北方气旋--蒙古气旋实习报告

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1、南京信息工程大学实习报告南京信息工程大学实习报告20152015 20162016 学年学年 第第 2 2 学期学期北方气旋过程实习报告北方气旋过程实习报告 时间时间 2016.4.6班级 长望实验班 学号 20141334027 姓名 杨显轲 得分 一、概述（请在此部分简要概括总结此次气旋发生的大范围环流形势，并从其演变过 程指出其属于那种发展类型气旋） 1)环流形势： 当高空槽接近蒙古西部山地时，由于上升运动，空气柱垂直方向压缩，造 成水平方向辐射，使得气旋性涡度迎风坡减弱，同理在背风坡加强，并且使得 等高线成疏散形式。同时由于阿尔泰山脉的阻挡，使得来自于极地的冷空气在 迎风面堆积，因而在

2、 500hpa 上的温压场上表现为比较明显的温度槽和温度脊 （见图 1） 。下垫面的非绝热加热作用使温度脊更见明显。并且在蒙古中部地面 上出现热低压或倒槽（见图 2） ，当高空疏散槽的正涡度平流叠加其上时，热低 压即获得动力性发展，由于低压前后的高空暖，冷平流都很强，这样一方面促 进暖锋锋生，另一方面推动山地西部的冷锋越过山地进入蒙古中部，形成蒙古 气旋。在此过程中，高空低槽也获得发展。图 1 4 日 20 时 500hpa 高空蒙古西部的温压场图 2 4 日 20 时地面蒙古中部的低压倒槽2)演变过程概要 这是一次随着西风槽的东移,地面冷锋进入新疆到蒙古西部的暖性低压后, 发展成为蒙古气旋的

3、天气过程, 按蒙古气旋的分类，这次的过程属于于冷锋进 入倒槽型。这次气旋于 2002 年 4 月 4 日 20 时到 4 月 5 日 08 时生成,并在 4 月 5 日 08 时到 4 月 6 日 08 时这段时间强烈发展达到锢囚阶段，也是地面气旋 发展最强阶段，伴随的天气主要为大风、降温以及降水的天气。最后在 4 月 6 日 08 时之后进入消亡阶段，锋区发展和气旋发展都减弱，并于 4 月 7 日 20 时， 气旋完全消失，本次过程结束。在本次过程中的天气变化，过程的形成到发展 共 3 天时间。二、北方气旋发生发展演变过程（从高低空配置分析详细说明其发生阶段、发展阶段 以及减弱消亡阶段演变过

4、程，对应的天气及天气产生的原因，可附主要图形） 1、生成阶段生成阶段 （1）生成阶段发展概述在 4 日 20 时高空就形成了明显的槽脊，地面形成了暖性低压和倒槽。在高 空中等温线落后于等高线，并且可以看到槽后有冷平流使得高空槽不断发展。 并且可以看到以 36 区和 51 区的之间位置，即大约天山山脉的位置为分界线。 上部分是冷平流，下部分是暖平流（如图 3） 。接着随着高空槽前正相对涡度的 不断输送，导致地面低压系统不断发展，并且由于冷锋前后的高空暖，冷平流 都很强，冷平流使得地面产生正变高，暖平流使得地面产生负变高，从而导致 冷锋南下转竖并进入倒槽（如图 4） ，这些系统移动速度很快，均以每

5、天 1015 经距度移动，所以在 5 日 08 时形成了蒙古气旋。图 3 4 日 20 时 500hpa 天山山脉南北温压场图 4 4 日 20 时地面天山山脉附近冷锋 （2）5 日 8 时气旋形成的高低空配置主要从高空 500hpa 和地面图分析，如图 5 和 6 所示，我们可以看到如下几 点信息 地面气旋位于高空槽前，正涡度平流使得气旋发展，并且在高空产生负 变高，从而动力因子使得高空槽移动，使得气旋中心发展； 500hpa 温度场落后于高度场，使得高空槽发展，热力因子使地面气旋 前部减压，后部加压，气旋移动，但确使槽发展； 这个地方对应高空还没有出现闭合的等高线； 温度平流零线（等高线与

6、等温线的平行区）穿过气旋中心，气旋前部为 暖平流减压，后部为冷平流加压，使气旋沿变压梯度方向或者是沿着引 导气流方向移动图 5 5 日 8 时 500hpa 蒙古槽温压场图 6 5 日 8 时地面图的气旋中心在这种情况下，高空槽会近一步发展，同时气旋中心也会得到很强的发展 并且进一步东移。 （3） 对应的天气现象 在蒙古中部 44 区上方出现小范围的大风天气，主要是因为冷锋是冷 气团和暖气团的过渡带，在此处冷气团势力强，推动暖气团运动， 由于冷暖气团交汇，温度梯度大，热成风也大，因此冷锋上空风速 加大（图 6 所示） 。 在气旋左方出现小范围的降水天气，主要是受到气旋上部另一条冷 锋的影响，在

