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1、复习参考题19 / 19一、强天气复习思考题1 干线的定义:干线是水平方向的湿度不连续线。穿过干线,地面强水平露点梯度可达5/km以上,干线的一侧是暖而干(湿)的空气,另一侧是暖(冷)而湿(干)的空气。 干线附近是强对流天气最容易发生的地区。850hpa以下分析干线。2 强天气中分析,地面、应重点关注要素或系统:冷锋、暖锋、干线、辐合线、高低压中心、3H显著降(升)压、等温线、显著流线、强天气区、低压槽、温度脊、湿度脊。3 850、700、500百帕应重点关注要素或系统:850:温度(脊)、露点(干线、湿区)、风场(最大风速带、急流、辐合区)、锋、切变;700:温度(冷平流)、露点(干舌、显著
2、湿区)、风场(最大风速带、辐合区);500:温度槽、温度露点差、最大风速带、负变高、急流、切变。补充各层次中分析具体要求:4. 下列哪些过程可以引起不稳定: (1)在高层冷中心或冷温度槽与低层暖中心或暖温度脊可能叠置的区域,有利对流不稳定建立,促使对流系统生成发展;(2)当深厚气层受槽前偏南气流控制,且低空急流较强,暖、湿平流明显,而在中高层暖、湿平流较弱时,有利对流不稳定建立,出现强对流天气;(3)在中高层受冷涡、槽后控制,冷平流引发干冷空气入侵,而中层以下有浅薄的热低压接近,或有偏西南气流,或有暖平流等,易使对流不稳定增强,形成对流天气;(4)当低层有湿舌,而在其上覆盖干空气层时,或在高层
3、干平流与低层湿平流相叠置的区域,可使对流不稳定增强,有利强对流天气形成;(5)在冷锋越山时,若山后低层为暖空气控制,则由于山后低层暖空气之上有冷平流叠加,使对流不稳定增强,而常在山后形成大片雷暴区。此外,非绝热效应引起的温度变化,对对流不稳定的建立也有作用。例如,白天因日射使低层空气被下垫面加热,或当冷空气移到暖下垫面低层变性增暖,而上空的非绝热作用很弱,则将增强气层对流不稳定。夜间云顶的辐射冷却作用,也有利于对流不稳定增强等。补充:不稳定分为:动力不稳定和热力不稳定。5 强对流天气和暴雨分析的主要差异:(1)强对流天气的出现对流层的中低层(一般在600百帕以下)有明显的对流不稳定.湿层较薄,
4、低空暖湿,中层非常干燥.(2) 暴雨天气的出现:高温高湿,对流不稳定条件的要求就不高.湿层很厚,对流层特别是中低层都很潮湿.850和500气层有弱对流不稳定或接近中性暴雨比强对流的整个水汽辐合可大3倍。(3)从750百帕向上,强对流的温度比暴雨明显偏低,强对流的潜在不稳定能量层次比暴雨厚,但自由对流高度要高一些.暴雨发生在低空辐合高空辐散低空为正涡度,高空为负涡度区中。(4) 强对流天气的低空正涡度比暴雨弱,但高空负涡度比暴雨强,这是因为强对流系统多位于高空急流轴附近,而暴雨多位于急流轴以南200500km区域。(5) 风切变差别明显:暴雨是在弱切变环境下发展的,而强对流是在强切变环境下发展的
5、。(6)表征气团性质的一些物理量差别也是显著的,低层湿度差异是很大的,温度差异不大,暴雨低空高温高湿,强对流湿度要小一些;高层的温度和湿度差异十分明显,强对流中层干冷,尤其露点温度低,两者可相差13。(7)暴雨系统移动缓慢:6 对流性天气形成的必要条件、转换条件、增强条件:对流性天气形成的必要条件:水汽条件,不稳定层结,抬升条件。转换条件:垂直风切变( 2.0 *10-3S-1)。增强条件:地形,高空急流,重力波等。7. 强天气触发机制有哪些:(1)对流天气的触发机制(抬升运动),天气系统的抬升和辐合上升作用:锋面、槽线、切变线、低压、低涡等天气系统; (2)气团内部的热力涡动 热力涡动的形成
