天氣學(xué)課程學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)及參考

1、天氣學(xué)課程學(xué)習(xí)要求和主要內(nèi)容（基本原理部分）課程目的與基本要求 :通過(guò)本課程的學(xué)習(xí) , 增強(qiáng)學(xué)生對(duì)發(fā)生在大氣中的各種天氣現(xiàn)象和天氣過(guò) 程的物理本質(zhì)及其演變規(guī)律的認(rèn)識(shí) , 結(jié)合天氣學(xué)分析的訓(xùn)練，使學(xué)生 初步建立和掌握天氣圖分析的方法和分析過(guò)程、 分析思路 , 了解各種天氣 系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu) , 以及它們發(fā)生、發(fā)展和移動(dòng)、演變過(guò)程的物理機(jī)制和預(yù) 報(bào)方法教學(xué)中總的思路：天氣學(xué)原理 是一門注重于培養(yǎng)學(xué)生理解天氣變化規(guī)律、 有利于通過(guò)天 氣圖分析提高實(shí)際綜合分析能力的課程。 其著眼點(diǎn)體現(xiàn)在： 建立天氣系統(tǒng) 的概念，了解天氣系統(tǒng)時(shí)、 空三維立體結(jié)構(gòu)特征以及天氣系統(tǒng)位置的移動(dòng) 和強(qiáng)度變化的規(guī)律。 該課程注重對(duì)

2、大氣動(dòng)力學(xué)理論與實(shí)際天氣系統(tǒng)變化規(guī) 律的結(jié)合，不要求對(duì)公式的具體推導(dǎo)。天氣系統(tǒng)的概念什么是天氣系統(tǒng)；- 天氣系統(tǒng)的時(shí)空尺度特征；- 大氣中存在許多不同時(shí)空尺度的系統(tǒng)- 正確理解天氣系統(tǒng)的特征尺度。氣團(tuán)和鋒要點(diǎn)： - 氣團(tuán)的概念；- 氣團(tuán)的形成；- 氣團(tuán)的分類；- 氣團(tuán)變性；- 氣團(tuán)源地。重點(diǎn)：- 氣團(tuán)的概念難點(diǎn)：- 深刻理解氣團(tuán)的形成和變化鋒要點(diǎn)：- 鋒的空間特征、不連續(xù)面的概念、鋒面坡度、鋒的強(qiáng)度；- 鋒的分類；- 鋒附近要素場(chǎng)的分布特征；- 鋒的移動(dòng)、鋒面天氣；- 鋒強(qiáng)度的變化。重點(diǎn)：- 鋒的空間結(jié)構(gòu)特征；- 鋒附近要素場(chǎng)的分布特征；- 鋒的移動(dòng)和鋒強(qiáng)度的變化。難點(diǎn)：- 鋒附近要素場(chǎng)的分布

3、特征；- 鋒強(qiáng)度的變化。難中之難： 鋒的綜合分析能力溫帶氣旋和反氣旋- 氣旋、反氣旋的定義、分類；- 氣旋、反氣旋的氣候路徑和活動(dòng)規(guī)律；- 氣旋、反氣旋的強(qiáng)度。- 渦度的概念；- 自然坐標(biāo)中的渦度表達(dá)形式！ ；- 從天氣圖上判斷渦度的分布和變化！ ；- 平流（溫度平流、渦度平流） ??；- 渦度平流及在天氣圖上分析渦度平流。- 影響位勢(shì)傾向的因素及物理意義；- 垂直運(yùn)動(dòng)的分布特點(diǎn)及影響因素；- 影響地面氣旋、反氣旋發(fā)展的因素及物理意義。-鋒面氣旋的生成；- 鋒面氣旋的發(fā)展模型-影響中國(guó)氣旋活動(dòng)的特點(diǎn)重點(diǎn)及難點(diǎn)：- 從天氣圖上判斷渦度的分布和變化；- 渦度平流及在天氣圖上分析渦度平流- 渦度平流、

