大气中,各种气象要素和天气现象的短时间综合状况,叫做天气天气及其分布随时间的演变过程,称为 天气过程一个地区的天气变化,是由大气中移动的各种系统(如气压系统和锋面系统 等)引起的,这些系统总称为天气系统例如:槽前和脊后的天气一般较坏,热 带低压发展成台风能带来灾害性天气,对航海威胁极大天气系统具有各种大小不同的尺度,所造成天气现象分布区的尺度也各不相 同最大的天气系统的水平空间范围可以超过5000km,最小的还不到1 km一般 而言,天气系统的水平空间尺度越大,时间尺度越长;反之,水平空间尺度越小, 时间尺度也越短各个国家或气象组织对于天气系统尺度的划分是很不一致的, 表1给出了常用温带、副热带和热带地区天气系统的尺度划分方法表1大气运动的各种尺度水平尺度10000km 2000km 200km 20km 2km日本命名法大尺度中间尺度中尺度小尺度欧洲命名法大尺度中尺度小尺度美国命名法大尺度中尺度小尺度温带长波温带气旋、 锋夜间低层急流雷暴副热带副热带高压切变线飑线、暴雨龙卷风热带热带辐合带、季风热带气旋、云团热带风暴、对流群对流单体时间尺度(h)1月 1天 1小时气候尺度天气与行星尺度中尺度小尺度常见的地面天气尺度的天气系统有:锋面、温带气旋、热带气旋、冷高压、 热带辐合带等,常见的高空天气尺度的天气系统有:阻塞高压、切断低压、槽线、 切变线、东风波等。
这些天气尺度的天气系统都可以在天气图上表现出来,以天气图为工具做天 气预报的方法,是天气学的基本方法用天气图做天气预报,常常运用天气模式 化方法,即:将天气系统伴随的大量的个别的天气现象和天气过程加以概括,得 到典型的天气模式,运用到航区天气预报中去学习要求掌握各种天气系统的概念及其特征威毛团买—A* 岑毛国② 掌握各种天气系统的天气模式及其对航海的威胁和航行方 法③ 了解世界各大洋各种天气系统的分布和活动规律一、 气团的概念:气团:气象要素(温度和湿度)的水平分布比较均匀的大范围的空气团1、 大范围:水平范围:几百 几千公里垂直范围:几公里---十几公里,常常从地面伸展到对流层顶2、 气象要素的水平分布均匀:1) 、气温:水平方向1—2°C/100KM2) 、湿度:相对湿度大体相同在同一气团内,各地大气的稳定度几乎相同,天气特点大致相同,变化不太剧 烈二、 气团的形成与变性:1、气团的形成:〈引言〉我们知道大气的热量来源主要是地球表面,空气的水分也来自地球表 面水分的蒸发所以,地球表面温度和湿度的状况对气团的形成与变性具有重要 作用1)、外界条件:① 大范围的下垫面性质相对均匀的地理区域,作为气团的源地。
如:广阔的 海洋、冰雪覆盖的大陆、沙漠等② 具备适当的流场条件解释:使得大范围的空气能在源地上有较长的停留时间,以便有足够的 时间获得与下垫面相应的温、湿特性主要是指准静止的大型高压系统控制范围内,空气缓慢从高压中心向四周 辐散,使大范围的空气性质趋于一致如:亚洲北部的西伯利亚和蒙古地区、北 美的加拿大地区等,冬季常为一个不大移动的高压所盘据,是形成干冷气团的源 地;另外,我国东南广大的海洋上常有太平洋高压存在,是形成暖而湿的热带海 洋气团的源地2)、物理过程:在性质比较均匀的下垫面上空停留或缓慢移动的空气,主要是通过乱流、 对流、辐射以及凝结和蒸发等物理过程与下垫面交换热量和水汽的2、气团的变性:在一定的条件下,气团离开源地移向与源地性质不同的下垫面,在移动的 过程中,由于与新的下垫面进行热量和水汽的交换,则气团的物理性质和天气特 点会逐渐发生变化,这个过程叫气团的变性变了性的气团又称为变性气团三、气团的分类及其天气特点:1、地理分类法:根据气团形成的源地不同而划分的1) 、冰洋气团:形成于全年冰雪覆盖的北冰洋和南极大陆①大陆性、②海洋性天气特点:相似,寒冷、干燥,低层常有逆温层(极地高压盛行下沉气流), 天气多晴朗。
