人类对气团的认识、了解、影响以及应用

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1、天气学期末考试论文天气学期末考试论文题目：人类对气团的认识、了解、影响以及应用题目：人类对气团的认识、了解、影响以及应用摘摘 要：要：气团概念的提出本来是为了对气旋和反气旋所驱动的从源地向外移的气流进行分 类。本世纪早期 ，作为极锋理论的重要组成部分，气团分析是制作天气预报的主要基础。 50 年代后期，随着 Rossby 高层气流动力学理论的建立，人们开始了对流层中层气流对地 面天气系统制约的研究，数值天气预报模型也相继问世，气团研究的的重要性日益降低， 导致了六、七十年代气团应用研究的低潮。然而，由于气团理论和其它一些天气方法在诸 如气候、地理、环境、生态等应用领域具有重要的作用，因而从八十

2、年代后期开始，气团 研究在国内外再次获得广泛的关注，气团方面的有关的应用研究层出不穷。 关键词关键词：气团、认识、影响、研究一一 人类对气团的认识、了解人类对气团的认识、了解1.1 什么是气团 气团是气象要素水平分布比较均匀的大范围的空气团，他的水平尺度一般有几百至上 千公里。垂直尺度只有几到几十公里，在主要是集中在对流层，收到太防辐射和地面辐射 影响比较明显。 1.2 气团形成的两个条件 1.2.1 大范围性质的均匀的下垫面。大气的热量主要来自地球表面，空气中的水汽也来 自地球表面水分的蒸发，所以下垫面是空气最直接的热源，也是最重要的湿源。气 团形成的条件首先需要有大范围的性质比较均匀的下垫

3、面。 1.2.2 是适当稳定的大气环流条件，使气团长时间稳定在下垫面上。气团形成还应具备 适当的流场条件，使大范围的空气能在源地上空停留较长的时间或缓慢移动，通过大 气中各种尺度的湍流、对流、辐射、蒸发和凝结及大范围的垂直运动等物理过程与地 球表面进行水汽与热量交换，从而获得与下垫面相应的比较均匀的温、湿特性适当的 流场通常是指准静止的大型的高压流场。在准静止的高压控制下，高压中的辐散下沉 运动，可以使大气中的温度、湿度的水平梯度减小，增加大气中温、湿特性的水平均 匀性，同时稳定的环流可使空气较长时间地缓慢移动在温、湿特性比较均匀的下垫面 上，使空气有足够长的时间取得下垫面的温、湿特性。在这这

4、种有高压系统和低压系 统，高压系统稳定，而且水平分为大，低压系统不稳定，而且水平小。例如，西伯利 亚地区冬季为一个不大移动的高压所盘踞，是形成干冷气团的源地。在中国东南方向 的辽阔海洋上常有太平洋高压存在，是形成暖湿气团的源地。 同时具备这连个条件的，我们就这个地区成为气团的发源地。一般广阔的海洋、 冰雪覆盖的大陆、一望无际的沙漠等，都可作为形成气团的源地。 1.3 气团的变性 大气处在不断的运动中，当气团在广阔的源地上取得大致与源地相同的物气团的形成1理属性后，离开源地移至与源地性质不同的下垫面时，二者间又发生了热量与水分的交换， 则气团的物理属性又逐渐发生变化，这个过程称为气团的变性。对于

5、不同的气团来说，其 变性的快慢是不同的。一般说来，冷气团移到暖的地区变性快，而暖的气团移到冷的地区 变性慢。这是因为，当冷气团离开源地后，气团低层要变暖、增温，逐渐趋于不稳定，对 流易发展，能很快地把低层的热量和水汽向上输送，因此，气团变性快；相反，当暖气团 离开源地后，由于气团低层不断变冷，气团逐渐趋于稳定，对流不易发展，因此，气团变 性较慢。 1.4 气团的分类为了分析气团的特征、移动规律，常常对地球上的气团进行分类，分类方法气团主 要有地理分类法、热力分类法和大气环流分类三种。 1.4.1 地理分类法根据气团形成源地的地理位置，对气团进行分类，称为气团的地理分类。在地理 分类中，全球大致

6、可分为七种气团。 1）北极大陆气团：形成于冰雪覆盖的北冰洋。特点是温度低、低层具有强逆温层，气 层相当稳定，湿度小。因此其天气是干燥、寒冷、晴朗。 2）南极大陆气团：形成于冰雪覆盖的南极大陆。其特点同北极大陆气团。 3）极地大陆气团：形成于中高纬气团度的大陆上，如西伯利亚、蒙古、加拿大一带。 冬季，气团低层温度很低，有强烈逆温现象，空气层稳定，天气与冰洋气团类似； 夏季，受大陆热力状况的影响，空气层不稳定，加上湿度增大，常出现多云天气。 4）极地海洋气团：形成于南半球中纬度海洋和北太平洋、北大西洋。极地海洋气团多 数由极地大陆气团移至海洋上变性而成。冬季因洋面温度高于大陆，气团低层温度 升高，

