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1、第二章 天气图的综合分析向卫国向卫国12.1 温压场的综合分析温压场的综合分析n天气分析中常用的地面天气图和各层等天气分析中常用的地面天气图和各层等压面图都是反映空间大气运动的工具。压面图都是反映空间大气运动的工具。n各种图上的现象都是互相联系的。各种图上的现象都是互相联系的。n只有将各种天气图配合起来进行综合分只有将各种天气图配合起来进行综合分析，才能从整体上得到对大气运动的正析，才能从整体上得到对大气运动的正确认识，从而为做好天气预报打下基础。确认识，从而为做好天气预报打下基础。22.1 温压场的综合分析（续）温压场的综合分析（续）n为了了解各种不同层次的天气图之为了了解各种不同层次的天气
2、图之间的联系，首先要了解气压系统的间的联系，首先要了解气压系统的垂直结构。垂直结构。n静力学方程可以改写成静力学方程可以改写成(2.1)式。式。32.1 温压场的综合分析（续）温压场的综合分析（续）n由（由（2.1）式可见：）式可见：n气压随高度的减小与温度的高低有关。气压随高度的减小与温度的高低有关。n温度愈高，气压随高度减小愈慢，这就是说，温度愈高，气压随高度减小愈慢，这就是说，在暖空气中气压随高度的减小比在冷空气中在暖空气中气压随高度的减小比在冷空气中慢。慢。n因此气压系统的垂直结构与温度分布有关。因此气压系统的垂直结构与温度分布有关。n下面我们就根据这个原理来讨论下面我们就根据这个原理
3、来讨论三三种常见的高低压系统的垂直结构种常见的高低压系统的垂直结构。4一、深厚而对称的高压和低压一、深厚而对称的高压和低压n此类系统是此类系统是对称的冷低压和暖高压对称的冷低压和暖高压，是温度场的冷是温度场的冷(暖暖)中心与气压场的中心与气压场的低低(高高)中心基本重合在一起的温压中心基本重合在一起的温压场对称系统场对称系统。5一、深厚而对称的高压和低压一、深厚而对称的高压和低压（续）（续）n由于由于冷低压冷低压中心的温度低，所以低中心的温度低，所以低压中心的气压随高度而降低的程度压中心的气压随高度而降低的程度较四周气压更加剧烈，因此，低压较四周气压更加剧烈，因此，低压中心附近的气压越到高空比
4、四周的中心附近的气压越到高空比四周的气压降低得越多，即气压降低得越多，即冷低压越到高冷低压越到高空越强空越强。6一、深厚而对称的高压和低压一、深厚而对称的高压和低压（续）（续）n同样，由于同样，由于暖高压暖高压中心温度高，所中心温度高，所以高压中心的气压随高度降低的较以高压中心的气压随高度降低的较四周慢，因此暖高压越到高空也越四周慢，因此暖高压越到高空也越强。强。n冷低压和暖高压都是很深厚的系统，冷低压和暖高压都是很深厚的系统，从地面到从地面到500hPa以上的等压面图上以上的等压面图上都保持为闭合的高压和低压系统都保持为闭合的高压和低压系统。7一、深厚而对称的高压和低压一、深厚而对称的高压和
5、低压（续）（续）n图图2.1是冷低压和暖高压在剖面图上的情是冷低压和暖高压在剖面图上的情形，从图中可以看到等压面的坡度随高形，从图中可以看到等压面的坡度随高度是增大的，说明冷低压和暖高压在剖度是增大的，说明冷低压和暖高压在剖面图上是随高度变强的。面图上是随高度变强的。n我国我国东北冷涡都是一种深厚的对称冷低东北冷涡都是一种深厚的对称冷低压；西太平洋副热带高压是一种深厚的压；西太平洋副热带高压是一种深厚的对称暖高压。对称暖高压。8图图2.1 深厚而对称的气压系统的垂直剖面图深厚而对称的气压系统的垂直剖面图(实线为等压面，虚线为等温面实线为等压面，虚线为等温面)9二、浅薄的对称高压和低压二、浅薄的
