第三節(jié)-低緯度天氣系統(tǒng)課件

1、-3 低緯度天氣系統(tǒng) 副熱帶高壓 熱帶低壓-臺風7/17/20221副熱帶高壓一、副高的概述二、副高各部位結(jié)構(gòu)與天氣特征三、西太平洋副熱帶高壓7/17/20222一、副高的概述 1、定義：根據(jù)三圈環(huán)流給出 副熱帶高壓是一個環(huán)繞副熱帶地區(qū) 的動力性高壓帶。因為它位于副熱帶， 氣溫較高，稱暖副高（副暖高） 在北半球，因海陸和地形的影響， 常分裂成幾個高壓中心：7/17/20223冬季太平洋副高（夏威夷高壓）北非副高大西洋副高（亞速爾高壓）南半球的副熱帶高壓帶7/17/20224夏季西太平洋副高東太平洋副高大西洋副高（亞速爾高壓）北非高壓南半球的副熱帶高壓帶7/17/202252、副熱帶高壓的強度

2、根據(jù)大氣環(huán)流的理論，冬季南北溫 差大，低緯度環(huán)流強，副熱帶高壓強；夏 季南北溫差小，低緯度環(huán)流弱，副熱帶高 壓弱。 北半球的副熱帶高壓強度夏季強于冬 季，原因有如下兩條：7/17/20226低緯環(huán)流圈赤道南極北極赤道3030606060603030西南東北西北東南赤道低氣壓帶副熱帶高壓帶東北信風帶東南信風帶行星風系的季節(jié)性移動作用夏季行星風系北移副熱帶高壓帶7/17/20227青藏高原的疊加作用30N高熱西南季風低緯度環(huán)流7/17/202283、副熱帶高壓的形狀脊線的方向是：西南西東北東7/17/20229副熱帶高壓一、副高的概述二、副高各部位結(jié)構(gòu)與天氣特征三、西太平洋副熱帶高壓7/17/20

3、2210二、副熱帶高壓各部位的結(jié)構(gòu)和天氣西北、西： 氣流來自低緯，潮濕、溫暖，上升氣流強，云雨區(qū)廣，有時是雷雨天氣，北側(cè)與西風帶相鄰，常有氣旋、鋒面氣旋活動。東南、東： 受偏北、偏東氣流的影響，較冷，以下沉氣流為主，多晴朗少云的天氣。西南： 受東風氣流影響，天氣較好，當有熱帶天氣系統(tǒng)出現(xiàn)時，產(chǎn)生成片的云雨，有時出現(xiàn)大風、暴雨等惡劣性的天氣中心： 下沉氣流強，晴朗少云，風力弱，炎熱。7/17/202211副熱帶高壓一、副高的概述二、副高各部位結(jié)構(gòu)與天氣特征三、西太平洋副熱帶高壓7/17/202212三、西太平洋副熱帶高壓 西太平洋副熱帶高壓是太平洋副高在夏季的一個單體，因范圍大，勢力強，則用脊線

4、的位置代表西太平洋副高在大氣中的位置 副高活動具有一定明顯的規(guī)律性，這種規(guī)律與我國東部主要雨帶的南北移動是一致的，并且雨帶就位于西太平洋副熱帶高壓脊線以北的5-8個緯度處。7/17/20221318-20N4月前后雨 帶20-25N6月中下旬第一次北跳雨 帶 7月中上旬第二次北跳25-30N西太平洋副熱帶高壓北進示意圖雨 帶30N8月初第三次北跳雨 帶 臺 風7/17/202214臺 風20N以南10月上旬第二次南撤 25N9月上旬第一次南撤雨 帶 西太平洋副熱帶高壓南撤示意圖30N雨 帶7/17/202215西太平洋副高的移動與我國東部雨帶的關系時間脊線位置影響地區(qū)4月以前18-20N華南出

5、現(xiàn)連續(xù)的低溫陰雨天6月下旬第一次北跳并在20-25N穩(wěn)定華南前汛期結(jié)束，江淮流域出現(xiàn)梅雨。7月中旬第二次北跳并在25-30N擺動梅雨結(jié)束，黃河出現(xiàn)汛期，長江流域進入伏旱季節(jié)。8月初第三次北跳跨過30N華南出現(xiàn)臺風，華北、東北進入雨季。黃河處于副高下9月上旬第一次回撤到25N江淮出現(xiàn)降水，長江以北秋高氣爽10月上旬第二次回撤到20N以南華南降水，臺風減少，華南以北都是秋高氣爽的天氣。7/17/202216副熱帶高壓移動的規(guī)律： 副高脊線北上南撤的移動，屬于全球性的，并且北進持續(xù)的時間長，速度慢，而南撤時間短，速度快，并且北進與西伸相結(jié)合，南撤與東縮相結(jié)合。 7/17/202217副熱帶高壓的異常