2) 、极地气团:形成于中高纬度① 极地大陆气团:冬季,十冷晴天夏季,由于低层温度和湿度升高,逆 温消失,常出现多云天气② 极地海洋气团:低层温、湿度较高,稳定度较差,经常是阴雨天气3) 、热带气团:① 热带大陆气团:热而干,气温直减率大,天气晴朗② 热带海洋气团:低层较暖湿,层结不稳定,中层常有逆温,天气较好4) 、赤道气团:形成于赤道洋面上天气特征:湿、热,气层不稳定,天气 闷热,多阵雨和雷暴2、热力分类法:根据气团温度与气团所经过的下垫面的温度对比来划分的1) 、冷气团:是指温度低于下垫面的气团天气特点:冷气团具有不稳定的天气特点冷气团使所经之地变冷,而本身逐渐变暖气团因低层增温,层结稳定度 减小,对流运动容易发展冬季,冷气团水汽含量少,只出现一些淡积云甚至 无云气温、风等要素一般有明显的日变化;夜间,由于低层辐射冷却,冬季大 陆上可形成辐射雾夏季,水汽含量多,常形成积云和积雨云,出现阵雨和雷暴 天气2) 、暖气团:是指温度高于下垫面的气团天气特点:通常具有稳定的天气特点暖气团使所经之地变暖,而本身逐渐冷却,气层趋于稳定如果暖气团中 水汽含量多,常形成层云、层积云,并下毛毛雨、小雨(雪),有时会形成平流雾。
如果暖气团中水汽含量较少,天气则比较号四、影响我国的气团:多为变性气团冬季:主要受变性的极地大陆冷气团影响源地:西伯利亚和蒙古地面天气图表现为:冷高压南下夏季沿海地区:主要受变性的热带海洋暖气团影响源地:太平洋热带海区地面天气图表现为:太平洋副高控制春秋两季:为过渡季节,冷暖气团互有进退一、锋的概念屋两个冷暖性质不同的气团在移动过程中相遇,在它们之间所形成的狭窄的倾斜过渡带,称为锋如图3.2.1所示图3.2.1锋的空间状态锋的水平宽度在近地面层中约数十公里,在高层可达200〜400 km,或者更宽一些锋的长度可延伸 数百公里至数千公里将锋的宽度和长度相比,可以将锋看成一个几何面,称为锋面空间锋面与地面的交线,称为锋线 在移动方向上,锋线之前为锋前,锋线之后为锋后,锋线过境为锋过境1. 锋的水平范围1)地面锋线长度:与气团相当,可达几百〜几千公里2)锋的宽度:近地面一般只有几十公里;高空可达200〜400公里2. 锋的形状锋在空间总是倾斜的,并随高度的上升向冷空气一侧倾斜二、锋的分类由于不同性质的冷暖气团相遇时势力强弱不同,所以锋的推移趋势也不同 锋按移动情况可以分为四类冷锋向着冷气团方向移动的锋,称为暖锋(Warm Front)。
向着暖气团方向移动 的锋,称为冷锋(Cold Front)很少移动的锋(或在某一位置作小摆动的锋), 称为静止锋(Stationary Front)或准静止锋(Quasi —stationary Front )o 此外,还有一种叫做锢囚锋(Occluded Front),它是由于冷锋追上暖锋,或者 由两条冷锋迎面相遇而形成的(也有同一条冷锋的两段迎面相遇而形成的)b图3.2.2锢囚锋的类型锢囚锋又可以分为三种情况:如果锋后的冷气团比锋前的冷气团更冷,称 为冷式锢囚锋(图3.2.2.a);如果锋后的冷气团比锋前的冷气团暖,称为暖式 锢囚锋(图3.2.2.b);如果锋前后的冷气团无太大差异,则称为中性锢囚锋(图 3.2.2.C)在剖面图上,原来两个锋面之间的交接点称为锢囚点,如图3.2.2 中A点三、锋的特点1.锋是温度变化激烈区在气团内部水平气温梯度小,其量级一般约为1°C〜2°C/100km,而在锋区 内,水平温度梯度大,等温线密集,并与锋区近似平行,水平温度梯度的量级为 10C/ 100km在高空图上锋区则表现为一条窄长的等温线密集带2.锋面与地面有微小的倾角由于地球自转的效应,锋面与地面有微小的倾角。