7、冷锋上有冷暖气团交界，产生降水（图 6 所示） 。 在 30 区附件也产生了降水，在这里一方面是由于西南风和东北风相 遇造成该地区辐合上升造成大范围的雨雪天气，另一方面是位于冷 锋后，冷锋移动过程当中，造成该区域的暖空气被迫抬升造成降水 （见图 7） 。 冷锋移动较慢，坡度也较小，处于空中 700hpa 槽前，为第一型冷锋。图 7 5 日 8 时地面 30 区附件降水与冷锋分布图2、发展阶段发展阶段 （1） 发展阶段发展概述 在 5 日 8 时到 20 时这段时刻发展过程中因为碰到高原，所以由于地形的爬 坡作用，使得这个系统的高空槽略有减弱，但移速大大加快，并且冷锋继续深 入暖性倒槽之中，由于

8、地面暖式切变进一步增强，使得倒槽内暖式切变附件温 度梯度不断加大，形成一条暖锋（见图 8） ，12h 内移动了 10 个经距以上。在 5 日 20 时到 6 日 08 时槽已经越过高原开始下坡，此时槽又得到加强，移速减小， 槽前的正涡度平流增强，引起地面气旋和锋区不断发展。并且随着高空槽的配 合，地面的锋区不断加强，气旋不断东移，其引导的冷锋逐渐侵袭我国，不断 南压并且由之前的东北西南走向转向偏西走向，对我国华北东北及华南地区 产生的严重的影响。并且在 6 日 08 时由于冷空气不断南下，暖空气不断抬升， 形成了锢囚锋（见图 10） 。图 8 5 月 20 时地面图（虚线表示 12h 之前的锋

9、区）图 9 6 日 8 时 500hpa（黄色为 12h 前高空槽） 图 10 6 日 8 时地面图（虚线为 12h 前前锋区）（2） 6 日 8 时高低空的配置 高空槽有明显的移动，温度场仍然落后于高度场，500hpa 高空首次出 现了闭合中心，气旋中心不在全部位于槽前了，此时涡度平流相应的减 弱（见图 9） 此时可以发现高空出现暖舌，700 和 850 的高空图上特别明显，并且500hpa 可以发现等高线和等温线的夹角减小，温度平流变小 地面气旋大致发展到最强阶段，此时气旋中心的等压线相对于之前增多 不少，地面冷锋逐渐追上暖锋，将地面暖空气抬升，气旋锢囚（见图 10） 。 此时动力因子和热

10、力因子作用的开始减小，地面摩擦影响增大，相对成 为主要的因子。 （3） 对应天气现象 地面风速加大，并且大风范围扩大，并且大风区域也随着冷锋东移了很 大距离，主要与这里的等压线的密集程度相关，导致该地区的气压梯度 力比较大，所以产生大风，当然也与冷空气的活动息息相关。 气旋发展旺盛，风区进一步东移的过程中还在贝加尔湖以东地区造成大 范围降水，同时青藏高原以东和黄河流域以南地区也产生了降水。露点 及温度都有明显下降。 30 区附近，即贝加尔湖右边产生了降水，这个降水的成因主要是第一， 偏西北的气流不断输送贝加尔湖的水汽，导致该区水汽丰富。第二是这 里有东西风的切变，会造成气流的辐合，引起很强的上

11、升运动，造成降 水。 同时发现在暖锋前也有降水，因为下方的暖空气在移动中遇到较冷的空 气会主动上升,就形成了降水的条件,所以在移动的前沿会有降水，同时 也因为沿海的偏北气流不断输送水汽造成大范围降水。 在冷锋前开始出现沙尘暴天气，此时在这里因为有大风天气，为沙尘暴 的产生提供了很好的条件，并且冷锋是冷气团主动向暖气团靠近的过程， 在锋后强烈的对流活动会带来大风降水的天气，地表的沙尘很容易在这 样的天气条件下被大风扬起，形成沙尘暴。 冷锋处于空中 700hpa 槽前，为第一型冷锋。3、消亡阶段消亡阶段 （1） 消亡阶段概述 从 6 日 8 时之后，从高空 500hpa 可以看到，温压场近乎重合，

