《精编》农业气象学之天气系统和天气过程

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1、第八章天气系统和天气过程 本章内容 天气系统天气过程 天气过程 各种天气系统相互配合 随着时间和空间的变化过程 天气 一地短时间内的大气状况及其变化的总称 一地短时间内各种气象要素综合表现出的大气物理状态 天气系统 具有一定的结构特征 并能产生一定天气的大气运动系统 第一节天气系统 气团锋气旋反气旋高空槽脊切变线 低涡 低空急流 天气系统尺度的划分 尺度的概念 尺度是表征一个系统在空间上的大小 或在时间上持续的长短 天气尺度的划分从水平尺度及持续时间来划分 一 气团 定义 大范围的空气团 在其内部气象要素的水平分布比较均匀 垂直分布基本一致 在其控制的区域内 天气气候特征也大致相同 气团的概念

2、 尺度 水平尺度几十千米 垂直尺度几至几十千米 气团的形成和变性 形成的条件 大范围性质均匀的下垫面 适合的环流条件 反气旋 气团的变性 变性气团气团内部多晴好天气冷暖气团交界处多阴雨天气 气团的分类 分类标准 地理分类 热力分类 地理分类 气团源地的地理位置和下垫面性质 热力分类 气团的相对温度 气团 冷气团北极气团 极地气团 暖气团热带气团 赤道气团 我国境内的气团 冬季 西伯利亚气团 绝大部分地区 热带太平洋气团 东南沿海 南海气团 云南 热带太平洋气团 东部地区 热带大陆气团 西部地区 赤道气团 长江以南地区 西伯利亚气团 长城以北 大西北 极地太平洋气团 东北地区 夏季 二 锋 锋的

3、概念 锋区 锋面 冷 暖气团之间的过渡区域 锋面天气 锋面附近的云 雨 风等天气 成为锋面天气 锋面两侧的气象要素和天气状况 气象要素有明显差异 天气变化十分剧烈 锋的分类 北极气团 冷锋 冷锋过境后的天气 降温和偏北大风 副冷锋的概念 冷气团在移动过程中 由于变性的程度不同 或有冷空气补充南下时 在冷锋 主锋 的后面 即同一冷气团内又可形成一条新的冷锋 称之为副冷锋 冷锋分类 根据移动速度和天气特征划分 第一型冷锋 缓行冷锋 第二型冷锋 急行冷锋 第一型冷锋 缓行冷锋 第二型冷锋 急行冷锋 夏半年积雨云阵性降水冬半年层状云 卷云 卷层云 高层云 雨层云 连续性降水 暖锋 暖锋过境后的天气 升

4、温 华北静止锋 江淮静止锋 华南静止锋 南海静止锋 准静止锋 静止锋 天山静止锋 昆明静止锋 地形静止锋 昆明静止锋 锢囚锋 三 气旋 气旋的概念 定义 气旋是指在同一高度上中心气压比周围低 占有三度空间的大尺度涡旋 低压 气压场 中心气压比周围低气旋 流场 气流逆时针旋转 北半球 气流顺时针旋转 南半球 气旋的发展 加深 气旋的减弱 填塞 天气 多阴雨天气 气旋的分类 温带气旋 锋面气旋 结构 活动在中高纬地区的气旋 多为锋面气旋 锋面气旋是一个呈逆时针方向旋转的涡旋 自中心向前方伸展出一条暖锋 向后方伸展出一条冷锋 冷 暖锋以南为暖空气 以北为冷空气 锋面气旋天气模式 锋面气旋在对流层的中

5、下层主要是辐合上升的气流 产生云和降水天气 天气 云 近中心宽 远中心窄 降水 近中心对流云 阵性降水 远中心降水区较宽 如果暖空气为热带大陆气团 锋面上无降水或出现一些薄云 如果暖空气为热带海洋气团 当空气层结稳定时 锋面上出现一些层云和雾 当空气层结不稳定时 易有对流性天气发展 风 暖区一侧偏南大风 冷区一侧西北大风 在干燥季节 伴随大风会出现风沙 东亚气旋 东亚气旋沿着对流层500hPa或700hPa气流的方向移动 并最终移向阿留申群岛及其以东的北太平洋海域 四 反气旋 反气旋的概念 定义 反气旋是指在同一高度上中心气压比周围高 占有三度空间的大尺度涡旋 高压 气压场 中心气压比周围高反