6、的原因是地表特性不均匀而产生水平方向上的温差wind shift (海陆风)(3) 地形的抬升作用:当低层层结不稳定的空气沿山坡上滑、受机械抬升时,容易形成对流性天气。这是山区雷暴、冰雹等对流性天气较平原多的原因。8、高、低空急流的作用:高空急流作用: 抽风作用、通风作用低空急流对暴雨发生发展的作用:(1)输送低层湿气流。并使形成对流性不稳定层结的区域;(2)在急流轴的左前方形成正涡度区,产生辐合上升运动;(3) 急流轴上的南风脉动可以触发其下游暴雨的产生;(4) 低空急流不仅给暴雨区输送水汽,同时还提供了暴雨产生的热力和动力条件,甚至在暴雨的生成和触发机制方面都起着不可忽视的作用;(5) 大
7、雨形成的水汽条件来说,西南气流是很重要的,其位置和活动与副热带高压的季节位置及短期进退很有关系。补充高低空急流基本概念:9、飑线和冷锋的区别二、准地转运动1、(地转偏向力)和(气压梯度力)平衡时的空气水平运动称为地转风,地转风随高度的变化为热成风。2、在方程中,非绝热加热对垂直运动的贡献以_为主。答案:BA地表长波辐射; B、凝结潜热释放;C大气逆辐射; D、下垫面感热加热3、根据位势倾向方程,槽前有正的相对涡度平流输送,等压面高度_。答案:AA、降低B、不变C、升高4、方程诊断垂直运动时,( B )是决定垂直运动的主要因子。A 涡度平流随高度的变化 B 热成风对绝对涡度的平流 C 非绝热加热
8、5、根据涡度方程,天气尺度系统变化趋势的定性规则是_。答案:BDA、暖平流使高层反气旋性环流减弱, 低层反气旋环流发展 ;B、暖平流使高层反气旋性环流加强,低层气旋环流发展;C、暖平流使高层反气旋性环流加强, 低层反气旋环流减弱 ;D、冷平流使高层气旋性环流加强, 低层反气旋环流发展。6、西风带长波的移动速度与许多因素有关。当_BCD_时,波动移动较快,反之,移动较慢。A、地转涡度平流较大 B、波长较短 C、纬度较高 D、西风较强7、严格意义上的地转风,下列陈述中哪个是对的( D )A、不可随时间变化,但流线可以弯曲;B、可以随时间变化,但流线必须是直线;C、不可随时间变化,但风速水平分布可以
9、不均匀;D、不可随时间变化,而且流线必须是和纬圈平行的直线。8、以下论断哪些是不正确的:( B)A、高空正涡度平流可以引起地面气压下降和上升运动;B、负涡度平流可以引起高空脊发展;C、暖平流可以引起地面气压下降和上升运动;D、冷平流可以引起高空槽加深;E、大气的斜压性是大尺度环流系统发展的根本原因,温度平流和涡度平流都是大气斜压性的反映。9、以下论断哪些是不正确的:( ACE )A、正涡度中心附近的涡度平流最大;B、正涡度区中也存在负涡度平流;C、正涡度在地转偏向力的作用下,必产生辐散;D、脊后存在正涡度平流;E、涡度平流可以引起涡度系统加强。补充课堂笔记整理:1、回答:1)不能,地转风关系公
10、式中没有时间变量,这只是个诊断方程。2)不能。适用于中高纬度地区。2、回答:能量平衡(热成风平衡)3、4、正压大气:密度只随气压变化。斜压大气:密度是气压和温度的函数,。5、6、 回答:ABCDF7、回答:惯性力/科氏力8、斜压两层模式:中层500hpa槽脊的发展、移动、槽前脊后的垂直运动,用本层的涡度和温度平流以及高层(250hpa),低层(750hpa)的涡度平流和温度平流来解释,这个模式在中高纬度冬季解释中层大尺度槽脊的发展(深厚系统)以及该层以下的垂直运动。准地转位势倾向方程用来解释槽脊的发展,移动。即:准地转垂直运动方程用来解释垂直运动,(这里的上升运动是指500层以下,但由于我们分