4、溫度平流和非絕熱加熱對(duì)位勢(shì)高度和垂直運(yùn)動(dòng)的影響作用。- 渦度平流、溫度平流和非絕熱加熱等因素對(duì)地面氣旋發(fā)展的影響。- 利用位勢(shì)傾向方程判斷等壓面圖上槽、脊振幅的變化-利用3方程判斷垂直天氣圖上垂直速度的分布；- 利用地面氣旋、反氣旋發(fā)展方程判斷溫帶氣旋、反氣旋的變化。 重點(diǎn)：- 靜止鋒上波動(dòng)對(duì)鋒面氣旋發(fā)生發(fā)展的過(guò)程、空間結(jié)構(gòu)及變化- 北方氣旋、南方氣旋的季節(jié)變化特點(diǎn)及地域性特征。從鋒面氣旋的共性 中掌握各地氣旋的特點(diǎn)要點(diǎn)：- 大氣緯向平均環(huán)流場(chǎng)的特征； - 大氣平均經(jīng)向環(huán)流特征；- 大氣平均層環(huán)流特征； - 海平面環(huán)流特征。- 太陽(yáng)輻射分布的影響； - 地球（自）旋轉(zhuǎn)的影響；- 角動(dòng)量輸送的影

5、響； - 海陸分布與高原大地形的影響。- 大氣環(huán)流季節(jié)變化的時(shí)間特征； - 大氣環(huán)流季節(jié)變化的空間特征；- 行星鋒區(qū)的時(shí)空分布特征； - 行星鋒區(qū)的季節(jié)變化特征；- 急流的形成； - 行星鋒區(qū)與急流的關(guān)系；- 行星鋒區(qū)、急流與地面氣旋分布的關(guān)系。大氣環(huán)流要點(diǎn)：- 長(zhǎng)波與短波的定義； - 大氣長(zhǎng)波的移動(dòng)；- 大氣長(zhǎng)波的空間結(jié)構(gòu)； - 長(zhǎng)波調(diào)整；- 上、下游效應(yīng)； - 西風(fēng)帶短波活動(dòng) 阻塞高壓定義； 形成、結(jié)構(gòu)和天氣；-阻塞高壓崩潰和消亡過(guò)程； - 對(duì)中期天氣預(yù)報(bào)的影響； - 對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的 影響。重點(diǎn)：-大氣平均環(huán)流場(chǎng)的特征-影響大氣環(huán)流的因素及其作用。-東亞地區(qū)大氣環(huán)流的季節(jié)變化特征及影響因素

6、-行星鋒區(qū)、急流與地面氣旋分布相互之間的關(guān)系。-大氣長(zhǎng)波的移動(dòng)；-大氣長(zhǎng)波的空間結(jié)構(gòu)；-長(zhǎng)波調(diào)整；-上、下游效應(yīng) 阻塞高壓形成、結(jié)構(gòu)、崩潰和消亡過(guò)程學(xué)習(xí)方法比較以上即所謂重點(diǎn)掌握知識(shí)點(diǎn)的方法（化整為零，各個(gè)掌握）是否再深入一步？（知識(shí)組裝，但如何組裝?） 圍繞課程的終極目標(biāo)掌握天氣變化規(guī)律，并超前預(yù)測(cè)天氣系統(tǒng)（鋒氣團(tuán)、氣旋溫帶、熱帶、急流高空、低空、槽脊長(zhǎng)一* 波、短波）時(shí)空分布（大氣環(huán)流、統(tǒng)計(jì)特征）從哪些方面考慮變化（系統(tǒng)移動(dòng)、鋒生消、氣旋發(fā)展、環(huán)流影響因素、位勢(shì)傾向、 地形、高低空配置等）期中檢測(cè)思考題1什么是氣團(tuán)？什么是鋒？氣團(tuán)性質(zhì)的改變是如何發(fā)生的？2鋒的動(dòng)力學(xué)條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)條件3等壓面