6、对称高压和低压n此类系统在低层是此类系统在低层是对称的暖低压和冷高对称的暖低压和冷高压压，其温度场的暖，其温度场的暖(冷冷)中心基本上和气中心基本上和气压场的低压场的低(高高)中心基本重合在一起。中心基本重合在一起。n暖低压，由于其中心温度较四周高，所暖低压，由于其中心温度较四周高，所以气压下降较四周慢，低压中心上空的以气压下降较四周慢，低压中心上空的气压，到一定高度以后，反而变得比四气压，到一定高度以后，反而变得比四周还高，成为一个高压系统。周还高，成为一个高压系统。10二、浅薄的对称高压和低压（续）二、浅薄的对称高压和低压（续）n图图2.2是暖低压和冷高压在剖面图上是暖低压和冷高压在剖面图
7、上的情形。的情形。n可以看到地面的暖低压如何到高空逐渐变为可以看到地面的暖低压如何到高空逐渐变为高压（表现为等压面从凹陷变成凸起）。高压（表现为等压面从凹陷变成凸起）。n同样，冷高压由于其中心温度较四同样，冷高压由于其中心温度较四周低，到高空一定高度以后变为一周低，到高空一定高度以后变为一个低压系统。个低压系统。11图图2.2 浅薄而对称的气压系统的垂直剖面图浅薄而对称的气压系统的垂直剖面图(实线为等压面，虚线为等温面实线为等压面，虚线为等温面)低低12二、浅薄的对称高压和低压（续）二、浅薄的对称高压和低压（续）n这两种系统，在地面图上较明显，这两种系统，在地面图上较明显，到到500hPa高度
8、以上就消失或变为一高度以上就消失或变为一个相反的系统。个相反的系统。n我国西北高原地区经常出现浅薄的我国西北高原地区经常出现浅薄的暖低压；暖低压；n而南下的寒潮冷高压就是一种浅薄而南下的寒潮冷高压就是一种浅薄的冷高压系统。的冷高压系统。13三、温压场不对称的系统三、温压场不对称的系统n这类系统是指在地面图上冷暖中心这类系统是指在地面图上冷暖中心和高低压中心不重合的高低压系统。和高低压中心不重合的高低压系统。n图图2.3是不对称的高低压系统在剖面图上的是不对称的高低压系统在剖面图上的情形。情形。14图图2.3 不对称的气压系统剖面图不对称的气压系统剖面图a不对称高压不对称高压 b不对称低压不对称
9、低压15三、温压场不对称的系统（续）三、温压场不对称的系统（续）n从图从图2.3中可以看到，由于温压场的不对中可以看到，由于温压场的不对称，使得称，使得气压系统中心轴线气压系统中心轴线(同一气压系统在同一气压系统在各高度上的中心点连线各高度上的中心点连线)发生倾斜发生倾斜。n在高压中，由于一边冷，一边暖，暖区一侧气压随在高压中，由于一边冷，一边暖，暖区一侧气压随高度降低比冷区一侧慢，所以高压中心越到高空越高度降低比冷区一侧慢，所以高压中心越到高空越向暖中心靠近，即向暖中心靠近，即高压轴线向暖区倾斜高压轴线向暖区倾斜。n同样，在低压中。低压中心越到高空越向冷中心靠同样，在低压中。低压中心越到高空
10、越向冷中心靠近，即近，即低压轴线向冷区倾斜低压轴线向冷区倾斜。n在中纬地区，多数系统都是温压场不对称的，因而在中纬地区，多数系统都是温压场不对称的，因而轴线都是倾斜的，如锋面气旋等即是。轴线都是倾斜的，如锋面气旋等即是。162.2 锋面分析锋面分析n锋面是温度水平梯度比较大的区域，锋面是温度水平梯度比较大的区域，斜压性大，有利于垂直环流的发展斜压性大，有利于垂直环流的发展与能量转换，因而锋面附近常有比与能量转换，因而锋面附近常有比较剧烈的天气变化和气压系统的发较剧烈的天气变化和气压系统的发生和发展，所以锋区和锋线的分析生和发展，所以锋区和锋线的分析在天气分析中占有非常重要的地位在天气分析中占有
11、非常重要的地位。172.2 锋面分析（续）锋面分析（续）n在高空等压面图上只要正确掌握温在高空等压面图上只要正确掌握温度记录的分析判断，要比较正确分度记录的分析判断，要比较正确分析高空锋区并不困难。析高空锋区并不困难。n本节将要说明在地面天气图上如何本节将要说明在地面天气图上如何确定锋线的要点。确定锋线的要点。182.2 锋面分析（续）锋面分析（续）n由于地面气象要素受局地下垫面特征的由于地面气象要素受局地下垫面特征的影响，使得锋附近要素场特征不像理论影响，使得锋附近要素场特征不像理论上所说的那样明显，甚至锋面是否存在上所说的那样明显，甚至锋面是否存在也很难辨别，这就使锋面分析成为天气也很难辨
