《常見天氣系統(tǒng)》課件

常見天氣系統(tǒng)天氣系統(tǒng)是由大氣中的溫度、氣壓、濕度和風(fēng)等因素相互作用形成的。它們影響著我們生活的方方面面，從降雨到氣溫變化。課程內(nèi)容簡介天氣系統(tǒng)了解各種常見天氣系統(tǒng)，如高氣壓、低氣壓、鋒面系統(tǒng)、熱帶氣旋等。天氣要素學(xué)習(xí)溫度、濕度、氣壓、風(fēng)力、降水等天氣要素以及它們之間的關(guān)系。天氣預(yù)報掌握天氣預(yù)報的基本原理和方法，了解天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性和應(yīng)用。天氣災(zāi)害學(xué)習(xí)常見的天氣災(zāi)害，如臺風(fēng)、暴雨、寒潮、干旱等，以及相關(guān)的防范措施。大氣成分與結(jié)構(gòu)地球大氣層是包裹著地球的一層氣體，對地球生命至關(guān)重要。主要成分包括氮氣、氧氣、氬氣等。大氣層結(jié)構(gòu)分對流層、平流層、中間層、熱層和外層。對流層是距離地面最近的層，氣溫隨高度升高而降低。平流層氣溫隨高度升高而升高，臭氧層位于平流層內(nèi)。溫度和溫度變化1太陽輻射地球表面吸收太陽輻射，導(dǎo)致溫度升高2地表輻射地球表面釋放熱量，導(dǎo)致溫度降低3大氣層大氣層阻擋部分太陽輻射，保持地球適宜溫度4溫室效應(yīng)大氣層中的二氧化碳等氣體吸收地球輻射，導(dǎo)致溫度上升溫度是描述物體冷熱程度的物理量，是影響天氣和氣候的重要因素之一。地球表面溫度受多種因素影響，包括太陽輻射、地表輻射、大氣層和溫室效應(yīng)等。濕度與水汽濕度空氣中水汽含量多少稱為濕度。濕度常用相對濕度表示，指空氣中實際含水量占同溫度下飽和水汽量的百分比。水汽水汽是大氣中最重要的組成部分之一。水汽來源于地表水體的蒸發(fā)，主要通過氣溫升高，水分子熱運動加快，脫離液態(tài)水表面進入大氣。云的形成空氣上升冷卻隨著空氣上升，氣壓下降，空氣膨脹，溫度降低。水汽凝結(jié)當(dāng)空氣冷卻到飽和點時，空氣中水汽開始凝結(jié)形成微小的水滴或冰晶。云滴或冰晶聚集這些微小的水滴或冰晶會聚集在一起，形成云。云的類型云的類型取決于水滴或冰晶的大小、形狀和分布。降水過程1云層積聚空氣上升冷卻，水汽凝結(jié)形成云。2水滴增大云層中水滴碰撞合并，形成雨滴。3降水落下雨滴重量超過空氣阻力，從云層落下。常見天氣系統(tǒng)總述主要天氣系統(tǒng)包括高氣壓、低氣壓、鋒面、熱帶氣旋等。這些系統(tǒng)會造成不同的天氣現(xiàn)象，例如晴朗、陰雨、風(fēng)、雷電等。氣團是指在水平方向上溫度、濕度、氣壓等物理性質(zhì)比較均勻的大范圍空氣。不同的氣團會帶來不同的天氣特征。天氣系統(tǒng)互動不同的天氣系統(tǒng)之間相互作用，產(chǎn)生更加復(fù)雜的天氣現(xiàn)象。例如，冷鋒過境時，可能會帶來降雨和降溫。高氣壓系統(tǒng)天氣特征高氣壓系統(tǒng)通常帶來晴朗干燥的天氣，風(fēng)力較弱，云層稀薄。氣流運動高氣壓中心的氣流呈下沉運動，導(dǎo)致空氣干燥，水汽含量低。氣流方向在北半球，高氣壓系統(tǒng)的氣流呈順時針方向旋轉(zhuǎn)，而在南半球則呈逆時針方向旋轉(zhuǎn)。低氣壓系統(tǒng)1氣流流動低氣壓系統(tǒng)中心的氣壓低于周圍區(qū)域，空氣從高壓區(qū)域流向低壓區(qū)域，形成上升氣流。2云層生成上升氣流會使空氣冷卻，水汽凝結(jié)形成云層，甚至降雨或降雪。3天氣狀況低氣壓系統(tǒng)通常與陰天、降水、風(fēng)力增強等天氣現(xiàn)象相關(guān)。4氣旋低氣壓系統(tǒng)在北半球呈逆時針旋轉(zhuǎn)，在南半球呈順時針旋轉(zhuǎn)，也被稱為氣旋。