氣象基礎知識[借鑒相關]

1、氣象基礎知識一，人工影響天氣 1. 概述 2. 人工降水 3. 人工消霧 4. 人工防雹 5. 人工消云 6. 人工防霜凍三，大氣科學 1.概述 2.厄爾尼諾現(xiàn)象 3.什么是天氣預報 4.什么是氣象、天氣和氣候 5.天氣學, 天氣圖, 副熱帶高壓, 天氣, 天氣系統(tǒng), 氣團, 鋒面, 溫帶氣旋, 溫帶反氣旋, 切變線, 大氣環(huán)流, 大氣動力學人工影響天氣根據(jù)人們的意愿，通過人為干預，使某些局地天氣現(xiàn)象朝有利于人們預定目的的方向轉(zhuǎn)化，以克服或減輕惡劣天氣引發(fā)的災害，這種改造自然的科學技術措施稱人工影響 天氣。由于天氣過程的能量十分巨大，一個10立方公里的云體，其含水量的凝結(jié)潛熱相 當于10萬噸煤

2、燃燒發(fā)出的熱量，而一個臺風的水汽每分鐘釋放的潛熱，便相當于20個百 萬噸級核彈爆炸所釋放的能量數(shù)。因此直接制造和消滅一個天氣過程是不可能的，比較 現(xiàn)實的作法是在云、降水和其他過程中某些關鍵環(huán)節(jié)，施放一些催化劑，因勢利導，促使天氣過程按預定方向發(fā)展，以少量代價換取巨大經(jīng)濟效益。中國人從17世紀至今的土炮、火炮消雹，便是人工影響天氣的例子。目前正在各國試驗的人工影響天氣項目有：人工降水、人工消霧、人工防雹、人工削弱臺風、人工消 云、人工防霜凍、人工抑制雷電等。我國從50年代開始，至今已在大多數(shù)省（自治區(qū)） 開展了人工影響天氣試驗。世界上第一次對自然云作人工催化試驗則是1946年美國V.J. 謝費爾

3、等進行的，從那時起至今，全世界已有80多國家與地區(qū)開展過人工影響天氣試驗。 i) 人工降水也稱人工增雨，是根據(jù)不同云層的物理特性，選擇合適時機，用飛機、火箭彈向云中播散干冰、碘化銀、鹽粉等催化劑，促使云層降水或增加降水量。人工增雨常分為曖 云催化劑增雨與冷云催化劑增雨。欲要曖云（溫度高于0的云）降水，就得使云中半徑大于0.04毫米的大云滴有足夠的數(shù)密度，讓它們迅速與小云滴碰并增長，成為半徑超過1.0毫米的雨滴形成降水，因此在那些大云滴數(shù)密度小而無法形成降雨的云中，用飛機、 炮彈攜帶等方法，播撒鹽粉、尿素等吸濕性粒子，使形成許多大云滴，便可導致形成或增加降水。欲要冷云降水， 就得使冷云上部的冰晶

4、數(shù)密度超過1個/升，對那些冰晶數(shù)密 度不足的冷云，用飛機等播撒干冰、碘化銀等催化劑，便可產(chǎn)生大量冰晶，促成或增加 降水。為了弄清楚人工催化劑的效果，弄清人工增雨量的多少，常常要進行檢驗。由于 云和降水過程十分復雜，使人工降水和降水檢驗的方法措施還都很不完善，有待進一步 深入研究。 ii) 人工消霧大霧降低能見度、影響飛機起降、容易引發(fā)嚴重交通事故，人類希望能適時進行人 工消霧。我們把用人工播撒催化劑、人工擾動空氣混合或在霧區(qū)加熱等方法，使霧消散， 稱為人工消霧。人工消霧分為人工消曖霧（霧區(qū)溫度高于0）和人工過冷霧（霧區(qū)氣溫高于0， 霧滴為過冷卻水滴等）。目前有三種消曖霧試驗方法：加熱法：對小范