12、温度平流逐 渐减小，到 7 日 08 时的时候，高空中发展成了一个冷性的涡旋系统（见图 12） ， 并且可以看到，此时在高空的冷性涡旋系统的北方，即鄂霍次克海的西边形成 了一个阻塞高压（图 11 和图 12） ，这个高压在未来的几天里，影响着高空冷性 涡旋系统的东移，并且导致地面的气旋系统一直停留在东北平原附件，在东北 平原这里产生了持续几天的降水。地面的锋区在这个阶段开始减弱，当锋区移 动到东北平原附近时，由于受到阻高的影响，在这里停留，随着气旋逐渐与锋 面开始脱离，首先导致暖锋消失，然后随着上升运动的消失，并且受到地面摩 擦的影响，冷锋停留一天之后也消失，本次气旋过程结束。图 11 6 日

13、 20 时 500hpa 阻塞高压形成图 12 7 日 08 时 500hpa 冷性涡旋形成图 13 6 日 20 时地面锋区示意图图 14 7 日 8 时地面锋区示意图（2） 7 日 8 时的高低空配置 此时高空中温压场近于重合，发展成一个深厚的冷性涡旋，并且该气旋 将在以后的时刻因为受到地面摩擦作用减弱慢慢消失（见图 12） 地面气旋变成冷低压，锋面移动到气旋外侧，暖锋首先消失。 （见图 14）此时变压场已经消失，动力因子迅速减弱甚至消失，温压场重合，热力 因子也迅速减弱甚至消失。（3） 对应天气现象 在 6 日 14 时，大风的范围进一步扩大，并且不断推断冷锋的移动，之 后由于该气旋进入

14、消亡阶段，风也逐渐减弱消失，在气旋移动到东北平 原附近，即阻高南方时，大风范围已经维持在小范围。 在 6 日 20 时到 7 日 8 时，华北地区沙尘暴的范围进一步加大，主要原 因是盛行来自西北的冬季风,而在这个过程中该区域升降水却很少,随着 干燥的冬季风,不断带来内蒙古高原附沙地的沙尘，导致沙尘暴大范围 爆发，并且在以后一段时间内维持在华北地区附近。 在 6 日 20 时气旋北方出现大范围降水，主要还是暖锋移动时造成冷暖 空气相遇，暖空气被抬升造成降水，并且西部不断有来自贝加尔湖的水 汽提供，还有贝加尔湖东边的两股风辐合也造成降水，所以最后引起该 部分有大范围降水 7 日 8 时，暖锋消失之

15、后，降水区域开始减小，冷锋前有一定范围降水， 主要还是与冷暖空气相遇有关，在 7 日 20 时冷锋消失之后，该区域降 水消失，并且在贝加尔湖东部的降水区由于两股风相遇辐合仍然有小范 围降水，并且维持了很长时间，在 8 日 8 时消失。三、预报着眼点（分不同阶段，给出预报思路） 在初始阶段和发展阶段，对于高空系统的发展主要从高空形势方程出发， 结合地形等的作用。例如在此次过程中 4 月 4 日到 4 月 6 日槽上都有 较明显的冷平流，加上高低空有利的配置，都有利于槽的发展和气旋的 发展，暖平流与 4 月 6 日 08 时已经较为明显，这是导致本次蒙古气 旋锢囚的关键点，结合地面上暖锋式的气旋性

16、切变暖锋形成于冷锋相接， 使得暖锋进一步发展，并且冷风逐渐追上暖锋相遇形成锢囚 在初始阶段和发展阶段，对地面气旋的发生发展要从地面形势方程出发， 而在此次过程中地面上的倒槽以及后面形成的气旋性环流中心、低 压 中心，一直位于高空槽的前方，在槽前的减压作用下，倒槽得以发展成 为低压，低压得以加强，在加上冷暖锋的相接温带气旋得以生成。当然 在地面图上也要注意暖锋前方大片的负变压区。 同时在初始和发展阶段，在预报过程中要注意天山、阿尔泰山脉以及萨 彦岭的地形作用及蒙古高原对槽上下坡的影响。例如在发展阶段槽上下 坡的时候就受到高原上下坡的影响 在消亡阶段要结合北方的高空环流形式整体分析，例如在此次气旋过程 中，北部的阻塞高压对高空的抵压中心和地面气旋中心就产生了很大影 响。四、小结 本次天气过程在分析中，主要是从天气图的地面图和 500hap 高空图中 分析变化，预报地面天气，高度变化主要看涡度平流、热成风涡度平流、 平均冷暖平流。根据高空槽前的正涡度