7、湿度增大，气层不稳定，易形成对流云，有时产生降水；夏季与极地大陆气 团性质差不多。 5）热带大陆气团：主要源于副热带沙漠地区，如中亚、西南亚、北非撤哈拉沙漠等地。 特征是炎热、干燥，在它长久控制的地区常形成严重的干旱。 6）热带海洋气团：形成于副热带高压控制的海洋上。特征是温度高，湿度大，低层不 稳定，由于高压中部盛行下层气流，中层存在下沉逆温，阻碍了对流的发展，天气 以晴为主。 7）赤道海洋气团：形成于赤道附近的洋面，具有高温高湿的特征，气层很不稳定，多 雷暴和阵性降水天气。 1.4.2 热力分类法热力分类法是根据气团移动时与其所经下垫面的温度对比或两个气团之间的温冷 暖气团度对比来划分的。

8、按这种分类法，气团可分为冷气团和暖气团两大类。 1）冷气团：气团温度低于流经地区下垫面温度的，或两个气团相遇时温度较低者，叫 冷气团。当冷气团向南移行至另一地区时，不仅会使这个地区变冷，且由于气团底 部增暖，气温直减率增大，气层往往趋于不稳定，有利于对流的发展，产生不稳定 天气，低层的能见度一般较好。夏季，若冷气团中水汽含量多，常形成积云和积雨 云，产生雷阵雨天气。冬、春两季，由于冷气团中湿度较小，常是干冷天气。冷气 团内气温、风等气象要素有明显的日变化；夜间低层辐射冷却，在大陆上可形成辐 射雾。 2）暖气团：气团温度高于流经地区下垫面温度的，或两个气团相遇时温度较高者，叫 暖气团。当暖气团向

9、北移行至另一地区时，不仅会使这个地区变暖，且由于气团底 部变冷，气温直减率变小，会使该地上空气层的稳定度增大，对流运动不易发展， 产生稳定性天气。因为气层稳定，水汽及尘埃、烟粒等杂质常聚集在低层，所以暖2气团中低层的能见度差。如果暖气团中水汽含量多，常形成层云、层积云，并下毛 毛雨，有时会出现平流雾。如果暖气团中水汽含量较少，天气就较好。 1.4.3 大气环流分类法根据大气环流对气团的影响，特别是因为纬度的不同所接受的辐射热量差异的不 同，我们把气团分为三类1）极地气团：接受辐射少，在高伟地区，一般为北纬 60-90 度。 2）中纬度气团：在不同时间段内，因太阳高度角的变化，而产生辐射量的差异

10、，一 般为北纬 30-60 度之间。 3）热带气团：接受辐射量最多，在北纬 30 度以南。二二 气团的影响气团的影响2.1 影响我国的气团 中国大部分处于中纬度地区，冷、暖气流交绥频繁，缺少气团形成的环流天气影响条 件；同时，地表性质复杂，没有大范围均匀的下垫面可作气团源地，因而，活动在中国境 内的气团，大多是从其他地区移来的变性气团，变性气团也称中性气团。离开源地后受沿 途下垫面性质的影响，变性气团改变原有基本物理属性的气团。但所谓“变性气团”其基 本特征未有重大改变，否则即成新气团。其中最主要的是极地大陆气团和热带海洋气团。 冬季主要受变性极地大陆气团影响，它的源地在西伯利亚和蒙古，称之为

11、西伯利亚气 团。它所控制的地区，天气干冷。此外，来自北太平洋副热带地区的热带海洋气团可影响 到华南、华东和云南等地。北极气团也可南下侵袭中国，造成气温急剧下降的强寒潮天气。夏季，西伯利亚气团在中国长城以北和西北地区活动频繁，中国东部沿海地区主要受 变性的热带海洋气团影响。以上两种气团的交汇，是构成中国盛夏南北方区域性降水的主 要原因。此外，热带大陆气团常影响中国西部地区，被它持久控制的地区，就会出现严重 干旱和酷暑。来自印度洋的赤道气团，可造成长江流域以南地区大量降水。 春季，西伯利亚气团和热带海洋气团两者势力相当，互有进退，因此是锋系及气旋活 动最盛的时期。 秋季，变性的西伯利亚气团占主要地

