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1、第五章 天气系统与气象灾害,气团和锋 天气系统 天气预报介绍 气象灾害,天气和天气系统,天气是一定区域内短时间的大气状态（如冷暖、干湿、风雨、阴晴等)及其变化的总称 天气系统是对天气形成具有重要影响的流场、气压场、温度场和湿度场等大气运动系统,第一节 气团和锋,1、气团 气象要素水平、垂直分布较均匀的大范围空气团 气团形成条件 范围广阔、地表性质均匀的下垫面 水平方向均匀化环流场,第一节 气团和锋,气团的分类：冷暖、干湿 地理分类法 冰洋(北极和南极)气团 极地气团（中纬度） 热带气团和赤道气团 热力分类法 根据气团与流经地区下垫面间或气团与气团之间的热力对比进行的分类,2、锋,大气中冷暖气团
2、相遇后，由于湍流、辐射等作用，不同性质气团之间的界面是一个过渡层这个过渡层就称为锋或者锋面,2.1 锋附近的气压分布,2.2 锋附近的风场,锋附近的风场,2.3 锋面输送带,2.4 锋的类型和天气,准静止锋天气：连续的多云和降水天气,锢囚锋天气：两个冷气团把一个暖气团夹在中间，密度大的冷气团在较轻的暖气团下方运动，并把暖气团向上推，暖气团与地面之间被阻隔，也叫“锢囚”，形成多云、下雨或下雪天气,2.4 锋的类型和天气,第二节 天气系统,影响我国的中高纬度地面天气系统 影响我国的低纬度地面天气系统,1、影响我国的中高纬度地面天气系统,温带气旋和温带反气旋 气旋又称低气压(简称低压) ，平均直径1
3、000km 反气旋又称高气压(简称高压)，平均直径比气旋大,温带反气旋是中高纬度地区产生降温、大风的主要天气系统 发源地：北半球的格陵兰、加拿大、北极、西伯利亚和蒙古等地 天气：活动地区造成降温、大风和降水，是中高纬度冬季最突出的天气过程,1.1 温带反气旋,1.1 温带反气旋,1.2 温带（锋面）气旋,源地 最大频率中心：阿留申低压和冰岛低压 巨大山地的背风坡：北美的落基山、阿巴拉契亚山，北欧的斯堪的纳维亚山脉，亚洲青藏高原的东面，都是气旋主要的发生地。 海湾以及内陆湖泊，冬季温度较高，容易有气旋生成,1.2 温带气旋,1.2 温带（锋面）气旋,锋面气旋结构,锋附近的风场,1.2 温带（锋面
4、）气旋,锋面气旋结构,美国温带气旋,10月26日和27日，一场横扫美国中部的暴风雨带来了大风、强降雨、冰雹和龙卷风。在春秋季节，美国南北温度相差较大时，温暖的高压系统与北方寒冷的低压系统遭遇，就会形成这种温带气旋。由于地球是旋转的，低压地区的空气旋转前进，从而产生了逗号形状的气旋。,锋面气旋天气 初生阶段：暖锋前形成云雨和连续性降水，能见度差 发展阶段：气旋前部暖锋，气旋后部冷锋，气旋暖区如果是热带大陆气团控制，一般无降水，热带海洋气团控制则水汽充沛。暖区可出现偏南大风，冷锋后的冷区则可能出现西北大风,1.2 温带（锋面）气旋,锋面气旋天气 锢囚阶段 ： 地面风速很大，辐合上升气流加强，在水汽
5、充沛时，云和降水范围扩大，降水强度加剧 衰亡阶段：随着气旋趋于减弱消失，云和降水也随着逐渐消失。,1.2 温带（锋面）气旋,2、低纬度天气系统,2 低纬度天气系统,热带辐合带,热带辐合带,副高,2、低纬度天气系统,副热带高压：西太平洋副高的进退与中国夏季的降水及旱涝有密切关系 热带辐合带：对热带地区长、中、短期天气变化影响极大 热带气旋：中国是世界上受热带气旋影响最严重的国家之一,2.1副热带高压,西风带,2.1 副热带高压,成因 哈得来环流的下沉支主导 海陆热力差异和大地形作用 分布 北太平洋西部、东部、北大西洋中部、西部墨西哥湾和北非等地,2.1 副热带高压,结构和天气 内部盛行下沉气流，