11、析的是深厚系统,所以就可以代替500hp槽前整层都为上升运动)即:9、回答:发生垂直运动。10、11、以下几项可以引起地面气旋发展:200hpa的正涡度平流,500pa的暖平流,气旋下坡,冬季内陆包围着暖水面,冬季低压入海。12、以下几项可以引起地面气旋的移动:移向正涡度更大的区域(200hpa),移向暖平流更大的区域(500hpa),下坡向南移动,移向非绝热加热更大的区域。13、若运动准水平、涡度满足地转平衡、温度满足静力平衡,则原始运动方程就可以转化为:准地砖位势倾向方程和准地转垂直运动方程。14、回答:ABDF15、各物理量级:涡度 10-5/s, 散度 10-6/s, 垂直速度10-1
12、pa/s, 涡度平流10-10/s2, 温度平流10-4k/s。Micaps中为了显示的需要,将量级均缩小一个量级。三、卫星图像思考题1、可见光谱段测量的辐射主要取决于地面反照率和太阳天顶角,地面反照率越大,卫星接收到的辐射越大,天顶角越小,入射太阳辐射越大,目标物反射的太阳辐射越大。2、在卫星云图上,云的识别有六个判据,有结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理。3、积雨云在卫星云图上常呈团状结构,称为云团。当高空风很大时,风速垂直切变很大,积雨云呈椭圆形云团,长轴方向与风的垂直切变方向一致;积雨云团到成熟时,下风一侧出现卷云砧。4、红外通道的图像最容易识别云的高低;水汽通道的图像最容
13、易识别高云。5、水汽图上暗区,表明对流层中上层下沉,对流层中下层水汽辐射能量多,表现为黑色。6、如果在可见光云图上呈灰色,红外云图上呈黑色,这目标物可能是:(3)(1)卷云,(2)青藏高原,(3)夏季沙漠,(4)冷水面,(5)暖水面。7、如果在可见光云图上呈灰色,红外云图上呈灰色,这目标物可能是:(2)(1)卷云,(2)青藏高原,(3)夏季沙漠,(4)冷水面,(5)暖水面。补充:如果在可见光云图上呈白色,红外云图上呈白色,这目标物可能是:(5)(1)卷云,(2)积雨云,(3)低云,(4)中云,(5)积云浓积云。8、积雨云在可见光、红外、水汽云图上都表现为白亮,原因有何不同:积雨云在可见光云图上
14、为白亮是因为它的反照率大;在红外云图上为白亮是因为云顶亮温低;在水汽云图上为白亮是因为积雨云中上层的冰晶等大粒子辐射最弱。9、简述红外云图和可见光云图的优缺点:红外云图优点是可区分不同层次的云,缺点是不能区分地面和低云可见光云图优点是可区分地面和低云,云的纹理清晰,但夜间资料不可用。补充内容:1、2、3、4、可见光图像只有白天有。5、6、7、回答:沙漠上的薄云更亮一些,反照率更大。大洋上的更暗一些,反照率小。8、低云与沙尘暴顶亮温接近,但反照率不同,用可见光云图区别。西北裸露地表与沙尘暴反照率接近,但亮温不同,用红外云图区别。9、10、红外云图和可见光云图的比较,详见气象卫星图像的解译与判读教
15、材p38.11、12、水汽图像遵从红外成像原则。13、水汽图像反映对流层中上层大气环流形势。白亮的地方说明有上升运动,暗区说明有下沉运动。水汽含量越多,亮温越低,越白亮。水汽图像中白亮的都是高云,但不一定深厚。不能看到700hpa以下的云和地表。14、中红外对高温敏感,可以监测火灾。白天用中红外可以判别冰晶和大水滴,因冰晶和大水滴反照率低,卫星接收到的能量少,更白亮。夜间可以和红外图像结合判断低云和雾。15、四、雷暴和强对流的临近预报1、世界气象组织定义的甚短期预报(very short range weather forecasting, VSRF)即短时预报是指012小时以内的天气预报。2、临近预报(nowcasting)只是短时天气预报中的特定内容,专指当时的天气监测和02小时的外推预报,主要预报对象是该时段内出现明显变化的天气现象,主要包括雷暴、强对流、降水、冬季暴风雪、