12、位，热带海洋气团退居东南海上，中国东部地区 在单一的气团控制下，出现全年最宜人的秋高气爽的天气。 2.2 气团与世界上荒漠化的成因分析 2.2.1 全球荒漠化的分布荒漠化主要分为热带荒漠区和温带荒漠区。 热带荒漠区大致在南北回归线两侧的大陆内部直到大陆西岸 平均位置约在南、北 纬 15-30 度之间 典型地区有非洲的撒哈拉沙漠、卡拉哈里沙漠、纳米布沙漠、西亚的 阿拉伯大沙漠、南亚的塔尔沙漠、北美西南部沙漠、澳大利亚西部和中部沙漠、南美洲 的阿塔卡马沙漠等。 温带荒漠区主要分布在北纬 35-50 度的亚欧大陆中部和北美大陆中心部分。但在南 美洲却出现在大陆东岸，即阿根廷大西洋沿岸的巴塔哥尼亚荒漠

13、、典型地区有中亚的 卡拉库姆沙漠、中国境内的塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠和巴丹吉林沙漠等。 2.2.2 荒漠化的与气团的联系 从成因上看，热带荒漠：该分布地区常年处于副热带高压和信风控制下，盛行热 带大陆气团。气流下沉，气候干燥而形成。 温带荒漠：亚欧大陆中部和北美大陆中部的荒漠主要是因位居大陆中心或沿海有3高山屏峙受不到海风的影响。终年在大陆气团控制之下，气候十分干燥而成。 南半球南端的巴塔哥尼亚荒漠的形成则是因为正当西风带的大陆东岸，是西风带 的雨影区域，西岸有安第斯山脉阻隔。西风过山后下沉，绝热增温，空气干燥。又因沿 岸有福克兰寒流经过，空气稳定，又不在气旋活动的路径上。因此，全年少

14、雨。虽然内 陆面积狭小，又临海岸，仍为荒漠。 面对荒漠化，我们只有了解其成因才能更好的因地制宜，对荒漠化进行治理。 2.3 人类对气团的影响尽管在过去的 30 年中南京在不断的变冷，但是根据美国国家航空和宇航局的研究人员 通过计算机模拟的结果，这种趋势似乎在快速发生逆转。该研究表明在未来 50 年里南极圈 区域内的气候将变暖。 由于同温层中臭氧的减少和温室废气的增加，促成了南半球多变的气候模式成为南方 环形模式的正向期，它将寒冷的空气隔离在南极内部。 国际公约已经命令禁止使用有破坏臭氧层作用的化学制品，臭氧层预计将在未来几十 年中逐渐恢复原貌。臭氧层位于大气的同温层，当达到足够密度时，臭氧能够

15、保护地球表 面免受紫外线的辐射。研究显示，高密度的臭氧层在南方环形模式中会产生与正向期相反 的影响，形成温和的负影响。这样，将来南方环形模式中的臭氧和温室气体就会形成互补， 使南方环形模式的影响失败，从而导致南极变暖。 温室效应与臭氧层的破坏都会导致高纬地区同温层的温度降低，这就会加强同温层西 风的旋转，从而影响到更低层大气的西风，研究显示，温室效应和臭氧同样是在出城对流 层的南方环形模式正向期形成强风中起到了强大的作用。 为了对结论进行论证美国国家航空和宇航局的研究人员在利用气候模型进行了三次实 验，这个气候模型包含了海洋与大气的交互作用。模型的模拟时间范围从 1945 年到 2055 年，

16、大部分模拟数据来源于过去的观察。 在南极半岛，由于气候变暖，一些如美国罗德岛州那样大的冰原已经融化入崩塌，融 入海洋中。这个区域的气候变暖至少有一部分原因是由于穿越南纬 60 至 65 度之间的西风 变得更加强大了。南极半岛从陆地延伸出来的，这些风携带的海洋性气团升高了半岛温度。对于南极而言，在全球变暖的长时期影响下，最严重的后果将是导致大片冰原融化， 大量的冰山会滑入海洋中。如果南极洲真是如预测的那样变暖，我们就必须思考这样一个 严肃的问题，当然温度达到什么程度会引起冰原融化，从而导致全球海平面大幅上升，上 升后，全球的气温将会如何变化，气团又有何改变。 同样，我们应该思考，人类从工业文明到现在向大自然索取了太多的东西，这些索取 都是不记后果的。正因为这样，大自然才变的如此脆弱，气候也因为人类的活动变的越来 越暴躁。人类应该好好的反省下自己的所作所为，不要向电影后天中所演，到了灾难 来临的时候我们才反省与改错。三三 人类对气团的应用研究人类对气团的应用研究3.1 地面空气