6、气旋 流场 气流顺时针旋转 北半球 气流逆时针旋转 南半球 反气旋的发展 加强 反气旋的减弱 天气 多晴朗天气 反气旋的分类 温带反气旋 冷高压 活动在中高纬地区的反气旋 格陵兰 加拿大 西伯利亚和蒙古 分类 天气状况 通常是晴朗的天气 风力不大 有时在夜间或清晨会出现辐射雾 日出后逐渐消散 当有逆温层存在且水汽较多时 逆温层下常出现层云 层积云 产生毛毛雨和雾等天气现象 能见度较坏 外围往往有锋面存在 尤其是在移动性冷高压的外围 其前部 东部或东南部 具有冷锋天气特征 后部 西部 具有暖锋天气特征 副热带反气旋 副热带高压 出现在副热带地区的暖性反气旋 分类 太平洋副热带高压 西太平洋副热带

7、高压 副高 冬 夏位置北移西伸 强度增强夏 冬位置南辙东退 强度减弱冬季在南海形成独立的南海高压范围 500hPa等压面588位势什米线位置 500hPa等压面120 E副高脊线 副高的天气 副高的移动与中国雨带 南亚高压 定义 南亚高压是夏季出现在青藏高原及邻近地区上空的对流层上部的大型高压系统 又称青藏高压或亚洲季风高压 移动与中国降水的关系 当南亚高压的中心偏东时 西太平洋副热带高压常西伸北跳 控制我国长江中下游地区 长江流域少雨 西北 东北一带多雨 当南亚高压的中心偏西时 西太平洋副热带高压往往偏东偏南 雨带处在长江流域 江淮地区多雨 五 高空天气系统 西风带槽脊 中高纬度地区高空盛行

8、着波状的西风带气流 西风带槽脊可以看成是叠加在西风气流上的波动 波谷对应着高空低压槽 高空槽 波峰对应着高空高压脊 高空脊 高空槽脊一般相伴出现 超长波 1 3个 长波 4 7个 短波 8个 活动与中国的高空槽 西北槽 青藏槽 印缅槽 阻塞高压和切断低压 阻塞高压 在高空槽脊的发展演变过程中 当脊不断北伸 向北加强时 其南部与暖空气的联系会被冷空气切断 在脊的北边出现闭合的高压环流 形成暖高压中心 称为阻塞高压 通常把阻塞高压出现后的大范围环流形势称为阻塞形势 切断低压 在高空槽脊的发展演变过程中 当槽不断向南加深时 其北部与冷空气的联系会被暖空气切断 在槽的南边形成闭合的低压环流 形成冷低压

9、中心 称为切断低压 阻塞高压和切断低压 切变线 低涡和低空急流 切变线 低空 850 700hPa 风向发生气旋性切变 逆时针偏转 的不连续线 冷式切变线 暖式切变线 准静止式切变线 切变线附近 气流辐合上升 多阴雨天气 华北切变线 江淮切变线 华南切变线 低涡 低空或高空闭合的低压环流 西南涡形成于四川西部气流辐合上升 阴雨天气东移时 发展 降水加强 2008年7月22日 恩施市民在水中艰难行进 7月21日至22日 受西南低涡东移影响 湖北恩施发生大范围的较强降水天气 恩施市已有8个乡镇 7 5万人受灾 紧急转移受灾群众1 3万人 目前强降雨还在持续中 恩施市城区清江水位已超过警戒线 低空急

10、流 急流 低空急流对流层下部 强而窄的气流带 最大风速 12m s 高空急流 急流 对流层上部 强而窄的气流带 最大风速 30m s 西南低空急流 850 700hPa上的西南风极大风速带 输送水汽 第二节天气过程 寒潮天气过程大型降水天气过程台风天气过程对流性天气过程 寒潮天气过程 一种大规模的强冷空气的活动过程 寒潮天气 剧烈的降温和大风 有时伴有雨 雪 雨凇 霜冻 风沙 雷暴 春秋的江南地区 寒潮大风 西北大风 东北 内蒙古 偏北大风 华北 黄淮 东北大风 长江以南 一 寒潮天气过程 概念 冷空气强度的划分 单站冷空气强度等级标准 过程降温 冷空气影响过程中 日平均气温的最高值与最低值之