6、故天气晴好,长期控制造成干旱 西到北部大范围的降水；雨带位置在脊线之北610个纬距 南侧，盛行东风，伴随热带气旋 高压东部少云、干燥、多雾天气,2.1 副热带高压,2.1.1 西太平洋副高的活动,2.1.1 西太平洋副高的活动,地图,孟加拉湾,2.1.2 西太平洋副高对我国天气影响,雨季： 5月，雨带位于华南（副高脊线位于20度以南） 6月，雨带位于长江中下游和淮河流域，江淮一带进入梅雨期（副高脊线位于2025度） 7月中旬，雨带到黄河流域，江淮流域进入伏旱期，华南位于副高南侧又一次雨期（副高脊线位于2530度）,2.1.2 西太平洋副高对我国天气影响,雨季： 7月下旬8月初，主要雨带移至华北
7、、东北地区（副高脊线位于30度） 9月上旬，副高脊线回到30N以南，雨区退到黄淮流域，而长江流域及江南一带出现秋高气爽的天气 10月又退到20N以南,2.3 热带气旋,热带气旋是形成在热带或副热带洋面上，具有有组织的对流和确定的气旋性地面风环流的非锋面性的天气尺度系统 半径几百公里，垂直范围可从地面伸展到对流层上部 热带气旋降水是我国夏秋的重要水源，除新疆西藏外均受其影响,2.3 热带气旋,热带低压：10.817.1 m/s(67级) 热带风暴：17.224.4 m/s(89级) 强热带风暴:24.532.6 m/s(1011级) 台风或飓风：32.7 m/s(12级以上),2.3.1 台风的
8、形成过程、条件、结构,条件 洋面温度26.5度以上 低层存在热带扰动 离赤道58度 通风不好，垂直切变小,2.3.1 台风的形成过程、条件、结构,形成过程 热带辐合带扰动 气旋性水平环流，气流螺旋式上升 释放潜热形成暖心，环流加强,2.3.1 台风的形成过程、条件,台 风 结 构,2.3.2 台风天气,2.3.3 台风移动路径,移动路径,菲律宾,海南岛,第三节 天气预报,第三节 气象灾害,中国：种类多，频度高，强度大，范围广，成灾率高。 气象灾害带来的损失约占所有自然灾害的70。我国每年因气象灾害造成的经济损失占GDP的3 6。天气气候的变化，气象灾害的发生是客观存在 灾害标准：气候特征值超过
9、或低于其多年平均加上或减去一个标准偏差的范围，则认为是灾害,第三节 气象灾害,经济学人图表：1965年以来经济损失最大的20次自然灾害，日本地震经济损失2350亿美元（占GDP的4%）高居榜首。在这名单上，中国出现5次：2008年汶川地震、1998年洪灾、1976年唐山地震、1996年洪灾、1991年洪灾。有25万人死亡的2004年印度洋海啸经济损失只有140亿美元，主要是受灾地区地价较低,气象灾害的分类,不足大气干旱、土壤干旱、生理干旱等 过多洪、涝、湿害、凌汛、冻涝、白灾,高温 逼熟、雨后暴热、热浪中暑 低温 冷害、冻害、霜冻、寒害 冰雪灾害雪害、冰凌、冻融、翻浆,水分因子,温度因子,光照
10、因子,过强灼伤、日烧病 过弱阴害,气象灾害的分类,气流因子 大风、龙卷风、静风 其他因子 冰雹、雷击、雾灾 复合因素 台风、沙尘暴、干热风、暴风雪,1、寒潮 寒潮又称寒流，是源于极地或者副极地、侵袭中纬度或低纬度地区的强烈冷空气活动。寒潮给流经地区造成剧烈降温，大风等灾害性天气，并常伴有雨雪,第三节 灾害性天气,寒潮标准 长江中下游以及以北地区，在48h内最低气温下降10度以上，长江中下游地区最低气温达4度以下。陆上有相当三个大行政区出现57级大风，沿海有三个海区出现7级以上大风，称为寒潮 如果48h内最低气温下降14度以上，陆上有34个大行政区有57级大风，沿海所有海区出现7级以上大风，称为
11、强寒潮,第三节 灾害性天气,1 寒 潮,我国寒潮的源地和路径 源地 北冰洋（新地岛东西）、大西洋（冰岛以南） 欧洲大陆北部、西伯利亚和蒙古,鄂霍次克海,1 寒 潮,我国寒潮的源地和路径 路径 西路：欧洲大陆北部北冰洋出发河套以西南下我国中南部 中路：新地岛附近北冰洋出发经西伯利亚西部蒙古到达河套附近南下，主力向东南沿海。最强寒潮 东路：经西伯利亚东部东北转折南下。势力较弱，易形成阴雨天气。,1 寒 潮,寒潮作用 引起尘暴、沙暴、雪暴，产生环境危害 春季寒潮产生冻害，冬季的强寒潮危害越冬树木、作物、牲畜、人类生存，热带经济林木遭受冻害 寒潮降雪对越冬有利，严寒冻死病虫。,2、霜冻,定义：植物在0
