第5章氣團z(南京信息工程大學(xué)大氣概論)

1、1關(guān)于氣團和鋒的介紹關(guān)于氣團和鋒的介紹張 杰 副教授 李棟梁 教 授(Email: )大氣科學(xué)導(dǎo)論大氣科學(xué)導(dǎo)論2主要內(nèi)容主要內(nèi)容n第一節(jié)第一節(jié) 氣團氣團n第二節(jié)第二節(jié) 鋒和鋒生的概念鋒和鋒生的概念n第三節(jié)第三節(jié) 鋒面天氣鋒面天氣3一、氣團的概念一、氣團的概念1.1.定義：氣象要素水平分布比較定義：氣象要素水平分布比較均勻均勻的的大范圍大范圍的空氣。的空氣。 2.2.尺度：水平方向數(shù)千公里，垂直范圍可達(dá)幾尺度：水平方向數(shù)千公里，垂直范圍可達(dá)幾公里到十幾公里，公里到十幾公里，3.3.氣團控制的天氣：氣團控制的天氣：水平方向：天氣現(xiàn)象基本相同，溫濕分布均勻；水平方向：天氣現(xiàn)象基本相同，溫濕分布均勻；

2、垂直方向：氣象要素分布相同（包括穩(wěn)定度）垂直方向：氣象要素分布相同（包括穩(wěn)定度）4二、氣團形成與變性二、氣團形成與變性1.1.氣團的形成氣團的形成下墊面性質(zhì)下墊面性質(zhì)均勻均勻的的廣闊廣闊的地球表面（大沙漠、的地球表面（大沙漠、大平原、大洋、冰障覆蓋），為氣團源地。大平原、大洋、冰障覆蓋），為氣團源地。穩(wěn)定的環(huán)流（下沉輻散，如較少移動的反氣穩(wěn)定的環(huán)流（下沉輻散，如較少移動的反氣旋）旋）冬季亞洲北部的西伯利亞和蒙古地區(qū) 干、冷干、冷的氣團 我國東南部的廣大海洋 暖、濕的氣團 5二、氣團形成與變性二、氣團形成與變性2.2.形成方式：各種尺度的湍流、對流、系統(tǒng)性形成方式：各種尺度的湍流、對流、系統(tǒng)性垂

3、直運動、蒸發(fā)、凝結(jié)和輻射等物理過程。垂直運動、蒸發(fā)、凝結(jié)和輻射等物理過程。a.a.湍流和對流：湍流和對流：低緯度氣團低緯度氣團的形成，受下墊面的形成，受下墊面熱力、濕度、氣層穩(wěn)定度和風(fēng)垂直切變。熱力、濕度、氣層穩(wěn)定度和風(fēng)垂直切變。b.b.蒸發(fā)和凝結(jié)：蒸發(fā)和凝結(jié)：熱帶氣團熱帶氣團、大陸氣團變?yōu)楹Ｑ蟆⒋箨憵鈭F變?yōu)楹Ｑ髿鈭F。改變大氣水分、溫度穩(wěn)定度。氣團。改變大氣水分、溫度穩(wěn)定度。c.c.垂直運動：對溫度和穩(wěn)定度的影響。垂直運動：對溫度和穩(wěn)定度的影響。d.d.輻射：對輻射：對北極氣團北極氣團形成。形成。6二、氣團形成與變性二、氣團形成與變性3.3.氣團變性氣團變性: :氣團的物理屬性逐漸發(fā)生變化氣團

