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大气科学天气学 (考研专业课)重点一 第一章 气团和锋 重点一 气团的形成条件（包括了下垫面和环流条件），为什么是反气旋有利于气团的形成； 一 气团的概念 气团——气象要素（温度、湿度）水平分布比较均匀的大范围空气块。 二 气团形成的条件 1源地条件 大范围性质均匀的下垫面。Flat and uniform composition, 如冰雪覆盖的陆地、广阔的洋面以及广阔的沙漠等。 2 环流条件 能使大范围空气停留较长时间的环流条件。通常为移动缓慢且有辐散环流的巨大的反气旋。 三 为什么气团跟反气旋联系在一起？ 1 反气旋规模大，移动慢； 2 反气旋对应着辐散气流，使到气象要素趋于平均。 重点二 锋面温度场，气压场和风场的特征； 一、锋的概念和分类 锋——两个不同性质气团之间的过度层称为锋。 根据锋两侧冷暖气团移向，锋和分为：冷锋、暖锋、静止锋和锢囚锋。 二 温度场特征 1 锋区内的水平温度梯度大：同一气团：10C/100km，锋区：5~100C/100km 在天气图中表现为密集的等温线 2 冷（暖）平流明显 空气的温度平流——空气平流运动传热过程引起局地气温变化称为温度平流。 冷锋——对应高空冷平流；暖锋——对应高空暖平流；静止锋——温度平流相对较弱 錮囚锋在等压面图上反应的是有暖舌，暖湿位于地面錮囚锋的前方，则为暖式錮囚锋；后方则为冷式；好学网（www.5haoxue.net ） 3 位温特征 在锋区内等位温线密集，且与锋面近于平行（锋面近似于物质面，空气质点沿锋面上下滑动，在干绝热条件下，位温守恒）。 三 气压场特征 等压线穿越锋面产生折角，折角指向高压区，等压线通过锋面时呈气旋式弯曲，即锋区处于低压槽之中。 四 变压场特征 1 暖锋锋前出现三小时负变压，锋后气压变化不大； 2 冷锋锋前气压变化不大，锋后为三小时正变压； 3 錮囚锋锋前为负变压，后多为正变压。 五 风场特征 1 水平分布特征——气旋式切变； 2 垂直分布特征——冷锋风随高度逆时针旋转；暖锋风随高度顺时针旋转。 重点三 影响锋面天气的主要因素 一 锋面附近的垂直运动 1 锋面的抬升作用； 2 摩擦辐合作用 ：锋面处于低气压区，摩擦作用会在这些区域产生辐合从而导致上升运动（槽越深，下垫面越粗糙，则上升运动越强）； 3 高空槽的辐合辐散、涡度平流以及温度平流作用 高空槽前：辐散，正涡度平流，暖平流三个因素均会导致上升运动 二 水汽和层结稳定度 锋面附近出现什么样的天气主要取决于暖空气的水汽含量以及层结稳定度 •水汽含量多且层结稳定→层状云和连续性降水 •水汽含量多且层结不稳定→积状云和对流性降水 •水汽含量少，无降水 重点四 锋生和锋消的因子 一、锋生、锋消的概念 锋生——新锋面的生成或已有的锋面的强度的加强过程 锋消——已有锋强度的减弱、消失过程 二 影响锋生和锋消的因素 1、水平气流的辐合辐散：辐合导致锋生，辐散导致锋消； 三种常见的锋生场：(a)低槽冷锋锋生；(b)低槽暖锋锋生；(c)鞍型场冷锋锋生（最有利于锋生的水平变形场）； 2 垂直运动：层结稳定：①上升运动——锋消；②下层运动——锋生；层结不稳定情况相反； 3 非绝热加热的作用：冷空气冷却和暖空气加热有利于锋生；暖空气冷却和冷空气加热有利于锋消。 三 锋生与锋消的天气形势与气象要素变化 1 锋生的天气形势：天气形势有利于新的冷空气补充，表现为西风带槽线的东移加深，冷平流加强等，地面气压上升。天气变化表现为云增多，雨区发展、扩大等。 2 锋消的天气形势：天气形势不利于新的冷空气补充，表现为西风带槽线减弱，冷暖平流减弱甚至消失等。天气变化表现为云减少，雨区减弱消失。 第二章 温带气旋和反气旋 重点一 气旋和反气旋的空间结构 一 气旋和反气旋的概念 1 气旋是指在同一高度上中心气压比四周低的水平涡旋。在北半球，空气左逆时针方向旋转。在气压场上气旋又称低气压。 二 分类 1 温带气旋包括：锋面气旋和无锋面气旋； 2 温带反气旋包括：冷性反气旋和暖性反气旋。 