5、圍區(qū)域霧區(qū)如 機場跑道等，大量燃燒汽油等燃料、加熱空氣使霧滴蒸發(fā)而消失。吸濕法：播撒鹽、 尿素等吸濕質(zhì)粒作催化劑，產(chǎn)生大量凝結(jié)核，水汽在凝結(jié)核上凝結(jié)長成大水滴,霧滴會蒸發(fā)并在大水滴上凝結(jié)，使霧消失。人工擾動混合法：用直升飛機在霧區(qū)頂部攪拌空氣， 把霧頂以上干燥空氣驅(qū)下來與霧中空氣混合，霧便消失。人工消過冷霧的方法是用飛機或地面設備，將干冰、液化丙烷等催化劑播撒到霧 中，產(chǎn)生大量冰晶，它們通過貝吉龍冰水轉(zhuǎn)化過程，奪取原霧滴的水分、霧滴便蒸發(fā) 而冰晶不斷長大降落地面，霧便消失。這種方法效果顯著，已能實際應用。 iii)人工防雹用人工方法使雹云不能降冰雹，或減弱雹強度的措施，稱人工防雹或人工抑雹。

6、中國人很早以前就使用土炮防雹，17世紀末清代的“廣陽雜記”對土炮防雹就有明確 記載。20世紀50年代以后，包括我國在內(nèi)的許多國家開展了防雹試驗。通過氣象雷達或有經(jīng)驗的觀測者目視，識別出冰雹云(比一般雷雨云發(fā)展更旺盛、 厚度更大、閃電更頻繁等)，然后采用如下兩類方法防雹：播催化劑法，用火箭、 高炮、飛機等把碘化銀播撒到雹云中，產(chǎn)生大量冰核進而形成大量人工雹胚胎，它們 與云中原來的冰雹胚胎爭奪水分，使大家都不能長大成對人畜與作物產(chǎn)生危害的大雹 塊，在落出云底后還可能逐漸融化成雨滴。爆炸法，用高射炮、土炮或火箭等，向雹云的中、下部轟擊，往往亦可使雹云不降雹，或在下風向區(qū)降小雹，這樣便能抑制 雹災。這

7、種方法在國內(nèi)被較普遍采用，其防雹的物理機制尚待進一步研究。 iv) 人工消云用人工方法使局部區(qū)域云層消散的措施，稱人工消云。大型運動會或某些航空活動等，有時希望晴朗無云，便可進行人工消云試驗。人工消云分為：人工消冷云和人工消曖云。人工消冷云的方法是：播撒碘化銀等人工冰核或播撒干冰等催化劑，產(chǎn)生大量冰晶，再通過貝吉龍冰水轉(zhuǎn)化過程，原云中的過冷卻水滴（云滴）蒸發(fā)失，水份轉(zhuǎn)移到冰晶上經(jīng)凝華凍結(jié)，冰晶長大成降水粒子，下降離開云體，使云消散。人工消曖云的方法是：向云中播散鹽粉、尿素等吸濕性粒子，這些吸濕性凝核吸收水汽凝結(jié)長大，然后與原來云滴碰并長大，降出云外，使云消散。此外，還試驗過消除積云的方法：在積

8、云頂部搖撒鹽粒、水滴、沙子等質(zhì)粒，有時也觀測到云消散，其原理尚 待研究。一般說來所有人工消云方法均不夠完善，尚沒有達到實際應用階段。 v) 人工防霜凍用人工方法提高近地面氣層和土壤表面溫度，使作物和苗木等免受凍害的措施，稱人工防霜凍。常有五類方法：煙霧法，用柴草或廢柴油等燃燒產(chǎn)生煙霧，以抑制地表面長波輻射降冷，還使水 汽在煙粒上凝結(jié)而釋放潛熱，從而達到增溫防霜凍。擾動合法，晴夜的近地層常為逆溫層，用吹風機吹風攪動，把上面曖空氣攪動 向下混合，達到提高下層溫度以防霜凍。灌水法與灑水法：寒潮來臨前，給作物灌水，可防霜凍。可在作物表面連續(xù)灑水， 使作物表面一層水膜在結(jié)冰時釋放潛熱，以達到保護作物不受

