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1、1,第七章 气旋和反气旋 Cyclone and Anticyclone,1. 气旋和反气旋定义和分类； 2.锋面气旋的形成、各发展阶段的主要特征、天气模式和卫星云图特征； 3.锋面气旋的主要源地和活动规律； 4.冷高压的天气模式和卫星云图特征；寒潮的定义和天气特征； 5.副热带高压活动规律、天气特征，西太平洋副高与我国天气的关系。,2,气旋定义 definition of cyclone,北半球逆时针旋转(南半球顺时针旋转)的水平空气涡旋称气旋。而由闭合等压线围成的，中心气压比四周低的系统称低压。前者是从流场定义，后者是从气压场定义。除低纬度地区外，两者可以相互换用。,气 旋,3,地面气旋气
2、流,北半球地面流场为逆时针旋转向中心辐合，而南半球地面气旋流场为顺时针旋转向中心辐合。,4,反气旋定义 definition of anticyclone,在北半球作顺时针旋转（南半球逆时针旋转）的水平空气涡旋称反气旋。由闭合等压线围成的，中心气压比四周高的系统称高压。前者是从流场定义,后者是从气压场定义。除低纬度地区外，两者可以相互换用。,反气旋,5,地面反气旋气流,北半球地面反气旋流场为顺时针旋转向四周辐散，而南半球地面反气旋流场为逆时针旋转向四周辐散。,6,气旋、反气旋强度和范围,强度(intensity)：气旋(或反气旋)以低压(或高压)中心气压值来表示。中心气压值越低，表示气旋越强(
3、或反气旋越弱)，中心气压值越高，表示气旋越弱(或反气旋越强)。 水平范围(horizontal coverage)：以地面图上最外围的闭合等压线围成区域的平均直径表示，平均为1000Km，大的达2000-3000Km。一般反气旋范围大于气旋范围。,7,气旋、反气旋加强和减弱,当气旋中心气压值随时间降低时，称气旋发展(Developing)或加深(Deepening)；反之，当气旋中心气压值随时间升高时，称气旋减弱(Weakening)或填塞(Filling)。 当反气旋中心气压值随时间升高时，称反气旋发展或加强；反之，当反气旋中心气压值随时间降低时，称反气旋减弱。,8,气旋的分类,根据气旋形成
4、和活动的地理区域，将气旋分为温带气旋(Extratropical cyclone)和热带气旋(tropical cyclone) 。 根据气旋的热力结构，将气旋分为锋面气旋(Frontal cyclone)和无锋面气旋。无锋面气旋包括热带气旋和热低压。,9,反气旋的分类,根据反气旋形成和活动的地理区域，将反气旋分为极地反气旋、温带反气旋和副热带反气旋(Subtropical anticyclone) 。 根据反气旋的热力结构，将反气旋分为冷性反气旋和暖性反气旋。活动于中、高纬的温带反气旋属冷性反气旋，又称冷高压。阻塞高压和副热带高压属暖性反气旋。,10,锋面气旋的生命史,1 初生阶段：从发生波
5、动到绘出第一条闭合等压线，又称波动阶段。 高纬冷，低纬暖，随着锋面波动出现，冷空气向南侵袭，暖空气向北扩张，开始出现冷、暖锋及锋面降水。地面图上可分析出一条闭合等压线，向暖气团移动，移速快，24h可移十几个纬距。 2. 发展阶段：波动振幅加大，冷、暖锋进一步发展，中心气压继续下降，出现多根闭合等压线，锋面降水增强，雨区扩大。气旋向暖区移动，移速略减。,11,锋面气旋的生命史,3. 锢囚阶段：冷暖锋相遇，出现锢囚，中心气压降到最低，辐合最强，降水强度合范围增大，锋速增大，移速大大减慢。 4. 消亡阶段：气旋与锋脱离，变成一个冷性低涡，受摩擦辐合作用慢慢填塞。,12,锋面气旋的生命史,13,锋面气
