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1、第五章 天气系统与气象灾害气团和锋 天气系统 天气预报介绍 气象灾害天气和天气系统天气是一定区域内短时间的大气状态（如冷暖、干湿、风雨、阴晴等)及其变化的总称天气系统是对天气形成具有重要影响的流场、气压场、温度场和湿度场等大气运动系统 第一节 气团和锋 1 1、气团、气团气象要素水平、垂直分布较均匀的大范围气象要素水平、垂直分布较均匀的大范围空气团空气团 气团形成条件气团形成条件范围广阔、地表性质均匀的下垫面范围广阔、地表性质均匀的下垫面水平方向均匀化环流场水平方向均匀化环流场第一节 气团和锋 气团的分类：冷暖、干湿气团的分类：冷暖、干湿地理分类法地理分类法冰洋冰洋( (北极和南极北极和南极)
2、 )气团气团极地气团（中纬度）极地气团（中纬度）热带气团和赤道气团热带气团和赤道气团热力分类法热力分类法根据气团与流经地区下垫面间或气团根据气团与流经地区下垫面间或气团与气团之间的热力对比进行的分类与气团之间的热力对比进行的分类2、锋大气中冷暖气团相遇后，由于湍流、辐射等作用，大气中冷暖气团相遇后，由于湍流、辐射等作用，不同性质气团之间的界面是一个过渡层这个过渡不同性质气团之间的界面是一个过渡层这个过渡层就称为层就称为锋或者锋面锋或者锋面2.1 锋附近的气压分布2.2 锋附近的风场锋附近的风场2.3 锋面输送带2.4 锋的类型和天气准静止锋天气：连续的多云和降水天气准静止锋天气：连续的多云和降
3、水天气锢囚锋天气：两个冷气团把一个暖气团夹在中间，锢囚锋天气：两个冷气团把一个暖气团夹在中间，密度大的冷气团在较轻的暖气团下方运动，并把密度大的冷气团在较轻的暖气团下方运动，并把暖气团向上推，暖气团与地面之间被阻隔，也叫暖气团向上推，暖气团与地面之间被阻隔，也叫“锢囚锢囚”，形成多云、下雨或下雪天气，形成多云、下雨或下雪天气2.4 锋的类型和天气第二节 天气系统影响我国的中高纬度影响我国的中高纬度地面地面天气系统天气系统影响我国的低纬度影响我国的低纬度地面地面天气系统天气系统锋面气旋副高副高热带辐合带热带辐合带副高副高北美高压蒙古高压副高副高1、影响我国的中高纬度地面天气系统温带气旋和温带反气
4、旋温带气旋和温带反气旋气旋又称低气压气旋又称低气压( (简称低压简称低压) ) ，平均，平均直径直径1000km1000km反气旋又称高气压反气旋又称高气压( (简称高压简称高压) )，平均，平均直径比气旋大直径比气旋大温带反气旋是中高纬度地区产生降温、大风的主要天气系统发源地：北半球的格陵兰、加拿大、北极、西伯利亚和蒙古等地天气：活动地区造成降温、大风和降水，是中高纬度冬季最突出的天气过程1.1 温带反气旋锋面气旋副高副高热带辐合带热带辐合带副高副高北美高压蒙古高压副高副高1.1 温带反气旋1.2 温带（锋面）气旋锋面气旋副高副高热带辐合带热带辐合带副高副高北美高压蒙古高压副高副高源地源地最