9、霜凍之害。加熱法，在果園或珍貴作物園，擺許多加熱爐直接加熱空氣以防霜凍。此法成本 較高。覆蓋法，用農(nóng)用薄膜覆蓋小區(qū)域作物，阻止長波輻射降冷，可防霜凍。vi) 播云（霧）催化劑人工影響天氣過程中，為改變云（霧）微結(jié)構(gòu)與演變過程，向云（霧）中播撒的物質(zhì)，稱播云（霧）催化劑。選用催化劑必須考慮有效、經(jīng)濟、不污染環(huán)境、容易播撒、 安全無毒害等。當今所用催化劑有三類：吸濕性巨核，包括鹽（NaCl）、氯化鈣、尿 素和液水等，它們常用于對曖云的催化劑。致冷劑，包括干冰（固體CO2）、液態(tài)丙 烷、液氮、液態(tài)空氣等，它們常用于對冷云作催化。投入冷云后，將使它們周圍空氣急 速降冷，產(chǎn)生大量冰晶胚胎，并進一步生成冰

10、晶。以干冰為例，實驗室結(jié)果是：每1克干 冰可產(chǎn)生1萬億個冰晶。人工冰核，包括碘化銀(AgI)等無機冰核及介乙醛等有機冰核， 其中以碘化銀最常用。它們常用于冷云增雨和防雹試驗中，把它們播入云層，使云增加 大量冰核，進而生成大量冰晶，造成增雨或消雹的效果。 大氣科學 在地球表層有大氣圈、水圈、巖石圈、冰雪圈、生物圈五大部分，組成了一個綜合的系統(tǒng)。研究發(fā)生在大氣圈中各種現(xiàn)象的演變規(guī)律，并利用這些規(guī)律服務于人類的科學稱為大氣科學。由于大氣圈中發(fā)生的各種現(xiàn)象不僅種類繁多，而且在時間和空間尺度上不受限制，還因地表的水圈、巖石圈、冰雪圈、生物圈的影響，其復雜性和不確定性是 自然界最為突出的，因此，大氣科學的

11、研究必然具有觀測點高度分散（全球范圍），觀 測方法高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一（以利比較），觀測資料高度集中（迅速交換集中），國際間高度 合作（任何一個地區(qū)、一個國家都無法孤軍作戰(zhàn)，反過來世界氣象工作也少不了任何一 個地區(qū)或一個國家的真誠合作）的特點。大氣科學在它的發(fā)展進程中已逐漸形成了若干分支，比較成熟的有大氣探測學、大 氣物理學、天氣動力學、氣候?qū)W、農(nóng)業(yè)氣象學等。包圍在地球外部的一層氣體總稱為大氣或大氣圈。大氣圈以地球的水陸表面為其下 界，稱為大氣層的下墊面。地球大氣在重力場的作用下，保持在地球的外表面上，其密 度隨高度升高呈指數(shù)遞減，越向上越稀薄。大氣上界約在10002000公里高度。大氣 的總質(zhì)量為5

12、.14E8千克，約為地球質(zhì)量的百萬分之一。大氣質(zhì)量的一半位于500hPa 以下，平均約為5.5公里，大氣質(zhì)量的99位于30公里以下，所以大氣圈只是地球的一 層簿殼，而天氣變化僅發(fā)生在大氣底層十幾公里范圍內(nèi)。大氣分層：按大氣溫度的垂直結(jié)構(gòu)，可把大氣圈分為對流層、平流層、中層和熱層。 對流層：地面以上大氣的最低層稱為對流層，對流層頂?shù)臍鈮杭s為200hPa，對流層頂?shù)母?度夏季高于冬季，在赤道附近約1718公里，中緯度平均約1012公里，高緯度為8 9公里。對流層對整個大氣圈而言只是很淺薄的一層，但它集中了大氣質(zhì)量的80以上， 幾乎全部水汽、云和降水，主要天氣現(xiàn)象和過程如寒潮、臺風、雷雨、閃電等都發(fā)