12、或接近的零下低温体内冻结产生伤害，发生在作物活跃生长期间。 类型：初(早)霜冻、终(晚)霜冻；黑霜、白霜;平流型(风霜)、辐射型(静霜)、混合型。,2、霜冻,灾情：小麦拔节，秋粮灌浆，果菜春栽，果树开花，热作冬季。 对策：避寒地形，耐寒品种，风障防护，设施栽培，适时播栽，锻炼壮苗，延迟开花，抑制冰核活性细菌剂，浇水覆盖，生长刺激素霜后补救。,受灾面积、梨花、甘蔗、麦穗霜冻图,3、热害,类型:热浪、干热风、雨后暴热枯熟、高温早衰或徒长、伤热烂菜烂果 对策：耐热作物品种，淡季生产基地；调节小气候；改善生态环境；生长调节剂,小麦干热风分布及症状热浪和干渴,4、光照异常引起的气象灾害,日灼或日烧病:夏
13、季日烧，覆盖遮阴；冬季日烧。枝干涂白，合理密度 阴害:养分积累少，茎秆细弱，授粉不良，病害。对策：种植耐阴作物，合理密植，温室后墙和地面反光物质，连阴天夜间覆盖保温 紫外辐射增强:保护臭氧层,5、气流异常引起的气象灾害,5.1 大风 定义：8级或17m/s以上。6级以上就可危害作物 成因：台风、寒潮、高压后部，低压气旋，雷雨飑线,5、气流异常引起的气象灾害,5.1 大风 危害：风蚀、损伤、吹散、干旱、冻害、授粉 对策：防护林带、风障、避风场所、看住头畜、会港避风、临时加固、抗风作物品种、促茎根,风灾图景刮倒玉米风倒竹林,5、气流异常引起的气象灾害,5.2、台风 概念：热带气旋6级以下称热带风暴
14、，6-8级强热带风暴，8级以上台风。我国年均登陆6.8个 时空分布：源地为西北太平洋、南海中部。7-9月登陆占77%，台湾、海南各1/4，温州以北仅14%,5、气流异常引起的气象灾害,5.2、台风 危害：风害、洪涝、海浪、风暴潮。与天气大潮配合 对策：监测预报；加固海堤、房屋、设施；入港避风；疏通排水；防护林,台风,6、风沙和沙尘暴（黑风暴）,概念：强风将大量沙尘吹到空中。扬沙1-10km、扬尘、沙暴、尘暴、沙尘暴能见度不足1km。 分布：美中西部、哈萨克、西北、撒哈拉，我国,6、风沙和沙尘暴（黑风暴）,危害：土地退化荒漠化，吹埋机械损伤，污染大气。 发生：强而持续风力，大气低层不稳定，植被少
15、。,沙尘暴就要到来,卫星上看到的撒哈拉沙尘暴,影响北京的沙尘源地,沙尘暴对策,土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。 植物措施：植物通常以3种形式来影响风蚀：分散地面上一定的风动量，减少气流与沙尘之间的传递；阻止土壤、沙尘等的运动。,沙尘暴对策,沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物，而且与人类活动有对应关系。 杜绝过度放牧、滥伐森林，防止过度垦荒破坏地面植被,内蒙古因风沙背井离乡的生态难民,风蚀地貌,杨树灌木化,防沙治沙1,防沙治沙2,7、洪涝和湿害,灾情：面积经济损失均占1/4，3-4年一次大涝。 类型：山洪、洪水、土壤湿害、空气湿害、凌汛、 冻涝
16、。,7、洪涝和湿害,时空分布：2-3、11、22、30-40、80-90年准周期，连涝机率小于连旱。长城以北融雪凌汛，江南春涝湿害，东部夏涝，中西部秋涝，沿海台风。 影响因素：天气形势、地形再分配、土壤质地结构、技术和社会因素。,水淹房屋、诺亚方舟(右上)、美国密苏里洪涝遥感图(右),广州居民楼泡在水中居民被困30多小时,洪水发生频度分布,类型：大气干旱、土壤干旱、生理干旱、黑灾 时期：春旱、夏旱、秋旱、冬旱、连季旱。 分区：湿润区、半湿润区、半干旱区、干旱区。 缺水类型：资源型、污染型、经济增长型。,8、干旱,防御对策： 1）开源节流对策。挖掘水源节水灌溉。 2）效率对策。农田基本建设，培肥，耕作保墒，抗寒育种，节水栽培，提高水分利用效率。 3）适应对策。建立节水型农业生态结构发展旱作节水农业。,8、干旱,世界的干旱地区,中国的易旱地区,饮水困难地区分布,人均水资源（千m3/人）与旱象,中外饥荒景象,节水灌溉,地膜覆盖保墒,带水机播小麦,9、气象与
