《低纬度环流系统》ppt课件

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1、1,第九章 低纬度环流系统,2,要点,低纬度大气运动的基本特征 西太平洋副热带高压的变动规律及其对我国大气的影响 南亚高压的结构和变动特征 台风的结构 影响台风移动的因子 台风路径和台风暴雨 台风形成的必要条件,3,一低纬度地区的划分 低纬度地区：一般指30N- 30S以 内地区，其中包括热带、副热带 热带地区：南北半球副热带高压之间所包括的地区，即赤道两侧盛行东风的地带，随季节南北变动。 副热带地区：盛行东风带与中纬度盛行西风带之间的过度区，即副热带高压活动的区域。,概述,4,二、意义： 1 低纬度地区约占全球的一半，其中四分之三左右是海洋。该区的辐射收入大于支出，其盈余的热量，可通过大气和

2、海洋输送到中、高纬度地区，因此，热带地区是全球大气运动的能量和水汽的输送的主要源地。 热带大气还从地表得到角动量，所以热带地区又是大气角动量的源区之一。,5,3 低纬地区许多天气系统直接影响中高 纬地区：热带地区的大气环流除哈得 来环流和信风环流外，还有许多大型 的环流系统，如热带辐合带、副热带 高压和季风环流等。它们的强弱和变 化不但影响着热量和角动量的输送， 而且影响着天气系统的产生和活动， 这对中、高纬度地区和热带地区都有 直接的影响。,6,一、 中、低纬大气运动的重要差别 低纬度：f很小，不能满足地转风关系，天气尺度系统具有非地转特征，行星尺度运动具有准地转特征。,9.1 低纬度大气运

3、动的基本特征,7, 凝结潜热效应对垂直运动和散度场 具有显著影响。 热带大气中凝结潜热的释放对大尺度 运动系统的水平散度和垂直速度有显 著的影响,8,1 实际风与地转风比较,实际风（虚线）与地转风随纬度的变化,20N向赤道方向两者偏差急剧增大，不能用准地转近似描述风、压场的关系,二、低纬度地区风场和气压场的关系,9,2 热带地区风与动力位势（压能）的关系 由于不满足地转平衡关系，引入动力位势（压能），用动力位势来描述风场。,为动力位能 为绝对涡度,10,3 次天气尺度的旋转风特征 无论涡度大于零还是小于零，即无论流线是气旋性转变还是反气旋性转变，都对应动力位势场低值区。,11,一、平均气压场和

4、流场 平均气压场：,9.2 低纬度环流的基本特征,12,13, 流场 1 低层 （1）存在季风： 冬季 亚洲 东北季风 夏季 亚洲 西南季风 信风又称贸易风。 （2）热带辐合带（ITCZ）Intertropical Convergenic Zone南北两支信风交汇 地带，随季节南北移动,14,2 对流层高层的风压场 冬季： 地中海、日本沿海和美国东南部上空三个副热带急流中心，日本沿海上空的急流最强。 南太平洋中部、南大西洋中部以及印度洋上空呈现为洋中槽，或称为热带对流层上部槽（TUTT）。,15,200hPa平均流场（冬季）,地中海急流中心,日本急流中心,美国 东南急流中心,洋中槽,洋中槽,1

5、6,夏季：南压高压、墨西哥高压、西非高压、太平洋和大西洋中部的洋中槽，以及亚洲和赤道非洲上空的热带东风急流,17,200hPa平均流场（夏季）,洋中槽,洋中槽,墨西哥高压,西非高压,南压高压,18,二、平均温度场和湿度场 温度场特点：温度水平分布均匀，年 较差小,19, 湿度场特点： 潮湿，相对湿度百分之七十以上。 逆温层以上干，以下湿。 冬季：有三个比湿大值区 夏季：两个比湿大值区,20,北纬（度） 南纬（度） 西太平洋冬季经圈环流,三、铅直环流的纬向不对称特性 1 经圈铅直环流的纬向不对称性,21,9.3 太平洋副热带高压,副热带高压：出现于对流层中、下层，位于大洋上的暖性高压按惯例称为副