5、大频率中心：阿留申低压和冰岛低压最大频率中心：阿留申低压和冰岛低压 巨大山地的背风坡：北美的落基山、阿巴拉巨大山地的背风坡：北美的落基山、阿巴拉契亚山，北欧的斯堪的纳维亚山脉，亚洲青藏契亚山，北欧的斯堪的纳维亚山脉，亚洲青藏高原的东面，都是气旋主要的发生地。高原的东面，都是气旋主要的发生地。海湾以及内陆湖泊，冬季温度较高，容易有海湾以及内陆湖泊，冬季温度较高，容易有气旋生成气旋生成1.2 温带气旋1.2 温带（锋面）气旋l锋面气旋结构锋面气旋结构锋附近的风场1.2 温带（锋面）气旋l锋面气旋结构锋面气旋结构美国温带气旋美国温带气旋10月26日和27日，一场横扫美国中部的暴风雨带来了大风、强降雨
6、、冰雹和龙卷风。在春秋季节，美国南北温度相差较大时，温暖的高压系统与北方寒冷的低压系统遭遇，就会形成这种温带气旋。由于地球是旋转的，低压地区的空气旋转前进，从而产生了逗号形状的气旋。锋面气旋天气锋面气旋天气初生阶段初生阶段：暖锋前形成云雨和连续性降水，：暖锋前形成云雨和连续性降水，能见度差能见度差发展阶段：发展阶段：气旋前部暖锋，气旋后部冷锋，气旋前部暖锋，气旋后部冷锋，气旋暖区如果是热带大陆气团控制，一般气旋暖区如果是热带大陆气团控制，一般无降水，热带海洋气团控制则水汽充沛。无降水，热带海洋气团控制则水汽充沛。暖区可出现偏南大风，冷锋后的冷区则可暖区可出现偏南大风，冷锋后的冷区则可能出现西北
7、大风能出现西北大风1.2 温带（锋面）气旋锋面气旋天气锋面气旋天气锢囚阶段锢囚阶段 ： 地面风速很大，辐合上升气地面风速很大，辐合上升气流加强，在水汽充沛时，云和降水范围扩流加强，在水汽充沛时，云和降水范围扩大，降水强度加剧大，降水强度加剧衰亡阶段：随着气旋趋于减弱消失，云和衰亡阶段：随着气旋趋于减弱消失，云和降水也随着逐渐消失。降水也随着逐渐消失。1.2 温带（锋面）气旋2、低纬度天气系统 2 低纬度天气系统热带辐合带锋面气旋副高热带气旋副高热带辐合带热带辐合带副高2、低纬度天气系统 副热带高压：西太平洋副高的进退与中国夏季的降水及旱涝有密切关系 热带辐合带：对热带地区长、中、短期天气变化影
8、响极大 热带气旋：中国是世界上受热带气旋影响最严重的国家之一 2.1副热带高压 锋面气旋副高副高热带辐合带热带辐合带副高副高北美高压蒙古高压副高副高西风带西风带2.1 副热带高压 成因哈得来环流的下沉支主导海陆热力差异和大地形作用分布北太平洋西部、东部、北大西洋中部、西部墨西哥湾和北非等地2.1 副热带高压结构和天气内部盛行下沉气流，故天气晴好,长期控制造成干旱西到北部大范围的降水；雨带位置在脊线之北610个纬距南侧，盛行东风，伴随热带气旋高压东部少云、干燥、多雾天气2.1 副热带高压2.1.1 西太平洋副高的活动2.1.1 西太平洋副高的活动地图孟加拉湾2.1.2 西太平洋副高对我国天气影响
9、 雨季：雨季：5月，雨带位于华南（副高脊线位于月，雨带位于华南（副高脊线位于20度以南）度以南）6月，雨带位于长江中下游和淮河流域，江淮月，雨带位于长江中下游和淮河流域，江淮一带进入梅雨期（副高脊线位于一带进入梅雨期（副高脊线位于2025度）度）7月中旬，雨带到黄河流域，江淮流域进入伏月中旬，雨带到黄河流域，江淮流域进入伏旱期，华南位于副高南侧又一次雨期（副高脊旱期，华南位于副高南侧又一次雨期（副高脊线位于线位于2530度）度）2.1.2 西太平洋副高对我国天气影响 雨季：雨季：7月下旬月下旬8月初，主要雨带移至华北、东北月初，主要雨带移至华北、东北地区（副高脊线位于地区（副高脊线位于30度）