6、 副高進退時間的早晚、位置的偏北或偏南、停留時間的長短都使我國出現(xiàn)旱或澇災害。 1959.6:副高在15N以南，10天后，突然跳到20N以北，使得華南、長江再現(xiàn)干旱無雨的天氣。 1972年:副高脊線偏東，則華北、華中、華西出現(xiàn)干旱天氣。 1995年:副高6月初入梅，使得江湖均超過警戒水位。7/17/202218（二）梅雨20-25N梅 雨 區(qū)西：湖北宜昌東：日本南部北：34N南：26N梅雨的時間：6-7月 入梅：6月上旬 出梅：7月上旬 平均：20天（10-30天） 早梅：5月中旬-6月初入梅7/17/202219梅雨的天氣特點 陰雨天多、空氣潮濕、暴雨多、日照少、 悶熱、時晴時雨、時冷時熱。

7、 “黃梅時節(jié)家家雨，青草池邊處處蛙” “雨打黃梅頭，四五十日無日頭” “梅霧不過晌，過晌斷水流”（皖） “梅里西風毒如砒，梅里南風大水來”(浙) 某些年分梅雨期無雨空梅；少雨少梅7/17/202220梅雨形成的原因副熱帶高壓準靜止鋒或移動緩慢的冷鋒冷空氣南下暖濕空氣北上7/17/202221梅雨 全世界梅雨只發(fā)生在東亞地區(qū)，主要的原因是因為東亞位于全球季風最顯著的區(qū)域內(nèi)，冬季盛行的東北季風和夏季盛行的西南季風，在春末到盛夏間的季節(jié)轉(zhuǎn)換時間里，兩種季風帶來的冷、暖空氣相會合之后，即形成鋒面。此時北來的冷氣團與南來暖氣團常勢均力敵,僵持不下,使得氣流匯合梅雨鋒面,常呈現(xiàn)近似滯留的狀態(tài)。鋒面南側(cè),南

8、來的暖濕空氣再鋒面區(qū)上升凝結(jié)成云,沿鋒面呈現(xiàn)帶狀分布。當鋒面來臨時,常帶來持續(xù)的降雨,有時對流旺盛而發(fā)生暴雨雨,甚至導致洪水發(fā)生。7/17/202222-3 低緯度天氣系統(tǒng) 副熱帶高壓二、熱帶低壓-臺風 1、臺風概述 2、臺風結(jié)構(gòu) 3、臺風形成 4、臺風路徑7/17/2022231、臺風概述： 在熱帶海洋上，空氣潮濕、高溫、不穩(wěn)定，對流容易在低氣壓區(qū)域發(fā)展，對流發(fā)生時，水汽凝結(jié)，釋放出大量熱能，持續(xù)提供低氣壓發(fā)展的能量，終于致演變?yōu)橐粋€極強烈的熱帶性低氣壓，就是臺風。 侵襲我國的臺風，大部分發(fā)源于熱帶西太洋上，隨后在太平洋高壓南側(cè)向西移動，其路徑常不規(guī)則，形成臺風預報的一大挑戰(zhàn)。7/17/20

9、2224 到底要有多少能量才能讓低氣壓發(fā)展成臺風呢？以典型例子而言，約在半徑550公里的低壓范圍內(nèi)，以每天平均降雨20cm,連續(xù)降5天即可估算出，約需50萬顆原子彈的能量才能造成一一個臺風。7/17/202225臺風（中國及東亞地區(qū)）（typhoon） 颶風（美國及大西洋地區(qū)）（hurricane） 熱帶風暴（印度洋地區(qū)）（tropical storm） 臺風：形成在熱帶海洋上，具有暖中心結(jié)構(gòu)的強烈發(fā)展的熱帶氣旋。1、臺風概述（1）概念7/17/202226標準：近中心地面最大風力熱帶氣旋熱帶低壓：8級（17.2ms）熱帶風暴：89級（17.224.4ms）強熱帶風暴：1011級（24.532