6、热带高压。 高原高压（大陆高压）：出现在对流层上层，位于高原大陆上的暖高压称为高原高压或大陆高压。,22,一、太平洋副热带高压的概况与结构, 概况 常年存在，稳定而少动 暖性深厚系统 夏季：强大，范围广；冬季：减弱，范围缩小 多呈东西扁长形，中心有时一个，有时数个 冬季多为两个中心：分别位于东、西太平洋,23, 太平洋副热带高压的结构 1 温度场及湿度场 温度：暖区、暖中心与高压中心不完全重 合。低层有逆温存在。 湿度：脊中比较干燥，南北两侧有湿区， 逆温层底部湿度大，上部湿度比 较小。,24,2. 副高脊线 西西南-东东北走向 500百帕以下各层都较一致，纬度位置随高度有很大变化： 冬季，从

7、地面向上，副热带高压脊轴线随高度向南倾斜，到300百帕以后，转为向北倾斜； 夏季，对流层中部以下多向北倾斜，向上则垂直，较高层后又向南倾斜。,25,3. 风场 太平洋副热带高压脊线附近气压梯度较 小，水平风速也较小； 而其南北两侧的气压梯度较大，水平风速也较大。 南北两侧有急流。,26,4 涡度场与散度场 在各高度上，相对涡度的分布，在副热带高压区内基本上都是负值，而且涡度场相对于高压表现得很匀称。 负涡度区的范围和强度均随高度而增大。,27,高压内部的散度场分布要比涡度场复杂。 低层以辐散占优势，但主要位于高压南部，而北部尤其而北侧多为辐合区。 高层内，北部为辐散，南部为辐合，并扩展到中心部

8、分，辐合辐散强度均很大。,28,5. 垂直速度 副高南部，辐散下沉，潮湿。中心附近下沉逆温存在。 在对流层中上层，高压脊轴南侧存在着广大的下沉运动，北侧及脊轴附近有上升运动，再北侧又有下沉运动，因之在高压脊轴附近有一反（经圈）环流，而其两侧各有一正（经圈）环流。,29,1959年8月21日08时沿117.5E南北剖面图（点划线为高压脊轴线）,30,二. 西太平洋副热带高压的变动与 我国天气的关系 西太平洋副热带高压的变动 1. 副高的表示 （1） 副高脊线：副高内东西风分界线，在副高脊线上，东西风速为零，我国常用120E上副高脊线所在纬度变化来表示副高的南北移动。,31,（2）副高西伸脊点：5

9、00hPa月平均图上， 588线最西端所在的经度表示副高西伸 脊点的位置。 （3）面积指数：取500hPa 月平均图上10N 以北，110-180E 范围内588线所包含 的范围，用来表示副高的强度。 2 副高脊线季节性变动对我国天气的影响 （多年平均）,32,33,3.中-短期变动： 东-西进退：西伸北进，东撤南退 形态变化,34, 西太平洋副热带高压变动与 周围天气系统的关系 1 与西风带短波槽脊的关系 当东移的是发展强大的槽、脊时，它们就会造成西太平洋副高的短期变化。 当深槽移近它时，它就东撤、南退； 当强脊移近它时，它便西伸、北进。 与槽脊的强度有关,35,2与大陆高压的关系 和青藏高

10、原的关系 夏季，500百帕图上，在西藏高原地区有 分裂的暖高压中心出现（简称青藏高压） 当其东移入海并入西太平洋副高时，引起 后者明显的西进。,36, 和华北暖高压的关系 当华北暖高压并入西太平洋副高时，可 使西太平洋副热带高压脊的形状发生较 大的变化，脊线可从原来的东西向转为 南北向，甚至可在较北地区出现闭合高 压中心。,37, 和大陆冷高压的关系 初夏或秋季，从我国大陆东移入海， 刚一入海的阶段有冷平流，可使西太 平洋副高脊减弱东撤；而当冷高渐渐 变性增暖并入西太平洋副高后，西太 平洋高压脊往往加强西伸。,38,3和台风的关系 一般台风沿高压外围移动，受其外围气流“操纵”。当西太平洋副高呈

11、东西状，副热带高压脊较弱时，台风可穿过其脊，使脊断裂。 4. 和赤道反气旋的关系 夏季，当赤道反气旋随着赤道辐合带向北推进，进入到我国华南地区时，可与西伸的副热带高压打通合并使副高加强。,39,副热带高压和转向台风的关系,40,台风移动使太平洋高压脊断裂,41,5. 与副热带长波流型调整的关系 盛夏，在北半球副热带范围内流型表现为6-7个波，其平均波长约为50-60个经度。预报我国东部地区副热带高压建立与否，特别要注意80E的长波槽是否将建立，当该区有槽产生时，则我国东部地区将有一次副热带高压的建立过程。,42,9.4 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