10、度）9月上旬，副高脊线回到月上旬，副高脊线回到30N以南，雨区退以南，雨区退到黄淮流域，而长江流域及江南一带出现秋到黄淮流域，而长江流域及江南一带出现秋高气爽的天气高气爽的天气10月又退到月又退到20N以南以南2.3 热带气旋 热带气旋是形成在热带或副热带洋面上，具热带气旋是形成在热带或副热带洋面上，具有有组织的对流和确定的气旋性地面风环流有有组织的对流和确定的气旋性地面风环流的非锋面性的天气尺度系统的非锋面性的天气尺度系统 半径几百公里，垂直范围可从地面伸展到对半径几百公里，垂直范围可从地面伸展到对流层上部流层上部热带气旋降水是我国夏秋的重要水源，除新热带气旋降水是我国夏秋的重要水源，除新疆
11、西藏外均受其影响疆西藏外均受其影响2.3 热带气旋热带低压：热带低压：10.817.1 m/s(67级级)热带风暴：热带风暴：17.224.4 m/s(89级级)强热带风暴强热带风暴:24.532.6 m/s(1011级级)台风或飓风：台风或飓风：32.7 m/s(12级以上级以上)2.3.1 台风的形成过程、条件、结构条件条件洋面温度洋面温度26.526.5度以上度以上低层存在热带扰动低层存在热带扰动离赤道离赤道58度度通风不好，垂直切变小通风不好，垂直切变小2.3.1 台风的形成过程、条件、结构形成过程热带辐合带扰动气旋性水平环流，气流螺旋式上升释放潜热形成暖心，环流加强2.3.1 台风的
12、形成过程、条件台台 风风 结结 构构2.3.2 台风天气2.3.3 台风移动路径移动路径菲律宾海南岛第三节 天气预报第三节 气象灾害中国：种类多，频度高，强度大，范围广，成灾率高。中国：种类多，频度高，强度大，范围广，成灾率高。气象灾害带来的损失约占所有自然灾害的气象灾害带来的损失约占所有自然灾害的7070。我国。我国每年因气象灾害造成的经济损失占每年因气象灾害造成的经济损失占GDPGDP的的3 3 6 6。天气气候的变化，气象灾害的发生是客观存在天气气候的变化，气象灾害的发生是客观存在灾害标准：气候特征值超过或低于其多年平均加上或灾害标准：气候特征值超过或低于其多年平均加上或减去一个标准偏差
13、的范围，则认为是灾害减去一个标准偏差的范围，则认为是灾害 第三节 气象灾害经济学人图表：1965年以来经济损失最大的20次自然灾害，日本地震经济损失2350亿美元（占GDP的4%）高居榜首。在这名单上，中国出现5次：2008年汶川地震、1998年洪灾、1976年唐山地震、1996年洪灾、1991年洪灾。有25万人死亡的2004年印度洋海啸经济损失只有140亿美元，主要是受灾地区地价较低气象灾害的分类气象灾害的分类不足不足大气干旱、土壤干旱、生理干旱等大气干旱、土壤干旱、生理干旱等过多过多洪、涝、湿害、凌汛、冻涝、白灾洪、涝、湿害、凌汛、冻涝、白灾高温高温 逼熟、雨后暴热、热浪中暑逼熟、雨后暴热
14、、热浪中暑低温低温 冷害、冻害、霜冻、寒害冷害、冻害、霜冻、寒害冰雪灾害雪害、冰凌、冻融、翻浆冰雪灾害雪害、冰凌、冻融、翻浆水分因子温度因子光照因子过强过强灼伤、日烧病灼伤、日烧病过弱过弱阴害阴害气象灾害的分类气象灾害的分类 气流因子气流因子 大风、龙卷风、静风大风、龙卷风、静风其他因子其他因子 冰雹、雷击、雾灾冰雹、雷击、雾灾复合因素复合因素 台风、沙尘暴、干热风、暴风雪台风、沙尘暴、干热风、暴风雪1 1、寒潮、寒潮寒潮又称寒流，是源于极地或者副极地、侵袭寒潮又称寒流，是源于极地或者副极地、侵袭中纬度或低纬度地区的强烈冷空气活动。寒潮中纬度或低纬度地区的强烈冷空气活动。寒潮给流经地区造成剧烈