13、生在 這一層。對流層的主要特征是：i)溫度隨高度升高而降低。因為大氣不能吸收太陽短波輻射，但地面能吸收太陽輻 射而升溫并放出長波輻射，大氣主要通過吸收地面的長波輻射和通過對流、湍流等方式 從地面吸收熱量才能升溫，因而越接近地面的大氣得到的熱量越多，造成對流層的氣溫 隨高度升高而降低。ii)有強烈的垂直混合。低層空氣由于從地面得到熱量使之受熱上升，高層冷空氣下 沉，從而造成對流層內(nèi)存在強烈的垂直混合作用。熱帶地面溫度高，垂直混合能到很高 高度，對流層頂高度高；極地地面溫度低，垂直混合作用弱，對流層頂高度低。iii)氣象要素水平分布不均勻。由于各地緯度和地表性質(zhì)的差異，地面上空空氣在水 平方向上具

14、有不同物理屬性，壓、溫、濕等要素水平分布不均勻，從而產(chǎn)生各種天氣過 程和天氣變化。平流層：對流層頂向上到50公里左右為平流層。平流層頂?shù)臍鈮杭s1hPa。平流層下部溫度 隨高度變化很小，平流層上部因為存在臭氧層(2235公里處)，臭氧吸收太陽紫外輻射 使大氣溫度增加，這種下部冷上部熱的逆溫結(jié)構(gòu)使平流層大氣穩(wěn)定，對流很弱，空氣大 多作水平運動，大氣污染物如核爆炸殘留碎片，火山噴發(fā)的火山灰等，能在平流層內(nèi)滯 留很長時間。平流層中水汽和塵埃很少，也沒有對流層中的云和天氣現(xiàn)象。中層：平流層頂?shù)?5公里左右稱為中層。中層頂氣壓約0.01hPa。中層大氣中溫度隨高度 遞減，水汽極少，有相當強的垂直混合，60

15、公里以上大氣分子開始電離，電離層的底就 在中層內(nèi)。(4)熱層： 中層頂以上的大氣稱為熱層。這一層溫度又隨高度升高而增加。這是由于熱層的分子 氧和原子氧能吸收0.17微米的太陽紫外輻射和太陽微粒輻射。但由于熱層很難有對流運 動，大氣的熱量主要靠熱傳導，而且由于分子稀少，熱傳導率很小，造成巨大溫度梯度 和晝夜溫差，白天太陽活動期溫度高達2000k，夜間太陽寧靜期僅500k。熱層空氣 處于高度的電離狀態(tài)。熱層上部由于空氣稀薄，大氣粒子很少互相碰撞，高速運動的空 氣質(zhì)點可能克服地球引力，向星際空間逃逸，又稱逸散層。大氣邊界層：在對流層下部靠近地面的1.21.5公里范圍內(nèi)的薄層大氣稱為大氣邊界層或行星邊

16、 界層。因為貼近地面，空氣運動受到地面摩擦作用影響，又稱摩擦層。大氣邊界層內(nèi)根據(jù)空氣受下墊面影響不同又可分為：(1)緊貼地表面小于1厘米的氣 層，為粘性副層。此層以分子作用為主。(2)50100米以下氣層(包括粘性副層)稱為近 地面層。這一層大氣受下墊面不均勻影響，有明顯的湍流特征。(3)近地面層以上至1 1.5公里為上部摩擦層。這一層除了下墊面的湍流粘性力外，還有氣壓梯度力和科里奧利力的作用，三力量級相當。自由大氣層：大氣邊界層以上，地面摩擦影響減小到可以忽略不計，只受氣壓梯度力和科里奧利 力的影響，稱為自由大氣層。氣象要素：表示大氣宏觀物理狀態(tài)的物理量稱為氣象要素，它是大氣科學研究的基礎。

17、在氣象 站測定的氣象要素多達數(shù)十種，其中主要的有：氣溫：表示大氣冷暖程度的物理量，常用攝氏溫標t或華氏溫標F或絕對溫標T表示。 它們之間的換算關系為：T=273.15+tt=5/9(F-32)F=9/5t+32氣壓：表示從觀測高度到大氣上界，在單位面積上垂直空氣柱的總重量，常用單位 百帕，即每平方厘米面積上受到一千達因力的壓強值。濕度：表示空氣中水汽含量多寡的物理量，有絕對濕度、相對濕度、露點、比濕等。風：表示空氣水平運動的物理量，包括風向、風速，是個二維矢量。關于各氣象要素的涵義，測定方法等詳見氣象觀測部分。什么是天氣預報？天氣預報有哪幾種？天氣預報就是對未來時期內(nèi)天氣變化的預先估計和預告。