三 空间结构 1 深厚系统：暖高压、冷涡； 2 浅薄系统：冷高压、热低压； 3 气旋的散度分布是低层辐合高层辐散，反气旋的散度分布是低层辐散高层辐合（气旋出现上升运动，反气旋内出现下沉活动）。 重点二 锋面气旋 一 生命史 1波动阶段：在气旋发生前，高纬为东风，低纬为西风。开始出现波动时，冷空气向南侵袭，暖空气向北扩展，出现冷暖锋面及降水。地面出现低压中心，有时有一根闭合的等压线。该阶段移速较快，每天可移动十几个经距。 2发展阶段:波动振幅增加，冷暖锋进一步发展，锋面降水增加，地面图上闭合等压线增多。移速略减为每天十个经距左右。 3锢囚阶段：冷暖锋面相遇，出现锢囚。由于锋面抬升增强，降水进一步加强且范围增大。冷空气被抬离地面，地面出现冷涡。随着锢囚加深，冷涡越来越深厚。该阶段移速大大减慢。 4消亡阶段：气旋逐渐与锋面脱离，形成冷涡。受摩擦作用影响，气旋慢慢填塞消亡。 二 各阶段特征 1 波动阶段 高空锋区也呈波动状，温度槽落后与高度槽，地面气旋位于高空槽前。槽前温度平流使地面气旋前部减压，槽后冷平流使地面气旋后部加压。同时槽前正涡度平流使地面气旋中心减压。这样地面气旋便一边前移一边加深。另外，高空高空槽在冷平流作用下加深。此时摩擦作用很小 2 发展阶段 高空槽不断加深，温度槽仍落后与高度槽，不过两者有所接近。地面气旋仍位于高空槽前。次阶段的热力因子、涡度因子配置与前一阶段差别不大。气旋继续发展并前移。该阶段地面摩擦因子作用加大。 3 锢囚阶段 高空槽不断加深，出现闭合中心。高空低值中心和冷中心接近。地面气旋发展到最强盛阶段，开始出现锢囚，冷空气入侵气旋南部。由于闭合中心的出现，涡度平流减弱，并且因为温压场进一步靠拢使温度平流也有所减弱。此时，地面摩擦作用成为重要因子。地面气旋不再继续加深。 4 消亡阶段 高空温压场完全重合，气旋成为深厚的冷低压，锋面移至气旋外围，赖以发展的斜压因子消失，地面摩擦辐合使气旋消亡。 第三章 大气环流 重点一 大气环流的形成和维持因子 一 太阳辐射 1 大气环流形成与维持的基本能源是太阳辐射能； 2 从长期作用来看，地表是热源，大气是热汇；热带是热源，高纬和极地是热汇。 二 地球自转——三圈环流形成原因 三 地面摩擦作用 四 海陆分布对大气环流的影响 海洋和陆地热容不同，造成冬夏季海陆热状况的差异： 1 冬季：海洋暖，陆地冷，导致大陆形成高压（如：西伯利亚高压和北美高压），海洋形成低压（如：阿留申低压和冰岛低压）。 此外，高空平均槽脊也受海陆分布的影响，西风带中，风经过大陆风经过大陆受到冷却，常在大陆的东岸形成冷性低槽（如：东亚大槽和北美大槽）；气流经海洋加热在大洋东岸形成高压脊（如太平洋东岸的脊线） 2 夏季：海洋冷，陆地暖，导致大陆形成低压（如：亚洲低压和北美低压），洋面上高压加强（副高变得强大）低压减弱（如：阿留申低压和冰岛低压减弱）。 3 大地形对大气环流的影响: 动力作用： 爬坡，迎风坡高压，背风坡低压（如西南涡的形成）； 绕流，西风带分支，北支气流形成脊（新疆、蒙古等地沙漠的形成与此有关；南支气流形成槽（南支槽的形成导致了我国南方湿润区的形成） 重点二 东亚大气环流的特点，形成及维持原因 一 东亚大气环流的特点 1、对流层低层 海陆差异造成了四大活动中心：蒙古冷高（西伯利亚冷高）、阿留申低压、印度低压（亚洲低压）以及太平洋副高。这些系统是全球最为强盛的气压系统，且季节变化明显。冬季盛行偏北、偏西风，干冷少雨；夏季，盛行偏南风，湿热多雨。 2、对流层高层 夏季：热带地区的东风往北推进并加强，北端可达300N；中纬度西风带明显减弱；冬季：东风带位于赤道附近，中纬度地区存在强盛西风带。 二 夏季来临时的环流特征（6月突变——六月初东亚大气环流所发生的急剧变化） 1 环流状况： (1) 南支西风急流突然北跳至400N (2) 高空东风建立，低层印度夏季风建立 (3) 副高脊线北跳到250N (4) 西风槽脊与冬季型反位相 (5) 冬季风退到北方 (6) 夏季梅雨季节开始 1 与之相伴的天气过程： （1） 江淮地区梅雨季节开始；（2）华北多冷锋活动：（3）西北地区因冷空气活动多雷雨发生；（4）华南地区受东风波和热带气旋影响 6月突变实乃冬季环流型向夏季环流型的转变。 