6、旋发展演变的温压场特征,1. 波动阶段：高空锋区呈波动式，温度槽落后于高度槽，气旋位于高空槽前，气旋前部的暖平流使其减压，其后部的冷平流使其加压；槽前正涡度平流，槽后负涡度平流。这两种因子联合作用的结果，使地面气旋一面向前移动，一面向前发展。地面摩擦作用很小。,14,锋面气旋发展演变的温压场特征,2.发展阶段：高空槽已加深且出现闭合中心， 温度槽仍落后于高度槽，但位相更接近，温度平流和涡度平流的联合作用使气旋继续发展并向前移动。地面摩擦作用增大，但不占主导地位。 3. 锢囚阶段：高空槽进一步出现闭合中心，温度槽趋于高度槽，气旋发展到最强阶段，出现锢囚，温度平流变小，涡度平流减弱，移动缓慢。摩擦
7、作用相对增大，成为主要因子。 4. 消亡阶段：温压场重合，冷暖平流趋于零，气旋变为一个冷性低压，锋面脱离气旋，由于摩擦辐合作用，气旋逐渐填塞而消亡。,15,锋面气旋发展演变各阶段,16,北半球锋面气旋示意图,南半球锋面气旋示意图,17,锋面气旋的卫星云图特征 一个发展成熟的锋面气旋在不同阶段的云图特征（理想化）,18,锋面气旋的天气模式,北半球锋面气旋,南半球锋面气旋,19,锋面气旋的天气模式(暖锋前天气),云系：云依次为Ci,Cs,As,Ns。 降水：锋前34百公里连续性降水。 气温：逐渐升高。 气压：逐渐下降，最大负变压在锋前。 能见度：西区差，有雾。 风：在北半球，锋前ESE，锋后SSW
8、，过境顺转。 在南半球，锋前EEN，锋后NNW，过境逆转。 一般锋前风力大于锋后。风速46级。 浪: 海浪中浪,20,锋面气旋的天气模式(暖区天气),云系和降水：若来自热带海洋气团，水汽充沛，出现St、Sc；大片平流雾或毛毛雨；若来自热带大陆气团，干燥少云，无降水。 气温：升高。 气压：缓慢降低。 能见度：差。 风：北半球吹SSW；南半球吹NNW。风速24级。 海浪：在低压SSW300600海里为大浪区。,21,锋面气旋的天气模式(冷锋后天气),云系：第型冷锋Ns、As、Cs、Ci； 第型冷锋出现积状云Cb。 降水：第型冷锋连续性降水。 第型冷锋阵性降水。 气温：迅速下降。 气压：迅速升高。
9、能见度：变好。 风：在北半球吹NNW；在南半球吹SSW。风速69级。 浪：中到大浪。,22,当测到风向随时间作顺时针变化，船舶通过气旋的低纬一侧（南侧）； 当出现云系依次为：Ci-Cs-As-Ns时，船舶通过气旋的高纬一侧（北侧）。 当测到风向随时间作逆时针变化，船舶通过气旋的高纬一侧（北侧）。 当出现云系依次为：Ci-Cs-As-Ns-Ac-Cb时，船舶通过气旋的低纬一侧（南侧）。,23,锋面气旋中的波浪分布特征,风浪特征： 气旋区中的风、浪分布不对称； 气旋南侧的强风、大浪大于北侧；最大的强风中心和大浪中心出现在气旋中心南南西方300-600公里处。,风,浪,24,气旋再生和气旋族,气旋再
10、生：衰亡的气旋，在一定条件下又重新发展起来的过程，称为气旋的再生。再生的情况有两种： 副冷锋加入后再生； 气旋入如海后加深引起再生。 气旋族：在一条锋上一连串出现两个或两个以上气旋，称为气旋族。气旋族长与高空长波槽和锋区相对应，气旋族中的一个锋面气旋都和高空长波槽前的一个短波槽相对应。,25,东亚锋面气旋的源地,锋面气旋的生成区大体分为三个区域：蒙古气旋生成区、江淮气旋生成区和沿海气旋生成区。 1.蒙古气旋生成区位于45-55N之间的区域，即黄河以北、贝加尔湖以南的广大地区，气旋称为北方气旋。包括蒙古气旋、东北气旋和黄河气旋； 2.江淮气旋生成区位于25-35N之间的区域，属南支锋区气旋；,2
11、6,东亚锋面气旋的源地,3.沿海气旋生成区较为宽阔，在3055N，120160E区域中有一条西南-东北走向的带状海域是高发区，其中包括东海北部、日本南部海域、黄渤海、日本海和千岛群岛附近洋面生成的气旋，冬春偏多，约占全年70。,27,东亚气旋的移动路径和移速, 蒙古、东北气旋先是向东南，而后折向偏东移动，穿过鄂霍次克海继续东移到阿留申群岛，有的进入白令海，有的移入阿拉斯加湾，最后锢囚消失。 产生于江淮、黄河流域的气旋，入黄海、渤海得到发展，向东北方向移动，进入日本海进一步发展，然后移至阿留申群岛附近进入白令海或阿拉斯加湾。,28,东亚气旋的移动路径和移速, 东海气旋、江淮气旋的一部分和产生于日