4、的物理屬性逐漸發(fā)生變化 不同氣團，其變性的快慢是不同的，變性的不同氣團，其變性的快慢是不同的，變性的快慢和它所經(jīng)下墊面性質(zhì)與氣團性質(zhì)差異的快慢和它所經(jīng)下墊面性質(zhì)與氣團性質(zhì)差異的大小有關(guān)。大小有關(guān)。7冷氣團移到暖的地區(qū)變性較快冷氣團移到暖的地區(qū)變性較快。原因：冷氣團低層變暖，趨于不穩(wěn)定，亂流對流容易發(fā)展，能很快地將低層的熱量傳到上層暖氣團移到冷的地區(qū)則變冷較慢暖氣團移到冷的地區(qū)則變冷較慢。原因：低層變冷趨于穩(wěn)定，亂流和對流不易發(fā)展，其冷卻過程主要靠輻射作用進行。大陸移入海洋的氣團容易取得蒸發(fā)的水汽而變濕，而從海洋移到大陸的氣團，則要通過凝結(jié)及降水過程才能變干，所以氣團的變干過程比較緩慢。8五 氣

5、團的分類 1 1、地理分類法、地理分類法 2 2、熱力分類法、熱力分類法 冷氣團：氣團向比它暖的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度下降冷氣團：氣團向比它暖的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度下降 暖氣團：氣團向比它冷的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度升高暖氣團：氣團向比它冷的下墊面移動，所經(jīng)之處溫度升高 冷暖氣團是相對而言的，他們之間可以相互轉(zhuǎn)換，其過程就是氣團變性的過程9氣團的地理分類氣團的地理分類10六 我國境內(nèi)的氣團與氣團天氣 冬半年冬半年西伯利亞氣團西伯利亞氣團干冷天氣干冷天氣北極氣團北極氣團寒潮天氣寒潮天氣夏半年夏半年南方熱帶海洋氣團南方熱帶海洋氣團區(qū)域性降水天氣區(qū)域性降水天氣熱帶大陸氣團熱帶大陸氣團干旱和酷暑

6、天氣干旱和酷暑天氣赤道（季風(fēng)）氣團赤道（季風(fēng)）氣團長江以南大量長江以南大量降水天氣降水天氣111213濕濕 潤潤 區(qū)區(qū)半半 濕濕 潤潤 區(qū)區(qū)半半 干干 旱旱干干 旱旱1415鋒面和氣旋是中緯度最典型的兩類天氣鋒面和氣旋是中緯度最典型的兩類天氣系統(tǒng)，中緯度許多天氣現(xiàn)象與鋒面和氣系統(tǒng)，中緯度許多天氣現(xiàn)象與鋒面和氣旋有關(guān)。鋒面是天氣學(xué)中最經(jīng)典的概念旋有關(guān)。鋒面是天氣學(xué)中最經(jīng)典的概念之一，也是最重要的中緯度天氣系統(tǒng)之之一，也是最重要的中緯度天氣系統(tǒng)之一。一。16第二節(jié) 鋒和鋒生的概念一、鋒的概念 鋒鋒區(qū)鋒面鋒線17鋒面的空間結(jié)構(gòu)鋒面的空間結(jié)構(gòu)鋒鋒區(qū)鋒面鋒線18一一、鋒的概念、鋒的概念1、鋒鋒冷暖氣團相

7、遇，存在一個狹窄的過渡帶，此過渡帶隨高度冷暖氣團相遇，存在一個狹窄的過渡帶，此過渡帶隨高度向冷區(qū)傾斜，稱此過渡帶為鋒。向冷區(qū)傾斜，稱此過渡帶為鋒。2、鋒面、鋒面 在近地面層中過渡帶寬約數(shù)十公里，在高層可達(dá)在近地面層中過渡帶寬約數(shù)十公里，在高層可達(dá)200-400公公 里。寬度與其水平長度相比里。寬度與其水平長度相比(長達(dá)數(shù)百長達(dá)數(shù)百-數(shù)千公里數(shù)千公里)是是很小的。人們常把它近似地看成一個面，即鋒面。很小的。人們常把它近似地看成一個面，即鋒面。 靠近暖氣團一側(cè)的界面叫鋒的上界，靠近冷氣團一側(cè)靠近暖氣團一側(cè)的界面叫鋒的上界，靠近冷氣團一側(cè)的界面叫鋒的下界。的界面叫鋒的下界。 上界和下界的水平距離稱為