10、.6ms）臺風：12級（32.7ms）臺風 臺風的強度：近中心地面最大風力 8級 中心海平面最低氣壓 960hPa （2）熱帶氣旋的分類7/17/202227臺風源地西北太平洋東北太平洋西北大西洋孟加拉灣阿拉伯海西南太平洋西南印度洋東南印度洋西北太平洋臺風源地菲律賓以東關島附近南海中部 （3）臺風源地和臺風季節(jié)7/17/202228710月，以89月為最多臺風季節(jié)（西北太平洋臺風）：登陸我國的臺風：511月，主要集中在79月 5月、11月，登陸海南、廣東 6月、10月，登陸海南、廣東、臺灣、 福建、浙江 79月，登陸海南遼寧7/17/2022297/17/2022307/17/2022317/

11、17/202232二 熱帶低壓-臺風 1、臺風概述 2、臺風結(jié)構(gòu) 3、臺風形成 4、臺風路徑7/17/2022332、臺風結(jié)構(gòu)（ ）7/17/2022347/17/202235（3） 氣壓場 臺風中心氣壓很低，中心氣壓960hPa，氣壓梯度很大，等壓線密集。臺風外圍的氣壓變化較平緩，氣壓水平梯度較小。臺風經(jīng)過時，當?shù)貧鈮弘S時間的變化曲線呈漏斗狀，臺風移近時氣壓急劇下降，臺風中心過后，氣壓又迅速回升。 7/17/2022367/17/202237（4）溫度場 暖中心結(jié)構(gòu) （5）水平流場臺風眼區(qū)（內(nèi)圈）云淡風輕臺風渦旋區(qū)（中圈）云墻，狂風暴雨外圍大風區(qū)（外圈）大風降水7/17/202238水平流場

12、7/17/202239（6） 垂直流場18km 8km 0km7/17/202240（7） 臺風云系（螺旋狀云系）成熟臺風的云系分布圖7/17/202241臺風強熱帶氣旋太平洋臺風大西洋、印度洋颶風臺風眼臺風眼形成于熱帶或亞熱帶海面7/17/202242這個“美麗”圖案, 名叫卡特里娜臺風7/17/2022437/17/2022447/17/202245（8）臺風降水 臺風天氣：狂風、暴雨、風暴潮 臺風降水的來源： 云墻降水 螺旋云帶降水 臺風與其他天氣系統(tǒng)相互作用產(chǎn)生的降水 與臺風相聯(lián)系的熱帶云團的降水臺風降水：300400mm，陣性降水7/17/202246臺風導致的風暴潮7/17/202

13、247臺風導致的特大暴雨7/17/202248二 熱帶低壓-臺風 1、臺風概述 2、臺風結(jié)構(gòu) 3、臺風形成 4、臺風路徑7/17/202249臺風形成條件初始擾動暖性洋面：海水溫度26.5地轉(zhuǎn)偏向力作用：距赤道5個緯距以上對流層風垂直切變小 3、臺風的形成和生命史7/17/2022501、初始擾動： 要有低層大氣向中心輻合、高層向外擴散的初始擾動。而且高層輻散必須超過低層輻合，才能維持足夠的上升氣流，低層擾動才能不斷加強；擾動：東風波、熱帶輻合帶7/17/2022512、暖性洋面要有廣闊的高溫、高濕的大氣。熱帶洋面上的底層大氣的溫度和濕度主要決定于海面水溫，臺風只能形成于海溫高于2627的暖洋

14、面上，而且在60米深度內(nèi)的海水水溫都要高于2627；7/17/2022523、地轉(zhuǎn)偏向力要有足夠大的地轉(zhuǎn)偏向力作用，地球自轉(zhuǎn)作用有利于氣旋性渦旋的生成。地轉(zhuǎn)偏向力在赤道附近接近于零，向南北兩極增大，臺風基本發(fā)生在大約離赤道5個緯度以上的洋面上。 7/17/2022534、適合的流場 垂直方向風速不能相差太大，上下層空氣相對運動很小，才能使初始擾動中水汽凝結(jié)所釋放的潛熱能集中保存在臺風眼區(qū)的空氣柱中，形成并加強臺風暖中心結(jié)構(gòu)；7/17/202254臺風生命史7/17/202255臺風的消亡途徑：臺風登陸臺風移到溫帶7/17/202256二 熱帶低壓-臺風 1、臺風概述 2、臺風結(jié)構(gòu) 3、臺風形成