12、本南部海面的气旋向东北方向移动，经日本南部海面发展，移过阿留申群岛南岸，一部分到达白令海锢囚消失，另一部分到达阿拉斯加湾或北美沿岸。 上述气旋若移动过程中并不消失的话，最终都要移至阿留申群岛附近以及以东洋面，在那里锢囚消失。 平均移速30-40Km/h，慢的15Km/h，快的达100Km/h左右。一般初生快，锢囚消亡慢；春季快，夏季慢。,29,东亚气旋的移动路径,30,中部和东部太平洋锋面气旋,在太平洋中部和东部生成的气旋，一般向东北方向移动，最终移至北美的东岸和阿拉斯加湾，平均移速35-40Kn，最大频率出现在10-12月。 冬季北美的太平洋沿岸的气旋发展最强烈，活动最频繁。夏季中心强度减弱
13、，活动明显减少，范围向北收缩。,31,北大西洋锋面气旋,影响北大西洋的锋面气旋主要来自北美大陆和美国的东部沿岸，冬季主要有三条路径： （1）气旋在45-50N之间自西向东沿着与纬圈平行的路径移动，进入大西洋后向东北方向移动。 （2）在美国中部向南移动，然后向东北朝着圣劳伦斯湾移去。 （3）在美国的东部沿岸和墨西哥湾产生后，向东北方向朝着纽芬兰移去。 季节变化：冬春季发生频率高，强度大；夏季明显减少，路径偏北。,32,我国近海的锋面气旋黄河气旋,黄河气旋：指产生于黄河流域的气旋。影响黄河下游、辽东半岛、渤海。黄海北部和南部的洋面。 特点：一年各季均可发生，夏半年（5-9月）最频繁，多造成大风，水
14、汽充沛时有大雨和暴雨。 路径： 气旋东移入海，不大发展； 向东北方向沿山东半岛入海，也不大发展； 自北北东方向经渤海进入东北地区，气旋往往得到发展。,33,我国近海的锋面气旋江淮气旋,江淮气旋：指发生在江淮流域和湘赣地区的锋面气旋。 特点：春季和初夏出现较多，造成范围较大的降水和沿海大风。在冷锋前和暖锋后形成很低的碎雨云和锋面雾，使能见度恶劣，影响海上船舶安全。 路径：一条是向东北东，经东海北部到日本海南部附近；另一条是想北北东，经黄海到日本海。,34,我国近海的锋面气旋东海气旋,东海气旋：指东海海域发生、发展的气旋。形成时中心气压不低，边向东北方向移动边发展，到达日本南部海面迅速加深，有时作
15、爆发性发展，并伴有10级以上大风，天气变化剧烈。移到千岛群岛以东洋面气压降到970-940hpa，最终在阿留申一带锢囚消失。 特点：春季最多，冬季次之，夏秋两季最少，后部的偏北大风影响我国沿海，降水区主要分布在气旋中心附近。 路径：先向东北偏东方向移动，到日本南部加深发展，有3东北东转为东北方向移动，影响朝鲜和日本的天气，带来大风和降水。,35,日本海低压,日本海低压：产生于黄海、东海的低压移至日本海后迅速加深发展，引起日本地区吹强劲地西南风，海况恶劣。春季较多。,36,双 低 压,双低压：当发生于黄海的低压进入日本海并迅速发展时，同时发生于东海的低压朝日本南部沿岸移动，形成双低压的形势。两大
16、压逐渐接近，在北海道以东迅速加深，常常达到台风的强度。,37,热 低 压,热低压是浅薄而移动缓慢的暖性低压系统，是近地层的无锋面气旋。通常出现在夏季内陆地区，由于近地层空气受热不均匀而形成。 大陆的热低压日变化明显，夜间和早晨弱，白天强，午后达最强。,38,爆发性气旋,爆发性气旋：当温带气旋发展速度达到 P/24h sin60 / sin 1（：气旋中心所在纬度；P：气旋中心气压24h降压幅度，单位为hPa）时，称为爆发性气旋。 船舶采用定义法：即气旋中心不论在哪一纬度上，其中心气压的加深率只要24h达到24hPa或12h达到12hPa，就定义为爆发性气旋。 爆发性气旋俗称“气象炸弹”，是冬半年中高纬度洋面强烈发展的锋面气旋。它常伴有大范围的911级强风速，具有很大的摧毁力，严重威胁远洋的航行安全。,39,爆发性气旋的源地,北太平洋爆发性气旋主要发生在135E以东，160W以西，35N以北的洋面上。东亚大陆及邻近海域很少有气旋作爆发性发展，而在其东侧的西北太平洋海面（3