8、鋒的寬度。上界和下界的水平距離稱為鋒的寬度。3、鋒區(qū)：鋒區(qū)： 鋒面與空中某一平面相交的區(qū)域稱為鋒區(qū)鋒面與空中某一平面相交的區(qū)域稱為鋒區(qū)(上界和下上界和下界之間的區(qū)域界之間的區(qū)域)。4、鋒線：鋒線：鋒面與地面的交線。鋒面與地面的交線。19鋒面坡度xyz20 鋒面在空間向冷空氣一側(cè)傾斜，有一定的坡度，這是鋒面的重要特征。 但是鋒面在空間為什么呈傾斜狀態(tài)但是鋒面在空間為什么呈傾斜狀態(tài)呢？呢？ 由于鋒面處存在由冷氣團指向暖氣團的氣壓梯度力，使得冷氣團向暖氣團下方楔入，抬舉暖氣團，又由于科氏力的平衡作用，不至于使鋒面變得水平，而呈現(xiàn)傾斜狀態(tài)。21二、鋒的分類二、鋒的分類根據(jù)鋒在移動過程中冷、根據(jù)鋒在移動

9、過程中冷、暖氣團所占的主、次地位暖氣團所占的主、次地位 冷鋒、暖鋒、準(zhǔn)靜止鋒和錮囚鋒冷鋒、暖鋒、準(zhǔn)靜止鋒和錮囚鋒 根據(jù)鋒伸展的不同高度根據(jù)鋒伸展的不同高度 對流層鋒、地面鋒和高空鋒對流層鋒、地面鋒和高空鋒 根據(jù)氣團的不同地理類型根據(jù)氣團的不同地理類型(氣團源地）氣團源地） 22鋒的類型冷鋒：鋒面在移動過程鋒面在移動過程中，冷氣團起主導(dǎo)作用，中，冷氣團起主導(dǎo)作用，推動鋒面向暖氣團一側(cè)推動鋒面向暖氣團一側(cè)運動運動地面地面三維三維2324暖鋒：鋒面在移動過程中，鋒面在移動過程中，暖氣團起主導(dǎo)作用，推暖氣團起主導(dǎo)作用，推動鋒面向冷氣團一側(cè)運動鋒面向冷氣團一側(cè)運動動地面地面三維三維2526靜止鋒：冷暖氣

10、團勢力相冷暖氣團勢力相當(dāng)，鋒面移動很少當(dāng)，鋒面移動很少27錮囚鋒：暖氣團、較冷氣團、更冷氣團相遇時先構(gòu)成兩個鋒面，然后其中一個追上另一個鋒面即形成錮囚。28293031 冷鋒后的冷空氣比暖鋒前更冷暖鋒前的冷空氣比冷鋒后的更冷32abcA冷式錮囚鋒B暖式錮囚鋒C中性錮囚鋒xy面內(nèi)紅色的實線為高面內(nèi)紅色的實線為高層等溫線層等溫線33第四節(jié) 鋒面天氣鋒面天氣主要是指鋒面附近的云和降水，它們是隨季節(jié)、時間和地點的不同而變化的。鋒面云系和降水的形成，主要是暖氣團鋒面云系和降水的形成，主要是暖氣團沿著冷氣團斜坡爬升時，由于絕熱冷卻作沿著冷氣團斜坡爬升時，由于絕熱冷卻作用使暖氣團中的水汽發(fā)生凝結(jié)的結(jié)果。用使