高空图上锋区的位置位于 地面锋线的冷空气一侧,并且等压面越高,锋区向冷空气一侧偏移也越多对比 同一时刻不同高度等压面上锋区的位置,可以大致确定锋面坡度显然,不同高 度上各锋区相对位置越近,表明锋面坡度越大;反之,各锋区的相对位置越远则 表明锋面坡度越小图3.2.3锋面坡度的计算实际锋的坡度,是根据观测资料求出的如图3.2.3所示,B点为冷气团中 的某探空站,AB是该站到地面锋线之间的垂直距离,BC为该站探空记录中锋面 逆温的上界高度,则锋的坡度在实际大气中,锋的坡度是很小的据统计,冷锋的坡度最大,约为1海〜 职^,暖锋的坡度次之,约为炒〜g,准静止锋的坡度最小,约为侦5〜 1/3003. 过锋区等压线是折线,折角指向高压由于锋通常位于低压槽中,等压线通过地面锋线时出现指向高压一方的折 角4. 锋线是风向的转变线锋通过时,风向呈气旋性切变,并且锋区内风的气旋性切变大于周围地区 暖锋线在北半球多为西北〜东南走向,锋前吹E〜SE风,锋后吹S〜SW风锋过 境时,风向作顺时针变化(图3.2.4.a);在南半球则不同,暖锋线的走向多为 西南〜东北向,锋前吹E〜NE风,锋后吹N〜NW风锋过境时,风向作逆时针变 化(图 3.2.4.b)。
冷锋线在北半球多为东北〜西南走向,锋前吹S〜SW风,锋后吹N〜NW风 锋过境时,风向作顺时针变化(图3.2.5.a);在南半球,冷锋线多为东南〜西 北走向,锋前吹N〜NW风,锋后吹S〜SW风锋过境时,风向作逆时针变化(图 3.2.5.b)a 北半球球 b南半球b南半球a 北半图3.2.4 暖锋两侧风向变化图3.2.5 冷锋两侧风向变化至于锋前、后风速值的大小则主要取决于水平气压梯度的大小,并无普遍的 变化规律一般与季节、地理位置和地形条件等有关例如冬季冷锋后偏北风一 般较大,而夏季则较弱四、锋面天气模式锋面附近,由于性质不同的冷暖气团相互作用,使含有一定水汽的暖空气被 抬升,同时在锋面附近的空气产生较为复杂的对流、乱流运动,因而在锋面附近 时常出现一些风雨交加的坏天气但是,由于不同类型的锋面其运动方向不同, 因而各种锋面便具有各自不同规律的锋面天气下面分别叙述:1. 暖锋天气1)暖锋特点:(1) 暖空气缓慢沿锋面爬升(图3.2.6)2) 坡度较小:tg 2 0〜1住口°(3) 走向:北半球NW〜SE;南半球NE〜SW图3.2.6暖锋附近空气垂直运动图3.2.7 暖锋天气模式2)天气模式:(1) 云和降水(图3.2.7)云系: 锋前 Ci Cs As Ns。
与锋线距离:1000km 800km 600km 400km降水:大多集中于雨层云Ns下面,宽度在锋线前200--400公里,属连续性 降水2) 风风向:(北半球)锋前吹E〜SE风,锋后吹S〜SW风,暖锋过境时风向作顺时 针变化南半球)锋前吹E〜NE风,锋后吹N〜NW风,暖锋过境时风向作逆时 针变化风力:暖锋前常大于暖锋后,一般锋前6〜7级;锋后2〜3级3) 能见度暖锋前的降水区,当空气湿度比较大时,可形成锋面雾或很低的云,能见度 很差4) 气压气压计自动记录曲线大体为:锋前稳定下降,过境时停止,锋后缓慢下降5) 气温锋前缓慢上升,过境时上升但不剧烈。