鋒面系統(tǒng)鋒面鋒面是兩種性質(zhì)不同氣團的交界面。冷氣團密度大，暖氣團密度小。鋒面類型常見的鋒面類型包括冷鋒、暖鋒和靜止鋒。每種鋒面都有其獨特的天氣特征。熱帶氣旋熱帶氣旋是一種強烈的低氣壓系統(tǒng)，在熱帶或亞熱帶洋面上形成。熱帶氣旋通常伴隨強風(fēng)、暴雨、巨浪和風(fēng)暴潮等災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。熱帶氣旋按強度分為熱帶低壓、熱帶風(fēng)暴、強熱帶風(fēng)暴、臺風(fēng)、颶風(fēng)等等級。寒冷鋒寒冷鋒的形成寒冷鋒是指冷氣團主動向暖氣團推進而形成的鋒面，冷氣團密度大，相對暖氣團更重，所以會抬升暖氣團。天氣現(xiàn)象寒冷鋒過境時，常伴隨強降水、大風(fēng)、降溫、氣壓升高等天氣現(xiàn)象。云系特征寒冷鋒過境時，常伴隨積雨云、雨層云等，云層較厚，降水強度大。暖鋒暖鋒特征暖鋒是指暖氣團向冷氣團移動，并逐漸抬升冷氣團形成的鋒面。天氣特征暖鋒過境時，常伴隨降水，且持續(xù)時間較長。氣壓變化暖鋒過境前，氣壓緩慢下降；過境后，氣壓逐漸回升。靜止鋒鋒面交匯冷暖氣團勢力相當(dāng)，交匯位置長期停滯，形成靜止鋒。天氣特征天氣變化明顯，常伴有持續(xù)降雨，或雷雨、冰雹等天氣現(xiàn)象。鋒面位置鋒面位置相對穩(wěn)定，但會隨著氣壓系統(tǒng)變化而移動。暖區(qū)11.氣溫高暖區(qū)氣溫較高，熱量充足，有利于生物生長和發(fā)育。22.氣壓低暖區(qū)空氣膨脹上升，氣壓較低，容易形成云雨。33.降水多暖區(qū)空氣上升，水汽凝結(jié)，形成降水，降水量通常較多。44.天氣不穩(wěn)定暖區(qū)空氣對流旺盛，天氣變化頻繁，容易出現(xiàn)雷雨、臺風(fēng)等天氣現(xiàn)象。冷區(qū)氣溫低冷區(qū)通常氣溫較低，冬季漫長且寒冷。風(fēng)力強勁冷區(qū)通常風(fēng)力較大，強風(fēng)會帶來寒冷的感覺。干燥冷區(qū)通常比較干燥，降水量較少。冰雪覆蓋冷區(qū)常年被冰雪覆蓋，形成獨特的景觀。氣團性質(zhì)來源和性質(zhì)氣團是指水平方向上溫度、濕度和氣壓等物理性質(zhì)比較均勻的大范圍空氣。形成和移動氣團通常形成在海洋、陸地、冰雪覆蓋的地區(qū)等地，并隨著氣流移動，影響著當(dāng)?shù)靥鞖庾兓?。穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性氣團的穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性影響著云層的形成、降水的發(fā)生和天氣變化。識別和分類氣團可以用溫度、濕度和氣壓等特征來識別和分類，例如熱帶氣團、極地氣團等。季風(fēng)系統(tǒng)夏季風(fēng)夏季風(fēng)帶來濕潤的空氣，降雨量增加。冬季風(fēng)冬季風(fēng)來自陸地，干燥寒冷，降雨量減少。季風(fēng)環(huán)流季風(fēng)是由于陸地和海洋熱容量差異引起的。地形對天氣的影響地形對天氣有顯著影響，主要表現(xiàn)為對氣流運動、降水和氣溫的影響。例如，山脈阻擋氣流，導(dǎo)致迎風(fēng)坡降水多，背風(fēng)坡降水少。山區(qū)和高原的氣溫變化較大，晝夜溫差大。平原地區(qū)的氣溫變化相對較小，晝夜溫差小。海陸風(fēng)系統(tǒng)海風(fēng)白天，陸地比海洋升溫更快，陸地上的空氣膨脹上升，形成低氣壓。海洋上的空氣受高氣壓控制，流向陸地，形成海風(fēng)。陸風(fēng)夜間，陸地比海洋降溫更快，陸地上的空氣冷卻收縮，形成高氣壓。海洋上的空氣受低氣壓控制，流向陸地，形成陸風(fēng)。山谷風(fēng)系統(tǒng)1白天山坡受太陽照射，溫度升高，空氣膨脹上升。2山谷山谷中的空氣較冷，密度較大，下沉到山谷中。