11、暖氣團中的水汽發(fā)生凝結(jié)的結(jié)果。鋒經(jīng)過的地區(qū)，天氣往往有突然的變化，鋒經(jīng)過的地區(qū)，天氣往往有突然的變化，甚至有急劇的災(zāi)害性天氣。甚至有急劇的災(zāi)害性天氣。34暖鋒暖鋒冷鋒冷鋒35一 暖鋒天氣若暖鋒中暖空氣層結(jié)不穩(wěn)定，暖鋒上可以發(fā)展積雨云和雷陣雨天氣；當(dāng)暖空氣很干燥，水汽含量很少時，鋒面上只有中高云，甚至無云。暖鋒過境后常發(fā)生氣溫上升，氣壓下降。3637二 冷鋒天氣冬季 多強冷鋒，影響范圍大，冷鋒入侵伴隨降溫和寒潮天氣過程，造成災(zāi)害夏季 冷鋒強度弱，但夏季水汽充沛，多伴隨降水天氣，有時會出現(xiàn)雷陣雨或暴雨 根據(jù)冷鋒和高空槽的配置，移速，鋒上垂直運動特點和天氣特征，冷鋒又可以分為第一型冷鋒和第二型冷鋒。

12、38冷鋒附近的上升氣流和云系分布(溫度是華氏溫標(biāo))39第一型冷鋒上的天氣分布 4041第二型冷鋒上的天氣分布 4243 冷鋒冷鋒 分類分類 鋒線鋒線 位置位置 移移速速 坡坡 度度 雨區(qū)雨區(qū) 位置位置 鋒前暖鋒前暖 空氣空氣第一型冷鋒高空高空槽前槽前 慢慢 小小 地面地面鋒線鋒線后后作有規(guī)律的作有規(guī)律的 上升運動上升運動第二型冷鋒槽后槽后 或其或其 附近附近 快快 大大 地面地面鋒鋒線附線附近近上段作強烈上段作強烈 的對流活動；的對流活動；下段沿鋒面下段沿鋒面下滑下滑 冷冷 鋒鋒 天天 氣氣44三 準(zhǔn)靜止鋒天氣 準(zhǔn)靜止鋒天氣可以分為兩類:l 一類是無降水或僅有層積云和雨量極小的零星降水。鋒上暖

13、空氣較干、沒有顯著的云。 例如，昆昆 明準(zhǔn)靜止鋒明準(zhǔn)靜止鋒l 另一類是有顯著的降水，鋒上暖空氣有較強的上 升運動。 例如，我國華南準(zhǔn)靜止鋒我國華南準(zhǔn)靜止鋒454647 準(zhǔn)靜止鋒 分類云系的位置 降水量 舉 例 第一類云系發(fā)展在鋒上有明顯的降水（連續(xù)性）華南準(zhǔn)靜止 鋒 第二類云系發(fā)展在鋒下無明顯的降水昆明準(zhǔn)靜止鋒 準(zhǔn)靜止鋒天氣分類準(zhǔn)靜止鋒天氣分類48我國準(zhǔn)靜止鋒主要出現(xiàn)在華南、我國準(zhǔn)靜止鋒主要出現(xiàn)在華南、西南和天山北側(cè)，出現(xiàn)時間多在冬半西南和天山北側(cè)，出現(xiàn)時間多在冬半年，對這些地區(qū)及其附近天氣的影響年，對這些地區(qū)及其附近天氣的影響很大。很大。49準(zhǔn)準(zhǔn)靜靜止止鋒鋒云云系系有明顯降水無明顯降水50

14、它的云系是由兩條鋒面的云系合并而成，所以天氣最惡劣的地區(qū)及降水區(qū)多位于錮囚鋒附近，云系多為高層云（雨層云）、復(fù)高積云和層積云等。n 錮囚鋒的外圍多高云，如卷云和卷層云等。 降水區(qū)的寬度，一般從地面鋒線至700百帕槽線。 四 錮囚鋒天氣515253鋒生、鋒消的概念基本定義基本定義鋒生：鋒生： 密度不連續(xù)性形成的過程 ，或已有鋒面的溫 度（位溫）水平梯度加大的過程 鋒消：鋒消：與鋒生相反的過程實際工作實際工作 鋒生：鋒生：鋒面附近天氣現(xiàn)象，氣象要素變得更加明顯 鋒消：鋒消：與鋒生相反54預(yù)報天氣的思路預(yù)報天氣的思路第一、要了解現(xiàn)在（包括過去）鋒面的位置，第一、要了解現(xiàn)在（包括過去）鋒面的位置，第二