18、“天有不測風云”，這句話充分說明了天氣預報的難度。 隨著 科學技術的發(fā)展，天氣預報的準確率在不斷提高，人們根據(jù)天氣預 報，可以適時安排生產(chǎn)和生活，使氣象為國民經(jīng)濟建設服務，減少 氣象災害的損失。天氣預報是根據(jù)大氣科學的基本理論和技術對某一地區(qū)未來的天氣作出分析和預測，這是 大氣科學為國民經(jīng)濟建設和人民生活服務的重要手段，準確及時的天氣預報對于經(jīng)濟 建設、國防建設的趨利避害。保障人民生命財產(chǎn)安全等方面有極大的社會和經(jīng)濟效益 ，天氣預報的時限分：12天為短期天氣預報，315天為中期天氣預報，月、季為 長期天氣預報，16小時之內(nèi)則為短臨預報（臨近預報）。天氣預報的主要方法，目 前有天氣學方法（以天氣

19、圖為主，配合氣象衛(wèi)星云圖、雷達等資料）數(shù)值天氣預報以計算機為工具，通過解流體力學，熱力學，動力氣象學組成的預報方程，來制作天氣預報；統(tǒng)計預報，以概率論數(shù)理統(tǒng)計為手段作天氣預報。以上各種有時互相配合、 綜合應用，并廣泛采用計算機作為工具。什么是氣象、天氣和氣候地球上覆蓋著很厚的空氣層，叫做大氣。在大氣中我們看到陰 、晴、冷、暖、干、濕、雨、雪、霧、風、雷等各種物理、化學狀 態(tài)和現(xiàn)象，氣象就是它們的通稱。天氣和氣候是互相聯(lián)系的。天氣是指一個地區(qū)較短時間的大氣 狀況。我們從廣播和電視中收聽收看到的、小時天氣預報 說的是天氣；而氣候則是一個地區(qū)多年的平均天氣狀況及其變化特 征。世界氣象組織規(guī)定，年記錄

20、為得出氣候特征的最短年限。 我國古代以五日為候，三候為氣，一年有二十四節(jié)氣七十二候，各 有氣象、物候特征，合稱為氣候。 天氣學是研究大氣中的天氣現(xiàn)象和天氣過程的物理本質(zhì)及其演變規(guī)律以及運用這些規(guī)律 制作天氣預報的科學。是大氣科學中的一個重要分支。現(xiàn)代天氣學以數(shù)學、物理學、 流體力學為基礎，以天氣圖為主要研究工具，通過對氣象觀測資料、氣象衛(wèi)星和雷達 資料的分析，廣泛采用計算機作計算工具。對各種尺度天氣系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)及其發(fā)生、 發(fā)展、移動、演變過程的物理機制的分析研究，從而建立各種天氣學概念模式或理論 模式，據(jù)此進行天氣預報。天氣圖是指填有各地同一時間氣象要素的特制地圖。在天氣圖底圖上，填有各城市

21、、測 站的位置以及主要的河流、湖泊、山脈等地理標志。氣象科技人員，根據(jù)天氣分析原 理和方法進行分析，從而揭示主要的天氣系統(tǒng)，天氣現(xiàn)象的分布特征和相互的關系。 是目前氣象部門分析和預報天氣的一種重要工具。天氣圖分地面天氣圖及高空天 氣圖主要層次如850百帕、700百帕、500百帕、300百帕、200百帕等天氣圖，同一 時刻上、下層次配合，可了解天氣系統(tǒng)的三度空間結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要可選用不同范圍的 天氣圖，在我國通常用歐亞范圍的天氣圖，有時也用北半球范圍，或低緯度（30N 30S）圖或某一省，地區(qū)范圍的小圖作輔助分析用。副熱帶高壓是指存在于副熱帶地區(qū)一般指南、北緯2040之間廣大地區(qū)的深厚的暖性高氣