3夜晚山坡冷卻，空氣收縮下沉，山谷空氣上升。4循環(huán)白天山谷風(fēng)從山谷吹向山坡，夜晚山谷風(fēng)從山坡吹向山谷。天氣觀測的方法1地面觀測氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、降水量2高空觀測探空儀，測定溫度、濕度、風(fēng)速等3衛(wèi)星觀測云層、降水、氣溫、風(fēng)速等4雷達觀測降水量、風(fēng)暴強度等天氣觀測是了解天氣狀況的基礎(chǔ)，主要使用地面觀測、高空觀測、衛(wèi)星觀測和雷達觀測等方法。天氣預(yù)報的基本原理1數(shù)據(jù)收集地面氣象站、氣象衛(wèi)星、雷達等2數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)分析、質(zhì)量控制、模式化3數(shù)值預(yù)報利用計算機模擬大氣運動4預(yù)報發(fā)布文字、圖形、動畫等形式天氣預(yù)報利用收集的觀測數(shù)據(jù)，通過數(shù)值模式模擬大氣運動，預(yù)測未來天氣狀況。天氣預(yù)報技術(shù)不斷發(fā)展，準(zhǔn)確率逐步提高，為人們生活生產(chǎn)提供重要參考。天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性受多種因素影響，包括觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量、預(yù)報模式精度、大氣變化復(fù)雜性等。短期預(yù)報（1-3天）的準(zhǔn)確率通常較高，而長期預(yù)報（7天以上）的準(zhǔn)確率相對較低。80%短期預(yù)報準(zhǔn)確率60%中期預(yù)報準(zhǔn)確率40%長期預(yù)報準(zhǔn)確率隨著科技進步，天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性不斷提高，但準(zhǔn)確性仍然有限。天氣預(yù)報的應(yīng)用1日常生活提前規(guī)劃出行計劃，避免被惡劣天氣影響。2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)幫助農(nóng)民判斷最佳播種、收割時間，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。3交通運輸為航班、航運、公路運輸提供安全保障，提高運輸效率。4災(zāi)害預(yù)警及時發(fā)布預(yù)警信息，幫助人們采取措施，減少災(zāi)害損失。天氣災(zāi)害及其預(yù)防災(zāi)害類型臺風(fēng)洪水干旱雷暴冰雹沙塵暴暴雪預(yù)防措施加強監(jiān)測預(yù)警制定應(yīng)急預(yù)案普及防災(zāi)知識開展災(zāi)害演練災(zāi)后重建及時清理災(zāi)害廢墟，重建家園。未來天氣預(yù)報的發(fā)展趨勢人工智能與機器學(xué)習(xí)人工智能和機器學(xué)習(xí)將進一步提升天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性和效率，尤其是在短期預(yù)報方面。高分辨率數(shù)值模型更高分辨率的數(shù)值天氣預(yù)報模型將提供更詳細的天氣信息，有助于更好地預(yù)測局地天氣變化。數(shù)據(jù)融合與同化技術(shù)融合衛(wèi)星、雷達、地面觀測等多源數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)同化技術(shù)，提高預(yù)報的準(zhǔn)確性。大數(shù)據(jù)分析與云計算大數(shù)據(jù)分析與云計算平臺將為天氣預(yù)報提供強大的計算能力