11、差 温度负距平 冷空气影响过程中 最低日平均气温与该日所在旬的多年旬平均气温之差 寒潮出现的时间 最早 9月下旬最晚 5月最多 春季3 4月 秋季10 11月尤其是春季3 4月持续时间 3 4天 长的可达8 9天 冷空气的源地和路径 我国各地的雨季 二 大型降水天气过程 概念 范围广大的降水 连续性或阵性的大范围雨雪及夏季暴雨 我国雨带 每年初夏 我国湖北宜昌以东 28 34 N之间的江淮流域长时间的连阴雨天气 江淮梅雨 定义 梅雨 典型梅雨 6月中旬 7月上旬入梅 梅雨开始 6月6 15日出梅 梅雨结束 7月6 10日持续时间 20 24天丰梅 持续时间很长 降水量很大的梅雨枯梅 少梅 持续

12、时间短 降水量小的梅雨空梅 个别年份 梅雨不明显 对流层上层 100 200hPa等压面 梅雨天气形势 对流层中层 500hPa等压面 高纬度地区 阻塞形势 阻塞高压 中纬度地区 较平直的西风气流 浅槽东移副热带地区 带状副高 脊线 日本南部 华南 低空 700 850hPa等压面 地面 华南前汛期 每年4 6月华南前汛期盛期 5月中旬 6月上旬雨量高值带 武夷山 南岭南麓华南沿海锋前暖区暴雨 夜雨显著 华南前汛期 华北 东北雨季 7月中旬 8月下旬特征 降水强度大 持续时间短 降水局地性强 年际变化大 降水时段集中 暴雨与地形关系密切 华北 东北雨季 台风 中国及东亚地区 飓风 美国及大西洋

13、地区 热带风暴 印度洋地区 三 台风天气过程 台风 形成在热带海洋上 具有暖中心结构的强烈发展的热带气旋 标准 近中心地面最大风力 热带气旋的分类 0008号台风 杰拉华台风 0108号台风 桃芝台风 台风的编号和命名 150 E以西 赤道以北的西北太平洋上的台风 8级 台风的强度 近中心地面最大风力 8级中心海平面最低气压 960hPa水平范围 海平面气压场中最外围的闭合等压线直径600 1000km垂直范围 整个对流层及平流层下层 台风命名一览表 台风源地 西北太平洋 东北太平洋 西北大西洋 孟加拉湾 阿拉伯海 西南太平洋 西南印度洋 东南印度洋 西北太平洋台风源地 菲律宾以东 关岛附近

14、南海中部 台风源地和台风季节 7 10月 以8 9月为最多 台风季节 西北太平洋台风 登陆我国的台风 5 11月 主要集中在7 9月5月 11月 登陆海南 广东6月 10月 登陆海南 广东 台湾 福建 浙江7 9月 登陆海南 辽宁 台风的形成和生命史 气压场 台风的结构和天气 台风中心气压很低 中心气压 960hPa 气压梯度很大 等压线密集 台风外围的气压变化较平缓 气压水平梯度较小 台风经过时 当地气压随时间的变化曲线呈漏斗状 台风移近时气压急剧下降 台风中心过后 气压又迅速回升 温度场暖中心结构 水平流场 垂直流场 台风云系 螺旋状云系 成熟台风的云系分布图 台风降水 台风天气 狂风 暴

15、雨 风暴潮 台风降水的来源 云墙降水 螺旋云带降水 台风与其他天气系统相互作用产生的降水 与台风相联系的热带云团的降水 台风降水 300 400mm 阵性降水 台风的移动主要受大型环境流场 副高 西风带高空槽 的引导 台风路径 四 对流性天气过程 概念 雷暴 旺盛发展的积雨云中发生的雷电交作的激烈放电现象 天气 阵雨 大风 冰雹 龙卷等 分类 对流性天气 雷暴所产生的天气现象 强对流性天气 强雷暴所产生的天气现象 雷暴云 一般雷暴 雹暴 以严重降雹为主的强雷暴飑暴 以强烈阵风为主的强雷暴 强雷暴 风向突变 风速猛增 气压涌升 气温急降 湿度骤升 强雷暴天气 飑 飑 随着雷暴云的来临而突然出现的强烈阵风 与飑相伴的气象要素 明暗相间的层状结构冰雹 直径 5mm小冰雹 直径2 5mm 冰雹 龙卷 雷暴云云底伸展出的漏斗云龙卷风 龙卷伸展到地面形成的强烈旋风 中心地面气压 400hPa中心附近气压梯度 2hPa m中心附近风速100 200m s上升气流 50m s 龙卷 强龙卷内气象要素 龙卷的旋转方向 气旋式 反气旋式 陆龙卷 海龙卷