12、别，这就使锋面分析成为天气分析中最困难的问题之一。分析中最困难的问题之一。n现在来介绍一下在不同情况下如何灵活现在来介绍一下在不同情况下如何灵活应用锋面附近气象要素的特征来确定锋应用锋面附近气象要素的特征来确定锋面的位置和性质。面的位置和性质。192.2 锋面分析锋面分析总体原则总体原则1.为了不盲目地在天气图上找锋面，为了不盲目地在天气图上找锋面，首先可以按照历史连续性的原则首先可以按照历史连续性的原则，将前将前6小时或小时或12小时锋面的位置描小时锋面的位置描在待分析的天气图上，根据过去几在待分析的天气图上，根据过去几张图的连续演变，结合地形条件，张图的连续演变，结合地形条件，就可以大致确
13、定本张图上锋面的位就可以大致确定本张图上锋面的位置。置。202.2 锋面分析锋面分析总体原则（续）总体原则（续）2.再结合分析高空锋区再结合分析高空锋区(在平原地区，在平原地区，分析分析850，700hPa等压面，高原等压面，高原地区分析地区分析500hPa等压面等压面)，就可，就可判断出地面图上锋面的位置和类型。判断出地面图上锋面的位置和类型。212.2 锋面分析锋面分析总体原则（续）总体原则（续）n根据锋面向冷区倾斜原理，根据锋面向冷区倾斜原理，地面的锋线应位地面的锋线应位于高空等压面图上等温线相对密集区的偏暖于高空等压面图上等温线相对密集区的偏暖空气一侧，而且地面锋线要与等温线大致平空气
14、一侧，而且地面锋线要与等温线大致平行行，高空锋区有冷平流时，它所对应的是，高空锋区有冷平流时，它所对应的是冷冷锋锋；高空锋区有暖平流时，所对应的是；高空锋区有暖平流时，所对应的是暖锋暖锋。n根据锋的连续演变，根据锋的连续演变，如果有冷锋赶上暖锋高如果有冷锋赶上暖锋高空又有暖舌，则所对应的是空又有暖舌，则所对应的是锢囚锋锢囚锋n高空锋区中冷、暖平流均不明显时，所对应高空锋区中冷、暖平流均不明显时，所对应的是的是静止锋静止锋。222.2 锋面分析锋面分析总体原则（续）总体原则（续）3.地面图上锋面位于气旋性曲率最大地面图上锋面位于气旋性曲率最大的地方：低压（槽）或冷高压前。的地方：低压（槽）或冷高
15、压前。23一、分析地面天气图上各气象要一、分析地面天气图上各气象要素场以确定锋面的位置素场以确定锋面的位置(一一) 温度温度(二二) 露点露点(三三) 气压与风气压与风(四四) 变压（变温）变压（变温）(五五) 云和降水云和降水24 (一一) 温度温度n锋面的主要特征应是锋面两侧有明显的锋面的主要特征应是锋面两侧有明显的温差温差及及冷锋后有负变温冷锋后有负变温而而暖锋后有正变暖锋后有正变温温，但在大气底部气团的温度因受许多，但在大气底部气团的温度因受许多因素的影响，使某一地的气温不能正确因素的影响，使某一地的气温不能正确代表气团的属性，因而使锋面两侧温差代表气团的属性，因而使锋面两侧温差并不明
16、显，甚至冷锋过后还可能升温；并不明显，甚至冷锋过后还可能升温；而在另一些没有锋面存在的区域温差却而在另一些没有锋面存在的区域温差却较明显。较明显。25(一一) 温度（续）温度（续）1)造成锋面两侧温差不明显的原因：造成锋面两侧温差不明显的原因：26(一一) 温度（续）温度（续）1)锋面两侧辐射条件不同：锋面两侧辐射条件不同：n冬半年冬半年早上或后半夜，大陆上冷锋前暖空气一侧早上或后半夜，大陆上冷锋前暖空气一侧云少风小，形成强的辐射逆温，地面温度极低云少风小，形成强的辐射逆温，地面温度极低(这这种现象在冰雪覆盖的下垫面上很显著，而在干燥种现象在冰雪覆盖的下垫面上很显著，而在干燥的北方也比湿润的南方要显著的北方也比湿润的南方要显著)，而冷峰后冷气团，而冷峰后冷气团内因为有云覆盖而阻止长波向太空辐射，没有辐内因为有云覆盖而阻止长波向太空辐射，没有辐射逆温，甚至将辐射逆温破坏，这时冷峰后冷空射逆温，甚至将辐射逆温破坏，这时冷峰后冷空气中低层气温可能要比暖空气中的还要高些，冷气中低层气温可能要比暖空气中的还要高些，冷峰过后气温上升可达到峰过后气温上升可达到56，T24也为正值。也为正值。27(一