7、上，鋒區(qū)附近的溫度場(chǎng)分布有什么特點(diǎn)？鋒區(qū)附近的高度場(chǎng)一般 有什么特征？4如何判斷地面圖上鋒的移動(dòng)和強(qiáng)度的變化？5地面氣旋或反氣旋對(duì)應(yīng)的高空系統(tǒng)是什么？什么原因造成這種配置關(guān) 系？6地面氣旋或反氣旋的發(fā)展變化主要與什么因素有關(guān)？地形對(duì)氣旋和反 氣旋有什么影響？7圖示冷暖平流、渦度平流。如何在等壓面圖上判斷槽脊振幅的變化？8鋒面氣旋的形成大概有幾種類型？各種類型分別具有什么特點(diǎn)？9什么是大氣長(zhǎng)波？長(zhǎng)波的移動(dòng)受哪些因素影響？10北半球大氣環(huán)流場(chǎng)的分布有什么特征？11影響大氣環(huán)流的主要影響因素有哪些？各起什么作用？12大氣環(huán)流的季節(jié)變化有哪些特征？13咼空急流和行星鋒區(qū)有什么聯(lián)系？14青藏高原大地形對(duì)

8、大氣環(huán)流形成有什么影響？參考試題1（原理部分）一 簡(jiǎn)答（每題5分，10題共50分）1、氣團(tuán)的定義和氣團(tuán)變性的原因。2、鋒面坡度隨緯度變化的特點(diǎn)和原因。3、繪圖說(shuō)明切變渦度和曲率渦度。4、大氣長(zhǎng)波在空間的結(jié)構(gòu)特征。5、天氣預(yù)報(bào)的幾種方法。6、繪圖說(shuō)明地面氣旋或反起旋發(fā)展與高空系統(tǒng)的關(guān)系7、8、9、比較鋒面與風(fēng)包線的相同和不同。 說(shuō)明行星鋒區(qū)與急流及鋒面氣旋的聯(lián)系 簡(jiǎn)述海平面大氣環(huán)流的分布特征。10、有利強(qiáng)風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展的環(huán)境條件。二（ 10分）說(shuō)明確定地面鋒線的綜合分析思路。三、（ 10 分）什么是鋒生和鋒消？影響鋒生和鋒消的因素有哪些？各起什么作 用？四、（ 20分）簡(jiǎn)述大氣環(huán)流在平均層和經(jīng)圈剖

9、面上的分布特點(diǎn)及季節(jié)變化特點(diǎn)， 并對(duì)照說(shuō)明影響大氣環(huán)流形成的各種因素及作用。五、（ 10分）如何判斷等壓面上槽脊的發(fā)展？試?yán)L圖舉例說(shuō)明。 參考考試（思考）題 2氣團(tuán)和鋒1. 什么是氣團(tuán)？什么是鋒？氣團(tuán)內(nèi)部會(huì)不會(huì)出現(xiàn)鋒？2. 鋒的基本特征與結(jié)構(gòu)（包括鋒面坡度、熱力特征、風(fēng)場(chǎng)與氣壓場(chǎng)）3. 鋒為什么傾斜？各類鋒的坡度是多大？4. 馬古拉斯鋒面坡度公式的推導(dǎo)思路、公式、影響鋒面坡度的因子。5. 根據(jù)馬古拉斯公式，鋒面附近有怎樣的水平風(fēng)場(chǎng)和氣壓場(chǎng)？6. 在鋒區(qū)的情況下（即 T 為一階不連續(xù)面），鋒附近有怎樣的風(fēng)場(chǎng)與氣壓場(chǎng)？7. 由氣壓傾向方程說(shuō)明影響地面氣壓變化的主要物理因子。 冷鋒、暖鋒、錮 囚鋒兩