三 冬季来临时的环流特征及主要天气过程（十月突变） 1 环流状况 (1) 南支西风急流建立稳定在300N以南 (2) 高空东风撤退，低层夏季风撤退 (3) 副高脊线南撤退出中国大陆 (4) 东亚大槽加强，西风槽脊与夏季型反位相 (5) 蒙古冷高压加强，冬季风活跃 2 天气形势： • 寒潮、大风降温天气时有发生 • 华南地区因南支槽和冷空气对峙形成静止锋，而造成降水天气 重点三 大气长波的结构和上下游效应 一 一般特征 1 大气中的短波往往镶嵌于长波之中，表现为各种较小尺度的槽脊 2 大气长波是西风带系统的重要表现形式 二 长波的结构特征 1、水平结构： 与波状等温线配合，属冷槽暖脊结构，通常等温线位相稍落后于等高线位相 2、垂直结构 (1) 长波强度在对流层中随高度增加 (2) 长波槽脊随高度向西倾斜 (3) 槽前上升，槽后下沉 (4) 长波槽前对应着地面气旋（族） 三 上下游效应 1 大范围上、下游环流变化的联系，称为“上下游效应”。 2 上游某地区长波系统发生某种变化后，接着就以快于本身移速和西风风速的速度对下游系统产生影响，叫“上游效应”；同样，下游某地区系统发生变化后，也会对上游系统产生影响，称为“下游效应”。 重点四 阻塞高压 一 研究阻塞形势的重要意义 ①阻塞形势的建立和维持，导致大气环流和天气气候的异常。 l 我国长江流域的洪涝灾害大多与阻塞形势有关。如1954年、1991年、1998年中高纬地区阻塞形势的维持，导致长江流域洪水的发生；而1978年无阻高活动，长江流域“空梅”。 l 我国的寒潮爆发也与阻塞形势的建立和崩溃密切相关。 ②阻塞形势是大气环流演变的一种表现，它的建立和崩溃伴随着纬向环流和经向环流之间的激烈转换。 ③阻塞形势是大气低频变化的一种重要体现，数值模式能否模拟出阻塞形势，是判别该模式能否进行中期数值预报的重要标志 二 阻塞高压的一般特征 1 定义 (1) 地面图和500hpa图上同时出现闭合等值线，高压中心位于300N以北（中高纬） (2) 高空图上阻塞高压将西风分为2支 (3) 阻塞高压持续时间至少5天 2 特点 （1）持续性：平均持续12.1天。冬季长，秋季短；欧洲长，北美短。 多阻高出现时持续时间长(16.8天)。 (2) 准静止性：大多原地不动 (3) 区域性 冬季——大西洋东部（最多）、西欧、东太平洋 夏季——欧洲最多，其次是600~900E (4) 季节性 春季最多（占31%），秋季最少 三 阻塞高压对我国天气的影响 ①冬季乌拉尔山阻塞高压的建立和崩溃与我国寒潮、连阴雨天气有关。 ②夏季鄂霍次克海或雅库次克阻塞高压与长江流域梅雨密切相关。 3 切变线 一 定义：对流层低层（850hpa/700hpa）风场上具有气旋式切变的不连续线，成为切变线。 二 低值系统： 1 气压：①低压；②槽； 2 风场：①切变线；②辐合带；③低空急流。 第四章 中小尺度天气系统 重点一 雷暴的三个阶段 一 形成阶段 发展阶段即积云阶段，其主要特征是上升气流贯穿于整个云体。淡积云向浓积云发展，只有上升运动，上升气流的垂直廓线呈抛物线。一般只有10-15min,初期上升运动不超过5m/s,到浓积云阶段时可达15-20m/s,云低为辐合上升运动。云中温度比四周高，电荷聚集，但无雷电，无降水。 二 成熟阶段 成熟阶段的特征是开始产生降水，并且由于降水的拖曳作用而产生了下沉气流。但在下沉气流的上方，上升气流仍贯穿云体。云中上升气流通度的垂直分布呈抛物线状，即为上、下层小，中层最大（20-30m/s)。浓积云发展成积雨云，当雨水和冰晶大到可以克服上升气流时，降雨发生，有雷电活动。有上升运动，也有下沉运动。 当云顶发展到-20℃高度以上时，云中以冰晶雪晶为主，在-20℃高度以下，冰晶和过冷却水同时存在，并出现雷电。 三 消散阶段 消散阶段的特征是下沉气流占据的主要部分，云体瓦解，云顶留下一片卷云。 重点二 局地强风暴
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发表于 2014-7-26 11:25
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