22、壓系統(tǒng)，它是全球大氣環(huán)流的一個重要成員。副熱帶高壓的水平范圍可達數(shù)千公里，幾 乎占了全球面積的1/51/4。它們在對流層中，低部約500hpa表現(xiàn)明顯。在北半球主 要有三個中心。即太平洋副熱帶高壓，大西洋副熱帶高壓，北非副熱帶高壓。對我國有 重要影響的是太平洋副熱帶高壓的西側(cè)，習慣上稱西太平洋副高。西太平洋副高隨季節(jié)變化而有季節(jié)性移動。在春季高壓脊線還在北緯15以南。到 5月北移到15N左右。6月上旬到7月上旬則北移到2025N左右。7月上、中旬8 月初脊線到達30N左右。9月上旬后脊線又南撤25N左右。10月上旬以后即南撤至2 0N以南，轉(zhuǎn)入 冬季副高即全部退到海上，對我國影響就明顯減少。由

23、于副高的季節(jié)性變動，其西北側(cè)一方面可從洋面上輸送大量水汽，另一方面與北 方冷空氣交匯，可形成大范圍降雨天氣并有大暴雨出現(xiàn)。所以，西太平洋副高活動又與 我國汛期有密切關系，如45月份的華南的前汛期，67月份的江淮地區(qū)的梅雨。以 及78月份的華北、東北的雨季，都與副高季節(jié)性活動有密切關系。但當受到西太平洋 副高控制時，由于高壓內(nèi)有下沉氣流，天氣晴好。往往形成干旱。如長江流域梅雨過后 出現(xiàn)的伏旱就是受西太平洋副高控制造成的。因此，副熱帶高壓的活動對我國及全球天 氣氣候有十分重要的影響。天氣是指某一地區(qū)、在某一時段內(nèi)由各種氣象要素所綜合體現(xiàn)的大氣狀態(tài)，大氣中發(fā) 生的陰、晴、風、雨、雷、電、霧、霜、雪等

24、等都是天氣現(xiàn)象，它們的產(chǎn)生都與天氣 系統(tǒng)的活動有密切的關系，天氣與人類的生活、社會、經(jīng)濟活動有十分密切的關系。天氣系統(tǒng)是指具有一定的溫度、氣壓或風等氣象要素空間結(jié)構(gòu)特征的大氣運動系統(tǒng)。如有 的以空間氣壓分布為特征組成高壓、低壓、高壓脊、低壓槽等。有的則以風的分布特 征來分，如氣旋，反氣旋，切變線等。有的又以溫度分布特征來確定，如鋒。還有則 的以某些天氣特征來分，如雷暴，熱帶云團等。通常構(gòu)成天氣系統(tǒng)的氣壓，風，溫度 及氣象要素之間都有一定的配置關系。大氣中各種天氣系統(tǒng)的空間范圍是不同的，水 平尺度可從幾公里到12千公里。其生命史也不同，從幾小時到幾天都有。氣團是指在水平方向上大氣的物理屬性主要指

25、溫度、濕度和穩(wěn)定度對比較均勻的大塊 空氣塊。其水平尺度達到幾百至幾千公里，垂直尺度約幾公里到十幾公里。氣團的形成 必須具有范圍大，性質(zhì)均勻的下墊面，還須有合適的環(huán)流條件。氣團的分類，若按形成 的地理位置分，則有極地氣團（又可分為極地大陸氣團和極地海洋氣團）。熱帶氣團（ 又可分為熱帶海洋氣團和熱帶大陸氣團）。此外，還有中緯度氣團它們主要來自極地或 熱帶的變性氣團。若按熱力分類，則可分為冷氣團和暖氣團?；顒佑谖覈闹饕獨鈭F，隨季節(jié)而有變化。冬季以極地大陸氣團為主，我國南方部 分地區(qū)則會受熱帶海洋氣團影響夏季主要受熱帶海洋和熱帶大陸氣團影響，在我國北 方則仍會受極地大陸氣團影響。春、秋季則主要有變性