10、側(cè)的變壓場(chǎng)的特征。8. 為何氣柱內(nèi)為暖 （冷）平流時(shí)，地面氣壓下降（上升） ，高空氣壓上升（下 降）？9. 影響鋒附近垂直運(yùn)動(dòng)有哪些因子？冷鋒、暖鋒有怎樣的垂直運(yùn)動(dòng)？10. 概述各類鋒面天氣。鋒面天氣模式中，鋒上（暖氣團(tuán)內(nèi)）云系的成因和鋒 下（冷氣團(tuán)）云系成因有無(wú)區(qū)別？11. 什么是第一型冷鋒？第二型冷鋒？12. 怎樣考慮鋒面移動(dòng)？與變壓場(chǎng)有何關(guān)系？13. 我國(guó)有哪幾條有名的靜止鋒？成因有何不同？14. 何謂鋒生、鋒消？并由鋒生公式討論各因子的作用。15. 冷鋒鋒生與暖鋒鋒生水平流場(chǎng)有何不同？16. 冷鋒南下過(guò)程中，哪些地方出現(xiàn)鋒生？哪些地方出現(xiàn)鋒消現(xiàn)象？為什么？參考考試（思考）題 3氣旋、冷

11、高壓與寒潮1. 什么叫氣旋、反氣旋？水平尺度、強(qiáng)度概量多少？2. 為什么反氣旋近中心處風(fēng)力很小，而氣旋則很大？3. 我國(guó)氣旋常在什么形勢(shì)下生成？試用公式理論說(shuō)明該形勢(shì)下氣旋生成的 有利條件。4. 典型氣旋演變過(guò)程中， 高空溫度場(chǎng)和氣壓場(chǎng)有什么變化？地面鋒系有什么 變化？鋒系變化對(duì)氣旋發(fā)展有什么意義？5. 地面氣旋發(fā)展時(shí)期與高空槽脊結(jié)構(gòu)的一般特征（水平的和垂直的溫度場(chǎng)； 水平的和垂直氣壓場(chǎng)、散度場(chǎng)及垂直運(yùn)動(dòng)）6. 何謂氣旋再生？什么條件下才會(huì)使氣旋再生？7. 何謂氣旋的天氣模式，現(xiàn)今有何修正？為何暖區(qū)內(nèi)出現(xiàn)帶狀雨區(qū)？8. 如何利用三小時(shí)變壓預(yù)報(bào)氣旋的移動(dòng)和發(fā)展？9. 如何用氣壓傾向方程解釋氣旋發(fā)

12、展的條件？10. 無(wú)輻散層上相對(duì)渦度的局地變化與哪些因子有關(guān)？平均層上局地渦度變 化與哪些因子有關(guān)？試說(shuō)明它們的優(yōu)缺點(diǎn)。11. 地面氣旋發(fā)展公式及其推導(dǎo)思路？各項(xiàng)因子對(duì)氣旋發(fā)展減弱有何影響？12. 槽內(nèi)有冷平流，此槽是發(fā)展還是減弱？為什么？13. 在其他條件相同的情況下， 水汽充足和水汽不足的氣旋哪種易于發(fā)展？為 什么？14. 鋒區(qū)與氣旋、反氣旋的發(fā)展有何關(guān)系？15. 地形對(duì)氣旋的發(fā)展的影響？舉例說(shuō)明。16. 應(yīng)用傾向方程能否說(shuō)明氣旋的移動(dòng)？氣旋移動(dòng)與什么因子有關(guān)？17. 應(yīng)用發(fā)展公式怎樣說(shuō)明氣旋的移動(dòng)？氣旋移動(dòng)主要與什么因子有關(guān)？18. 說(shuō)明江淮氣旋發(fā)生的兩種天氣形勢(shì)的特征，并以渦度觀點(diǎn)說(shuō)明