12、型高压系统，又称青藏高压或亚洲季风高压。,43,南亚高压的结构特征 形成：高原热力作用 结构特点： 1.具有行星尺度的反气旋环流 2.是对流层上部的暖高压 3.具有独特的垂直环流 4.具有潮湿不稳定特征，对流活动非常活跃,44,二. 南亚高压的活动特征 1、 季节性变化 2、 短中期变化：准双周东西振荡,45,南亚高压在夏季期间变动可分为三个基本的天气型过程： 东部型过程：中心位于90N 以东，长江流域少雨 西部型过程：中心位于90N 以西，长江流域多雨 带状型过程：过度型,46,三.南亚高压对我国和亚洲天气的影响 南亚高压脊线的位置和变动与我国主要 雨带位置和季节性变化有密切关系。 南亚高压

13、主要中心的位置和东西振荡与 我国主要雨带中的中期变化也有密切的 关系。,47, 南亚高压进入高原到退出高原之间的 时期，刚好是高原的雨季。 南亚高压与日本夏季的天气也有密切 关系。 南亚高压和印度季风槽的活动也有密 切关系。,48,概况 1 定义：赤道辐合带又称热带辐合带、赤道锋，赤道槽，是南北半球两个副热带高压之间气压最低、气流汇合的地带，也是热带地区主要的、持久的大型天气系统，有时甚至可以环绕地球一圈。,9.5 赤道辐合带,49,2 分类： （1）信风带：南半球东南信风和北半球东 北信风汇合的地带，辐合带中吹东风 （2）无风带：南半球东南信风越赤道后转 向为西风，和北半球东北信风汇合的 地

14、带，风很小，几乎静风。也叫静风 辐合带，静风赤道槽,50,一、ITCZ的季节变化和短期变化 季节变化： 冬季：偏南 夏季：偏北,51,ITCZ的短期变化： 不活跃型 云系：分布散乱的信风云系。ITCZ由SE和NE汇合而成，ITCZ呈东西走向，不利于台风的发生发展。 活跃型 南半球冷空气强，ITCZ偏北。,52,二、ITCZ结构和天气 结构： 1.绝大多数随高度向南倾斜，也有几乎 近于垂直的。 2.与湿中心相结合,位于ITCZ的南侧。 3.温差很小，一般小于3。 4.ITCZ中高层以辐散为主，低层以辐合 为主。 天气： 降水，天气分布不连续。,53,三ITCZ短期变化的预报着眼点 副高的变动 冷

15、空气(冬季) 台风的影响,54,一、东风波 1 含义：副高南侧对流层中下层，常存在一个槽或气旋性曲率最大处，呈波状形自东向西移动。 出现在东风带中，故称为东风波。,9.6 热带波动和热带涡旋,55,2 结构与天气： 第一种：经典的东风波 （1）波槽呈南北走向。槽前是东北风； 槽后是东南风。 （2）东风风速随高度减小，波槽随高度 略向东倾斜。,56,（3）对流层低层槽后辐合，槽前辐散。 高层相反。 （4）天气产生于槽后。 （5）伸展高度6-7km。 （6）波长1000-1500km。,57,第二种：华南地区，SW季风之上的东风波 （与经典的东风波完全不同） （1）出现在SW季风之上，5-12km

16、，强度随高 度增强。 （2）东风波风速随高度增强。 （3）低层槽前辐合，槽后辐散。高层相反。 （4）坏天气出现在槽前及槽区附近。,58,3 东风波的形成与移动 （1）东风波的成因：（成因目前还不太清楚），典型的情况是西风槽伸入低纬地 区而形成：当西风槽向低纬地区伸展后，北段东移快，南端东移慢。同时，东部副高脊向北移，槽断裂，南端成为东风波向西移动 （2）东风波在海上形成后，自西向东移 动，移向与波槽垂直，移速一般比 较稳定，约为20-25公里/小时。,59,（3）东风波有时可发展成热带低压，有 的则可发展成为台风。 （4）东风波移至大陆后，都会减弱消失。 影响东南沿海。 （5）南海低层如有热带低压存在，东风波 移到热带低压上空时，可促使热带低 压发展成为台风。,60,二. 赤道反气旋 1 赤道缓冲带：风向转变或气流的转换 带，南半球的东南信风越过赤道后， 受地转偏向力的作用，发生反气旋性 弯曲，转变为sw