26、極地大陸氣團和熱帶海洋氣團。鋒面也稱為鋒面。是指分隔冷、暖兩種不同性質(zhì)氣團之間的狹窄的過渡帶。這個過渡帶 自地面向高空冷氣團一側(cè)傾斜。過渡帶在近地面的寬度只有幾十公里，到高層可達到20 0400公里。鋒的長度一般可有幾百公里到幾千公里，垂直方向可伸展十多公里。在 這一過渡帶里溫度變化特別大。按照熱力學分類方法，若冷氣團主動推動暖氣團，則稱為冷鋒。反之稱為暖鋒。若 冷暖氣團相當，則稱為準靜止鋒。若冷鋒追上暖鋒，則會形成錮囚鋒。由于鋒是冷暖氣 團交界地區(qū)，空氣活動十分活躍，可以形成一系列的云、雨、大風、降水等天氣。在我 國一年四季都有鋒的活動，其中冷鋒活動最為經(jīng)常，且能在全國廣大地區(qū)出現(xiàn)。在春夏

27、之交，往往會有準靜止鋒活動。鋒的活動常經(jīng)歷著生成，加強，消亡的過程。一般歷史 3-5天左右。溫帶氣旋是指生成和活動于中高緯溫帶地區(qū)的低氣壓系統(tǒng)。從氣壓場看，是中心氣壓低于四周， 并有閉合等壓線的低壓系統(tǒng)。從風場看，在北半球低壓區(qū)內(nèi)，風繞低壓中心作逆時針旋 轉(zhuǎn)。氣象上將這種風逆時針旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)稱為氣旋。溫帶氣旋往往由冷、暖氣團組成并伴隨 有冷、暖鋒活動。這種溫帶氣旋也稱為鋒面氣旋。溫帶氣旋的平均直徑約1000公里左右，有的可達23千公里，并大體呈園形。其 生命史可有初生波動階段，發(fā)展成熟階段，錮囚消亡階段。在我國活動的溫帶氣旋主要 有：北方氣旋，包括蒙古氣旋，東北低壓，黃河氣旋。南方氣旋包括：江淮氣

28、旋，東海氣旋等。溫帶氣旋的活動往往帶來風雨天氣。如東北低壓，蒙古氣 旋，往往在當?shù)卦斐纱箫L雪天氣，而南方氣旋在初夏，可造成暴雨，大風等激烈的天氣 現(xiàn)象。溫帶反氣旋是指生成和活動于中高緯、溫帶地區(qū)的高氣壓系統(tǒng)。從氣壓場看是中心氣壓高于四 周，并有閉合等壓線的高壓系統(tǒng)。從風場看，在北半球高壓區(qū)內(nèi)，風繞高壓中心作順時 針旋轉(zhuǎn)。因此也稱為反氣旋。溫帶反氣旋一般生成在高緯地區(qū)并由冷氣團組成，在合適 的大氣環(huán)流引導下，向南或東南移動。影響中、低緯地區(qū)，成為一次冷空氣活動。有時 可達到寒潮強度。所以，也稱冷性反氣旋。溫帶反氣旋的水平范圍一般達幾千公里，有時可占據(jù)我國大部地區(qū)。其生命史大體 分為：初生階段，發(fā)

29、展階段和消亡階段。溫帶反氣旋從高緯向東南移動時，其前部由于與 暖氣團相交，常常形成冷鋒。所以，常有云系或風、雨天氣。但當冷鋒過境，受溫帶反 氣旋控制時，特別在反氣旋中心附近，則主要是晴好天氣。冬季常會形成霜凍。切變線是指一條近于東西向的風向不連續(xù)線，線的兩側(cè)風存在明顯的氣旋性切變。根據(jù)風 場的切變型式大體分為：冷鋒式切變，即偏北風和西南風的切變；暖鋒式切變，即東南風和西南風的切變， 準靜止鋒式切變即偏東風和偏西風的切變。切變線一般主要出現(xiàn)在中、低空即3000米 和1500左右的空中。在我國東部地區(qū)常會出現(xiàn)和維持準靜止鋒式的切變線。如初夏在江淮流域到長江以南的江淮切變線。夏季即會在華北地區(qū)出現(xiàn)切