13、。19. 說(shuō)明蒙古氣旋發(fā)生的兩種天氣形勢(shì)，蒙古氣旋對(duì)我國(guó)天氣有何影響？20. 江淮氣旋的天氣特征如何？主要災(zāi)害性天氣是什么？21. 東北氣旋的天氣特征是什么？主要災(zāi)害性天氣是什么？22. 熱低壓成因是什么？說(shuō)明華西、黃淮熱低壓發(fā)生時(shí)的天氣形勢(shì)特征。23. 東亞氣旋出現(xiàn)頻數(shù)特征是什么？其常見的移動(dòng)路徑如何？24. 東亞冷高壓移動(dòng)的主要特征。25. 何謂寒潮？寒潮天氣是什么？26. 我國(guó)寒潮爆發(fā)的主要天氣過(guò)程是什么？分析這些過(guò)程主要著眼于什么？1、什么是鋒？鋒附近要素場(chǎng)的分布有哪些主要特征？2、簡(jiǎn)述西太平洋副熱帶高壓對(duì)中國(guó)夏季降水的影響。3、影響Rossby波移動(dòng)速度的主要因子。4、簡(jiǎn)述暴雨形成的

14、主要條件。5、什么是鋒面逆溫？什么是輻射逆溫？二者有何區(qū)別？6、簡(jiǎn)述長(zhǎng)波調(diào)整在寒潮爆發(fā)中的作用。7、中、低緯度大氣大尺度運(yùn)動(dòng)的主要差別。8、簡(jiǎn)述大氣平均層水平環(huán)流的分布特征，并分析其形成原因。9、簡(jiǎn)述臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)特征，并圖示之。10、簡(jiǎn)述南亞夏季風(fēng)系統(tǒng)成員和東亞夏季風(fēng)系統(tǒng)成員， 并說(shuō)明南亞季風(fēng)系統(tǒng)與東 亞季風(fēng)系統(tǒng)的最主要區(qū)別。11、簡(jiǎn)述大氣環(huán)流形成和維持的原因。12、什么是季風(fēng)環(huán)流？試評(píng)述東亞季風(fēng)對(duì)中國(guó)東部旱澇的影響。13、簡(jiǎn)述強(qiáng)對(duì)流天氣形成的大尺度環(huán)境條件。14、地形和摩擦對(duì)氣旋和反氣旋的影響。 冬季溫帶氣旋移動(dòng)到海上后強(qiáng)度有什么 變化？15、為什么海洋對(duì)氣候變化有巨大的影響作用？答題要點(diǎn)：1

15、、不同性質(zhì)氣團(tuán)的過(guò)渡區(qū)。溫度：水平梯度大，垂直梯度小，位勢(shì)溫度垂直 梯度大；氣壓槽內(nèi)或附近；風(fēng)場(chǎng)一般有明顯的氣旋式切變；冷鋒后正變壓明顯， 暖鋒前負(fù)變壓明顯；天氣現(xiàn)象明顯。2、西太平洋副熱帶高壓的季節(jié)性變動(dòng)與我國(guó)東部大型雨帶緊密相聯(lián)系，具體地 說(shuō)，從春到夏，四到六月上旬副高穩(wěn)定在北緯 18 度附近，其西或西北側(cè)的西南 氣流與北方冷空氣交匯于華南地區(qū)， 形成華南前汛期暴雨期； 隨后由于副高第一 次北跳跳過(guò) 20N 并穩(wěn)定在 23 度附近，則對(duì)應(yīng)于江淮流域的梅雨期（六月中旬到 七月上旬）；之后副高的第二次北跳并穩(wěn)定于 30N 附近則對(duì)應(yīng)于北方暴雨期。從 夏到冬副高逐漸南退， 又使中國(guó)雨帶南推， 如

16、淮河九十月的淮河秋雨期。 總之副 高的變動(dòng)與雨帶的移動(dòng)相對(duì)應(yīng)。3、影響Rossby波移動(dòng)速度的因子有：1）基本西風(fēng)強(qiáng)度，西風(fēng)越強(qiáng)，波向東移 動(dòng)速度越快，反之越慢； 2）波長(zhǎng)，波長(zhǎng)越短，移動(dòng)越快，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，移動(dòng)越慢； 3）因 BETA 隨緯度而變化，當(dāng)其它情況相同時(shí)，波動(dòng)在高緯度移動(dòng)較快，在低 緯度移動(dòng)較慢。 4）振幅：振幅越大，移動(dòng)越慢。4 1 ）充沛的水汽； 2）垂直上升運(yùn)動(dòng)； 3）持續(xù)的作用時(shí)間； 4）地形的影響。5 鋒區(qū)內(nèi)由于鋒的下面是冷氣團(tuán)，上面是暖氣團(tuán)，因此鋒區(qū)內(nèi)的溫度會(huì)隨高 度增高面升高， 這種現(xiàn)象稱為鋒面逆溫。 由于地面輻射冷卻而產(chǎn)生的逆溫為輻射 逆溫。二者產(chǎn)生的原因不同， 且逆