15、降温，大风等灾害性天气，给流经地区造成剧烈降温，大风等灾害性天气，并常伴有雨雪并常伴有雨雪第三节 灾害性天气寒潮标准寒潮标准长江中下游以及以北地区，在长江中下游以及以北地区，在48h48h内最低气温下降内最低气温下降1010度以上，长江中下游地区最低气温达度以上，长江中下游地区最低气温达4 4度以下。陆上度以下。陆上有相当三个大行政区出现有相当三个大行政区出现5 57 7级大风，沿海有三个海级大风，沿海有三个海区出现区出现7 7级以上大风，称为寒潮级以上大风，称为寒潮如果如果48h48h内最低气温下降内最低气温下降1414度以上，陆上有度以上，陆上有3 34 4个大个大行政区有行政区有5 57
16、 7级大风，沿海所有海区出现级大风，沿海所有海区出现7 7级以上大级以上大风，称为强寒潮风，称为强寒潮第三节 灾害性天气1 寒 潮我国寒潮的源地和路径我国寒潮的源地和路径源地源地北冰洋（新地岛东西）、大西洋（冰岛以南）北冰洋（新地岛东西）、大西洋（冰岛以南）欧洲大陆北部、西伯利亚和蒙古欧洲大陆北部、西伯利亚和蒙古新地岛冰岛寒潮关键区鄂霍次克海鄂霍次克海1 寒 潮我国寒潮的源地和路径我国寒潮的源地和路径路径路径西路：欧洲大陆北部北冰洋出发西路：欧洲大陆北部北冰洋出发河套以西南下河套以西南下我国中南部我国中南部中路：新地岛附近北冰洋出发中路：新地岛附近北冰洋出发经西伯利亚西部经西伯利亚西部蒙古到达
17、河套附近南下，主力向东南沿海。最蒙古到达河套附近南下，主力向东南沿海。最强寒潮强寒潮东路：经西伯利亚东部东路：经西伯利亚东部东北东北转折南下。势力转折南下。势力较弱，易形成阴雨天气。较弱，易形成阴雨天气。1 寒 潮寒潮作用寒潮作用引起尘暴、沙暴、雪暴，产生环境危害引起尘暴、沙暴、雪暴，产生环境危害春季寒潮产生冻害，冬季的强寒潮危害越冬春季寒潮产生冻害，冬季的强寒潮危害越冬树木、作物、牲畜、人类生存，热带经济林树木、作物、牲畜、人类生存，热带经济林木遭受冻害木遭受冻害寒潮降雪对越冬有利，严寒冻死病虫。寒潮降雪对越冬有利，严寒冻死病虫。2、霜冻、霜冻定义：定义：植物在植物在00或接近或接近的零下低
18、温体内冻结的零下低温体内冻结产生伤害，发生在作物活跃生长期间。产生伤害，发生在作物活跃生长期间。类型类型：初：初( (早早) )霜冻、终霜冻、终( (晚晚) )霜冻；黑霜、白霜霜冻；黑霜、白霜; ;平流型平流型( (风霜风霜) )、辐射型、辐射型( (静霜静霜) )、混合型。、混合型。2、霜冻、霜冻灾情灾情：小麦拔节，秋粮灌浆，果菜春栽，果树：小麦拔节，秋粮灌浆，果菜春栽，果树开花，热作冬季。开花，热作冬季。对策对策：避寒地形，耐寒品种，风障防护，设施：避寒地形，耐寒品种，风障防护，设施栽培，适时播栽，锻炼壮苗，延迟开花，抑制栽培，适时播栽，锻炼壮苗，延迟开花，抑制冰核活性细菌剂，浇水覆盖，生