15、、要把握鋒面的移動，第二、要把握鋒面的移動，第三、要把握鋒面強度的變化（鋒生、鋒消）。第三、要把握鋒面強度的變化（鋒生、鋒消）。55歷史連續(xù)性原則結(jié)合高空鋒區(qū)：鋒隨高度向冷區(qū)傾斜，地面鋒線位于高空等壓面上等溫線相對密集區(qū)的偏暖一側(cè)，據(jù)冷暖平流確定鋒的性質(zhì)分析地面天氣圖上各氣象要素以確定鋒的位置應(yīng)用衛(wèi)星云圖；應(yīng)用其他資料56高空測風(fēng)資料的應(yīng)用（單站測風(fēng)）：高空測風(fēng)資料的應(yīng)用（單站測風(fēng)）：熱成風(fēng)方向大致代表鋒的走向熱成風(fēng)方向大致代表鋒的走向根據(jù)根據(jù)風(fēng)向隨高度的轉(zhuǎn)變確定鋒的性質(zhì)風(fēng)向隨高度的轉(zhuǎn)變確定鋒的性質(zhì)鋒的移向和速度鋒的移向和速度571.氣團的概念及分類。氣團的概念及分類。2.鋒，鋒面，鋒線，鋒區(qū)

16、含義是什么？鋒，鋒面，鋒線，鋒區(qū)含義是什么？3.請寫出冷鋒、暖鋒、準(zhǔn)靜止鋒、錮囚鋒定請寫出冷鋒、暖鋒、準(zhǔn)靜止鋒、錮囚鋒定義義(空間結(jié)構(gòu)及天氣特點空間結(jié)構(gòu)及天氣特點)4.鋒在空間狀態(tài)為什么會隨高度往冷的方向鋒在空間狀態(tài)為什么會隨高度往冷的方向傾斜？傾斜？復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題58592.1 概概 述述6061 626364656667686970 71 72 73 7475我國山脈走向?qū)钡挠绊懳覈矫}走向?qū)钡挠绊?東西向山地，如天山、陰山、秦嶺和南嶺等，山體東西向山地，如天山、陰山、秦嶺和南嶺等，山體北側(cè)冷空氣堆積，災(zāi)害加劇；山體南側(cè)相對溫暖，災(zāi)害北側(cè)冷空氣堆積，災(zāi)害加劇；山體南側(cè)相對溫暖

17、，災(zāi)害減弱。減弱。 南北走向的山脈，形成冷空氣的通道，使冷空氣可南北走向的山脈，形成冷空氣的通道，使冷空氣可以分流南下，影響到長江中下游地區(qū)和兩廣地區(qū)甚至海以分流南下，影響到長江中下游地區(qū)和兩廣地區(qū)甚至海南島。南島。 我國青藏高原的海拔高于寒潮天氣系統(tǒng)的上界，因我國青藏高原的海拔高于寒潮天氣系統(tǒng)的上界，因此很少受到寒潮影響。此很少受到寒潮影響。 影響地區(qū)影響地區(qū)： 除青藏高原、滇南谷地外，全國大部分地區(qū)受到寒除青藏高原、滇南谷地外，全國大部分地區(qū)受到寒潮影響。發(fā)生頻次高，東北地區(qū)最多，華北次之，再次潮影響。發(fā)生頻次高，東北地區(qū)最多，華北次之，再次為西北和長江流域，華南最少。為西北和長江流域，華南最少。76各地災(zāi)害表現(xiàn)各地災(zāi)害表現(xiàn)：北方：大風(fēng)、降溫、霜凍、暴風(fēng)雪等；北方：大風(fēng)、降溫、霜凍、暴風(fēng)雪等；南方