17、溫層的高度和厚度不同， 鋒面逆溫一般出現(xiàn)的 高度較高，且逆溫層厚度較大，可達(dá)數(shù)百米，而輻射逆溫則出現(xiàn)在近地層，位置 低且逆溫層薄。6 長(zhǎng)波調(diào)整指長(zhǎng)波波數(shù)變化及長(zhǎng)波更替的過(guò)程，長(zhǎng)波槽脊新生、阻塞形勢(shì)建立、 崩潰、橫槽轉(zhuǎn)向、切斷低壓形成、消失等都屬于長(zhǎng)波調(diào)整過(guò)程。影響我國(guó)的寒潮 多數(shù)都與北半球長(zhǎng)波調(diào)整相聯(lián)系， 表現(xiàn)為一次東亞大槽的破壞和重建， 長(zhǎng)波調(diào)整 對(duì)寒潮爆發(fā)預(yù)報(bào)有重要意義。7 從動(dòng)力學(xué)角度， 中高緯度大氣運(yùn)動(dòng)基本滿足準(zhǔn)地轉(zhuǎn)關(guān)系， 而低緯度大氣運(yùn)動(dòng)表 現(xiàn)出明顯的非地轉(zhuǎn)特性； 從熱力分布特征， 中高緯度地區(qū)存在較強(qiáng)的經(jīng)向溫度梯 度，大氣是斜壓的， 振動(dòng)發(fā)展的能源主要來(lái)自于斜壓過(guò)程中的位能釋放，

18、而低緯 度大氣水平溫度梯度小，大氣近于正壓，由于低緯度海洋面積大，氣溫高，水汽 充沛，對(duì)流活動(dòng)強(qiáng)，凝結(jié)潛熱釋放是擾動(dòng)發(fā)展的主要能源。8 “冬三夏四”，海陸分布及海陸熱力性質(zhì)的差異與大地形影響。9 簡(jiǎn)述臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)特征，并圖示之。 臺(tái)風(fēng)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)：水平分眼區(qū)、云墻大風(fēng)區(qū) 和外圍螺旋雨帶區(qū)， 垂直分低層流入、 中層上升和高層流出層； 溫度場(chǎng)為暖心結(jié) 構(gòu)特征；氣壓場(chǎng)：水平環(huán)形的中心為極強(qiáng)的低壓區(qū)。10 南亞夏季風(fēng)系統(tǒng)成員： 馬斯克林冷高壓、 印度低亞、 索馬里低空越赤道氣流； 東亞夏季風(fēng)系統(tǒng)成員：澳大利亞冷高壓、南海赤道輻合帶、 105 度低空越赤道氣 流、西太平洋副熱帶高壓。東亞季風(fēng)系統(tǒng)受冷空氣影響。11 太陽(yáng)輻射：基本能源，繞極運(yùn)轉(zhuǎn)；地球自轉(zhuǎn)：三圈環(huán)流形成；地面摩擦：維 持東西風(fēng)帶的定常性；海陸分布和大地形：平均槽脊。12季風(fēng)環(huán)流指在典型季風(fēng)區(qū)內(nèi)的局地經(jīng)圈環(huán)流，夏季低空為西南氣流，高空 為東北氣流，冬季風(fēng)環(huán)流圈則正好相反。東亞夏季風(fēng)（西南季風(fēng)）的建立和進(jìn)退 與雨季的起訖有著很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 隨著夏