19、长刺激素霜后冰核活性细菌剂，浇水覆盖，生长刺激素霜后补救。补救。受灾面积、梨花、甘蔗、麦穗霜冻图受灾面积、梨花、甘蔗、麦穗霜冻图3、热害、热害类型:热浪、干热风、雨后暴热枯熟、高温早衰或徒长、伤热烂菜烂果对策：耐热作物品种，淡季生产基地；调节小气候；改善生态环境；生长调节剂小麦干热风小麦干热风分布及症状分布及症状热浪和干渴热浪和干渴4 4、光照异常引起的气象灾害、光照异常引起的气象灾害日灼或日烧病日灼或日烧病: :夏季日烧，覆盖遮阴；冬季夏季日烧，覆盖遮阴；冬季日烧。枝干涂白，合理密度日烧。枝干涂白，合理密度阴害阴害: :养分积累少，茎秆细弱，授粉不良，养分积累少，茎秆细弱，授粉不良，病害。对
20、策：种植耐阴作物，合理密植，病害。对策：种植耐阴作物，合理密植，温室后墙和地面反光物质，连阴天夜间覆温室后墙和地面反光物质，连阴天夜间覆盖保温盖保温紫外辐射增强紫外辐射增强: :保护臭氧层保护臭氧层5 5、气流异常引起的气象灾害、气流异常引起的气象灾害5.1 5.1 大风大风定义定义：8 8级或级或17m/s17m/s以上。以上。6 6级以上就可危害级以上就可危害作物作物成因成因：台风、寒潮、高压后部，低压气旋，台风、寒潮、高压后部，低压气旋，雷雨飑线雷雨飑线5 5、气流异常引起的气象灾害、气流异常引起的气象灾害5.1 5.1 大风大风危害危害：风蚀、损伤、吹散、干旱、冻害、风蚀、损伤、吹散、
21、干旱、冻害、授粉授粉对策对策：防护林带、风障、避风场所、看住防护林带、风障、避风场所、看住头畜、会港避风、临时加固、抗风作物品头畜、会港避风、临时加固、抗风作物品种、促茎根种、促茎根风灾图景风灾图景刮倒玉米刮倒玉米风倒竹林风倒竹林5 5、气流异常引起的气象灾害、气流异常引起的气象灾害5.25.2、台风、台风概念概念：热带气旋：热带气旋6 6级以下称热带风暴，级以下称热带风暴，6-86-8级级强热带风暴，强热带风暴，8 8级以上台风。我国年均登陆级以上台风。我国年均登陆6.86.8个个时空分布时空分布：源地为西北太平洋、南海中部。：源地为西北太平洋、南海中部。7-97-9月登陆占月登陆占77%7
22、7%，台湾、海南各，台湾、海南各1/41/4，温州，温州以北仅以北仅14%14%5 5、气流异常引起的气象灾害、气流异常引起的气象灾害5.25.2、台风、台风危害危害：风害、洪涝、海浪、风暴潮。与天气：风害、洪涝、海浪、风暴潮。与天气大潮配合大潮配合对策对策：监测预报；加固海堤、房屋、设施；：监测预报；加固海堤、房屋、设施；入港避风；疏通排水；防护林入港避风；疏通排水；防护林台风6 6、风沙和沙尘暴（黑风暴）、风沙和沙尘暴（黑风暴）概念概念：强风将大量沙尘吹到空中。扬沙强风将大量沙尘吹到空中。扬沙1-1-10km10km、扬尘、沙暴、尘暴、沙尘暴能见度不、扬尘、沙暴、尘暴、沙尘暴能见度不足足1
23、km1km。分布分布：美中西部、哈萨克、西北、撒哈拉，美中西部、哈萨克、西北、撒哈拉，我国我国6 6、风沙和沙尘暴（黑风暴）、风沙和沙尘暴（黑风暴）危害危害：土地退化荒漠化，吹埋机械损伤，：土地退化荒漠化，吹埋机械损伤，污染大气。污染大气。发生发生：强而持续风力，大气低层不稳定，：强而持续风力，大气低层不稳定，植被少。植被少。沙尘暴就要到来沙尘暴就要到来卫星上看到的撒哈拉沙尘暴影响北京的沙尘源地影响北京的沙尘源地沙尘暴对策沙尘暴对策土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。土壤土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。 植物措