15、 4、臺風路徑7/17/202257臺風路徑以北太平洋西部地區(qū)臺風移動路徑為例，其移動路徑大體有三條：1、 西移路徑：2、 西北路徑：3、轉(zhuǎn)向路徑：移速：2030km/h7/17/202258 臺風的移動主要受大型環(huán)境流場（副高、西風帶高空槽）的引導西北路徑西移路徑轉(zhuǎn)向路徑（陸上轉(zhuǎn)向、海上轉(zhuǎn)向） 臺風路徑7/17/2022597/17/2022607/17/2022617/17/2022627/17/202263After Hurricane Camille, 1969, Mississippi coast7/17/202264本節(jié)復習題在北半球副熱帶高壓是如何分布的？為什么北半球副熱帶高壓夏

16、季強度大？西太平洋副高的季節(jié)性活動規(guī)律與我國東部雨帶是什么關系？為什么會形成梅雨？分布范圍有多大？梅雨時間開始的早晚、持續(xù)時間的長短對我國東部地區(qū)的天氣有什么影響？7/17/202265中高緯度 高空天氣系統(tǒng) 阻塞高壓 切斷低壓7/17/202266一般情況下，北半球中緯地區(qū)上空為一盛行偏西風的西風帶環(huán)流。該環(huán)流帶中不斷出現(xiàn)低壓槽、高壓脊等天氣系統(tǒng)，也是基本上自西向東移動。但有時由暖空氣生成的高壓脊發(fā)展到較為強大時，就脫離母體獨自玩耍，脊內(nèi)的暖空氣常常脫離高壓母體，成為一個高壓旋轉(zhuǎn)的暖空氣團獨立在空中“玩?！保瑫r間3-5天，最長可達7-8天。因此便阻止了上游來的低壓槽正常東移，實際上起到了一個

17、阻塞作用。這個脫離母體的高壓暖氣團，在氣象學上就叫其“阻塞高壓”。7/17/202267中緯度和高緯度地區(qū)對流層中部和上部深厚的暖高壓，屬大型系統(tǒng)，是由長波波幅增大而形成的含有閉合高壓中心的準靜止的長波脊。由于它很少移動，持續(xù)時間又比較長，阻礙著上游西風氣流和天氣系統(tǒng)的東移，故稱阻塞高壓。7/17/202268阻塞高壓主要出現(xiàn)在北半球，其形成過程是當西風帶長波槽和脊的經(jīng)向度變大，暖脊向北伸展到很高的緯度地區(qū)，且兩側(cè)冷槽往南伸到較低的緯度地區(qū)時，暖脊被冷空氣包圍，與南面的暖空氣主體分離,出現(xiàn)孤立的暖區(qū),從而形成閉合高壓區(qū)。阻塞高壓常和切斷低壓相伴出現(xiàn)。南伸的冷槽被暖空氣切斷，出現(xiàn)孤立的冷堆，形成

18、閉合低壓區(qū)，即切斷低壓。7/17/2022697/17/202270由于這種閉合高壓區(qū)和低壓區(qū)的存在，阻擋著西風帶中的波動向下游傳遞，西風常有明顯的分支現(xiàn)象，一支由南繞過，一支由北繞過，西風急流上的短波或地面氣旋，也隨著基本氣流分別由南、由北繞過，或在上游消失。7/17/202271阻塞高壓常呈準靜止狀態(tài)，移動緩慢，有時甚至西退。阻塞高壓維持的時間平均為57天，有時可達20天以上。所在地區(qū)往往形成持續(xù)的單一天氣：其東部多為持久的晴朗天氣，西部多為降水天氣。7/17/202272阻塞高壓的建立和崩潰常常伴隨著一次大范圍甚至半球范圍的環(huán)流型式的劇烈轉(zhuǎn)變。它的建立,標志著緯向環(huán)流向經(jīng)向環(huán)流的轉(zhuǎn)變;它的持續(xù)，標志經(jīng)向環(huán)流處于強盛階段；它的崩潰，標志著經(jīng)向環(huán)流向緯向環(huán)流的轉(zhuǎn)變。因此，研究阻塞高壓對了解環(huán)流型的轉(zhuǎn)變、冷暖空氣的活動和天氣預報具有重要的實際意義。7/17/202273阻塞高壓常發(fā)生在暖空氣很活躍、冷空氣也較強的地區(qū)和季節(jié)，因此它有明顯的地區(qū)性和季節(jié)性。最常出現(xiàn)在北大西洋東北部和北太平洋阿拉斯加