、落下 D：融化成雨粒； E：雨粒碰并增长
由雪变成雨粒（雨滴）
雪在降落途中，气温若达到0℃，则雪 晶便开始融化。充分融化则变成雨滴。 但是，如果空气干燥，由于雪晶升华蒸 发，热量被带走，因此，雪晶本身则在 低于0℃的状态下继续下落。往往地面气 温在5℃也能观测到雪。由于在云粒形成 雨粒的过程中出现冰，尔后降下的雨称 为冷雨。
超级单体雷暴：具有单一的特大的垂直环 流的巨大的强风暴云，是所有对流风暴云 中最壮观和最强烈的一类风暴云。 水平尺度：20-40km 时间尺度：几个小时，移动路径可达数百公 里 环流：具有强大的非对称的有组织的垂直 环流，前部有上升气流，后部有下沉气流
3.5 飑线
• 定义：由许多雷暴单体（其中包括若干 超级单体）侧向排列而形成的强对流云 带。风向、风速突变的狭窄的强对流云 带。
第二部分 天气系统
2.1 天气系统的概念 与周围大气在性质（气象要素的分布特点）上存在 明显不同。 高压：系统中心气压高于周围 低压：系统中心气压低于周围 高压脊 低压槽 锋面：冷暖气团的过渡区 台风 赤道辐合带 …….
2.2 尺度：表征系统的空间大小和持续时间的 长短。 如：积雨云的水平尺度为10-30km时间尺度 为1-3 h 温带气旋水平尺度500-2000km时间尺度315 day 中尺度气旋水平尺度10-100km时间尺度0.56h 龙卷水平尺度30-3000 m时间尺度0.5-90 min
平流雾
• 温暖潮湿的空气流经冷的海面或陆面时，空气 的低层因接触冷却达到过饱和而凝结而成。 • 只要有适当的风向、风速，雾一旦形成，就常 持续很久，如果没有风，或者风向转变，暖湿 空气来源中断，雾也会立刻消散。
• 是潮湿空气沿着山坡上升，绝热冷却使空 气达到过饱和而产生的雾
上坡雾
• 潮湿空气必须稳定，山坡坡度必须较小， 否则形成对流，雾就难以形成 。
锋面雾
• 发生在冷、暖空气交界的锋面附近。锋前 锋后均有，但以暖锋附近居多。
第五部分 大气的不稳定性
5.1 定义 5.2大气稳定度分析
第六部分 天气现象级别的定义
• • • • • 降水 降雪 大风 雾 冰雹
• 水平尺度：长约几十至几百公里宽约几 十至二百公里。 • 时间尺度：几小时至十几小时
3.5 龙卷
• 定义：是从伴随飑线发生的巨大积雨云 底向地面伸展的细长的气流涡旋。75% 的龙卷发生在美国。 • 时间尺度：十几分钟到几小时，移动速 度较快。 • 水平尺度：几百米到几公里
第四部分 雾的的形成和分类
3.3 冷云降水
形成冰晶－冰晶的增长与雪的结晶 －由雪 变成雨粒（雨滴） 冰晶的形成条件 ： • 降落冷雨的冰晶云和冰水混合云中形成冰 晶的条件，一般认为气温要低于0℃。 • 加速水滴冻结的粒子称为冻结核，帮助由 水汽直接形成冰晶的粒子称为升华核，二 者统称冰晶核。
冰晶的增长与雪的结晶
水和冰共存时，冰晶急剧增长（冰晶 效应）。云粒蒸发的水汽在冰晶表面升华 凝结，使冰晶增长，冰晶迅速增长成雪而 降落。
4.1 雾的定义与分类 在近地面产生的云，气象上称为雾或烟 雾、霭。一般能见度超过1km的称为霭， 能见度小于1km的称为雾或烟雾 。 雾按其成因可分为以下五种即辐射雾； 平流雾；混合雾；锋面雾；上坡（上升） 雾。
• 空气因辐射冷却达到过饱和而形成的
辐射雾
• 晴朗、微风、近地面、水汽比较充沛的夜 间或早晨
3.4 雷暴
一般雷暴（单体雷暴）、多单体雷暴、 超级单体雷暴、飑线、龙卷 单体雷暴: 单体雷暴的生命史：发生发展阶段、成 熟阶段、消亡阶段 时间尺度：十几分钟到半个小时 水平尺度：十几公里到几十公里 垂直速度：max 15m/s
多单体雷暴：由多个单体雷暴构成，每个 单体有独立的云内环流。都经历发生发展、 成熟、消散阶段。并处于断的新生和消散 的新成代谢过程中。 • 时间尺度：几个小时 • 水平尺度：几十至几百公里