24、施：植物通常以植物措施：植物通常以3 3种形式来影响风蚀：种形式来影响风蚀：分散地面上一定的风动量，减少气流与沙尘分散地面上一定的风动量，减少气流与沙尘之间的传递；阻止土壤、沙尘等的运动。之间的传递；阻止土壤、沙尘等的运动。沙尘暴对策沙尘暴对策沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物，而且与人类活动有对应关系。的产物，而且与人类活动有对应关系。杜绝过度放牧、滥伐森林，防止过度杜绝过度放牧、滥伐森林，防止过度垦荒破坏地面植被垦荒破坏地面植被内蒙古因风沙背井离乡的生态难民内蒙古因风沙背井离乡的生态难民风蚀地貌风蚀地貌杨树灌木化杨树灌木化防沙治沙防沙治沙1防沙治沙防
25、沙治沙2 27、洪涝和湿害、洪涝和湿害灾情灾情：面积经济损失均占：面积经济损失均占1/41/4，3-43-4年一次年一次大涝。大涝。类型类型：山洪、洪水、土壤湿害、空气湿害、：山洪、洪水、土壤湿害、空气湿害、凌汛、凌汛、 冻涝。冻涝。7、洪涝和湿害、洪涝和湿害时空分布时空分布：2-32-3、1111、2222、30-4030-40、80-9080-90年准年准周期，连涝机率小于连旱。长城以北融雪凌汛，周期，连涝机率小于连旱。长城以北融雪凌汛，江南春涝湿害，东部夏涝，中西部秋涝，沿海江南春涝湿害，东部夏涝，中西部秋涝，沿海台风。台风。影响因素影响因素：天气形势、地形再分配、土壤质地：天气形势、地
26、形再分配、土壤质地结构、技术和社会因素。结构、技术和社会因素。水淹房屋、诺亚方舟(右上)、美国密苏里洪涝遥感图(右)广州居民楼泡在水中居民被困30多小时 洪洪水水发发生生频频度度分分布布类型类型：大气干旱、土壤干旱、生理干旱、黑灾：大气干旱、土壤干旱、生理干旱、黑灾时期时期：春旱、夏旱、秋旱、冬旱、连季旱。：春旱、夏旱、秋旱、冬旱、连季旱。分区分区：湿润区、半湿润区、半干旱区、干旱区。：湿润区、半湿润区、半干旱区、干旱区。缺水类型缺水类型：资源型、污染型、经济增长型。：资源型、污染型、经济增长型。8、干旱干旱防御对策防御对策： 1 1）开源节流对策。挖掘水源节水灌溉。）开源节流对策。挖掘水源节
27、水灌溉。 2 2）效率对策。农田基本建设，培肥，耕作）效率对策。农田基本建设，培肥，耕作保墒，抗寒育种，节水栽培，提高水分利用效保墒，抗寒育种，节水栽培，提高水分利用效率。率。 3 3）适应对策。建立节水型农业生态结构）适应对策。建立节水型农业生态结构发展旱作节水农业。发展旱作节水农业。8、干旱干旱世界的干旱地区世界的干旱地区中中国国的的易易旱旱地地区区饮饮水水困困难难地地区区分分布布人均水资源（千人均水资源（千m m3 3/ /人）与旱象人）与旱象中外饥荒景象中外饥荒景象节水灌溉节水灌溉地膜覆盖保墒地膜覆盖保墒带水机播小麦带水机播小麦9 9、气象与病虫害、气象与病虫害l虫害与气象虫害与气象温度：昆虫最适温度一般为温度：昆虫最适温度一般为22223030，对，对有效积温也有要求有效积温也有要求湿度：最适湿度湿度：最适湿度70709090光：许多害虫对紫外光有较强的趋光性，光：许多害虫对紫外光有较强的趋光性，所以用短波光灯诱杀害虫所以用短波光灯诱杀害虫风：影响昆虫迁飞风：影响昆虫迁飞