30、變線。由 于切變線是一種風的不連續(xù)線，往往會使空氣輻合上升。所以，常能形成云雨天氣。是 造成夏半年我國降水的一個重要天氣系統(tǒng)。大氣環(huán)流是指大范圍大氣運動狀態(tài)。就水平尺度而言，有某一大地區(qū)如歐亞地區(qū)，某半球 或全球范圍的大氣運動狀態(tài)。就時間尺度而言，有某時刻的，也可以有一天或幾天，一 月或一季，半年或全年的平均大氣運動狀態(tài)。從垂直尺度而言，可以有對流層，平流層 或整個大氣圈的大氣運動狀態(tài)。了解大氣環(huán)流的特征及其轉(zhuǎn)換規(guī)律，對于提高和改進天 氣預報準確率和研究氣候變化有重要意義。從全球平均的緯向環(huán)流看，在對流層里，最基本的特征是：大氣大體上沿緯圈方向 繞地球運行，在低緯地區(qū)常盛行東風，稱為東風帶，又

31、稱為信風帶北半球為東北信風 ，南半球為東南信風。中緯度地區(qū)則盛行西風，稱為西風帶。其所跨的緯度比東風帶 寬。西風強度隨緯度增加。最大風出現(xiàn)在3040上空的200百帕附近，稱為行星西 風 急流。在極地附近，低層存在較淺薄的弱東風，稱為極地東風帶。從全球徑向環(huán)流看，在南北方向及垂直方向上的平均運動構(gòu)成三個經(jīng)圈環(huán)流：1 低緯度的正環(huán)流，即哈得來環(huán)流。在近赤道地區(qū)空氣受熱上升，在高層向北運行逐漸轉(zhuǎn) 為偏西風，在30N左右有一股氣流下沉，在低層又分為兩支，一支向南回到近赤道， 另一支北移。2中緯度形成一個逆環(huán)流或稱間接環(huán)流，費雷爾環(huán)流。3極區(qū)正環(huán)流， 即極地下沉而在60N附近為上升，從而形成一個正環(huán)流，

32、但較弱，在中緯地區(qū)與低緯 區(qū)之間，則常有極鋒活動。大氣環(huán)流的主要成因有以下幾方面：一是太陽輻射，這是地球上大氣運動能量的來 源，由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，地球表面接受太陽輻射能量是不均勻的。熱帶地區(qū)多，而 極區(qū)少，從而形成大氣的熱力環(huán)流。二是地球自轉(zhuǎn)，在地球表面運動的大氣都會受地轉(zhuǎn) 偏向力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。三是地球表面海陸分布不均勻。四是大氣內(nèi)部南北之間熱量、 動量的相互交換。以上種種因素構(gòu)成了地球大氣環(huán)流的平均狀態(tài)和復雜多變的形態(tài)。大氣動力學是將包圍地球的大氣作為運動著的流體，應用流體力學的原理和方法來研究大氣 的運動。它從分析地球大氣受力狀況入手，研究這些力與大氣運動的關系，從而探索 大氣運動的基本規(guī)律和機制。根據(jù)牛頓第二運動定律，分析大氣中受力情況，可知空 氣質(zhì)點主要受氣壓梯度力（G），地轉(zhuǎn)偏向力（A），重力（g）和摩擦力（F）的作 用。氣壓梯度力G是由于大氣壓力不均勻而作用在空氣質(zhì)點上的壓力，其方向由高壓 指向低壓，垂直于等壓面，也可以分解成水平氣壓梯度力和垂直氣壓梯度力，地轉(zhuǎn)偏 向力A是由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的柯里奧利力，在北半球，它使運動著空氣質(zhì)點運動方 向發(fā)生右偏，在南半球則產(chǎn)生左偏，g為重力，指向地球中心 ，F(xiàn)為摩擦力和大氣粘 性力。在地球大氣中，大氣運動系統(tǒng)的水平尺度是不同的。既有大尺度系統(tǒng)也有中