航海气象学修改版.doc

天气：指一定区域在较短时间内各种气象要素的综合表现。天气表示大气运动的瞬时状态。气候：指某一区域天气的多年平均特征，其中包括各种气象要素的多年平均及极值。气候表示长时间的统计平均结果。露点温度：指空气中水汽含量不变且气压一定时,降低温度使其空气达到饱和时的温度，称为露点温度水平气压梯度力：在大气中由于空间分布不均匀，作用在单位质量空气上的净空气压力在水平方向上分解为水平气压梯度力。水平地转偏向力：由于地球自转,作用在运动物体上产生使运动物体发生偏转的力，称地转偏向力，地转风; 当水平气压梯度力和水平地转偏向力达到平衡时，空气沿等压线（等压面）作无磨擦的直线运动，称地转风。梯度风: 在空气质点做曲线运动时，除受水平气压梯度力和水平地转偏向力作用外，还受惯性离心力的作用，当这三个力达到平衡时所吹的风，成为梯度风。大气稳定度: 是指气块受到任意方向扰动后，周围大气使气块具有返回或远离起始平衡位置的趋势和程度。海陆风：在海岸附近，由于海陆间热力差异的日变化引起的。白天：风从海洋吹向陆地称海风；夜间：风从陆地吹向海洋称陆风。海风陆风，主要出现在中低纬度，气温日较差较大，多在夏季晴朗天气条件下。辐射雾:由下垫面辐射冷却，使低层气温降到露点或以下时所形成的雾。多见于陆地上，又称陆地雾。平流雾：暖湿空气流经冷的下垫面，导致气温下降，水汽凝结所形成的雾。此雾多形成于冷暖海流交汇处的冷水面一侧。气团：在广大空间里存在着水平方向上物理属性（主要指温度、湿度和稳定度等）相对比较均匀的大块空气,称气团。气旋 ：由闭合等压线围成的，中心气压比四周低的水平空气涡旋称气旋。北半球风从四周以逆时针方向向中心辐合(南半球顺时针)。实际上气旋就是低压，气旋是从流场定义，低压是从气压场定义。反气旋 由闭合等压线围成的，中心气压比四周高的水平空气涡旋称反气旋。在北半球风从中心以顺时针方向向四周辐散(南半球逆时针)。实际上反气旋就是高压，反气旋是从流场定义，高压是从气压场定义。寒潮:指大规模的强冷空气活动所带来的剧烈的降温、霜冻、降水和大风等灾害性天气，并使气温在24h内剧降10以上，同时这一天最低气温达5以下，称为寒潮。风浪充分成长状态:如果风速一定，则风浪成长至一定大小时，内部消耗的能量和从风摄取的能量达到平衡。此时，即使风区和风时不受限制，风浪便不再成长，而处于充分成长的状态。风暴潮：由于气象原因，如台风，强风暴等引起的海面异常升高现象称风暴潮， 亦称风暴海啸。海啸：由于海底或海岸附近发生的地震或火山爆发所形成的波动。海流:海水因受气象因素和热效应作用而沿着一定途径的、具有相对稳定速度和方向的流动。是较大尺度范围内的海水沿水平方向的非周期性流动。它是海水运动的形式之一。风海流:主要是由风对海面的切应力、地转偏向力、粘滞摩擦力达到平衡时形成的稳定海流地转流:由于海面倾斜后，在水平压强梯度力与地转偏向力相互平衡作用下而产生的海流大洋环流：大洋环流是指海面风力和热盐效应等作用下，海水从某海域向另一海域流动而形成的首尾相接的独立循环系统或流涡。厄尔尼诺现象:是指赤道太平洋东部和中部海域大范围海水出现异常增温的现象。这种现象的出现可造成全球天气异常。厄尔尼诺现象可能是海洋和大气之间不稳定的相互作用引起的。拉尼娜现象：是指赤道附近东太平洋水温反常变化的一种现象。拉尼娜现象与厄尔尼诺现象正好相反。指的是洋流水温反常下降。天气图：填有各地区同一时刻气象要素观测记录，能反映某一地区、某一时刻天气状况或天气形势的特种地图。1、对流层具有哪些特征？对流层厚度如何变化?特征：1、气温随高度而降低。2 、具有强烈的对流和湍流运动。3.、气象要素沿水平方向分布不均匀。如温度、湿度等。厚度变化：下界为地面，上界随纬度和季节变化，平均厚度10-12公里。通常在高纬为6-8Km，中纬度10-12Km，低纬度17-18Km。夏季对流层的厚度比冬季高。2、简述温度场不对称的高、低压系统的主要特征？温压场不对称的系统：温压场不对称是指温度中心与气压中心不重合。在中高纬度地区，不对称的低压总是东暖西冷，低压中心轴线向冷区倾斜；不对称的高压总是东冷西暖，高压中心轴线向暖区倾斜。高压：1、东冷西暖；2、中心轴向暖空气一方偏；3 ：北半球中心轴偏向SW，南半球中心轴偏向NW低压：1、东暖西冷；2、中心轴向冷空气一方偏；3 ：北半球中心轴偏向NW，南半球中心轴偏向SW3、分别简述自由大气层和摩擦层中的风压定律？1在北半球摩擦层中，风斜穿等压线吹，背风而立，高压在右后方，低压在左前方。在南半球高压在左后方，低压在右前方。北半球，高压中的风斜穿等压线以顺时针方向向外辐散，低压中风斜穿等压线以逆时针方向向中心辐合。2在北半球自由大气中，风沿等压线吹，背风而立，高压在右，低压在左。在南半球自由大气中，风沿等压线吹，背风而立，高压在左，低压在右。4、绘图说明摩擦层中风随高度的变化规律？在气压梯度不随高度变化的前提下，风随高度的变化主要取决于摩擦力随高度的变化。在北半球，风速随高度增大，风向逐渐右偏；在南半球，风速随高度增大，风向逐渐左偏。 5、简述大气三圈环流的形成机理，并绘制示意图？假设：下垫面性质均一。在太阳辐射随纬度不均匀和地球自转（地转偏向力）二个因子的作用下，从赤道到极地形成三圈环流，即赤道环流（哈德莱环流）、极地环流和中间环流（费雷尔环流）。6、绘图说明全球气压带和行星风带分布？7、为什么印度半岛沿海夏季吹特别强大的西南风？由于南半球东南信风越过赤道，在地转偏向力的作用下，变为西南风，迭加上印度低压南侧的西南风。另外还有高原的阻挡作用，印度半岛岬角作用，使西南风强劲。7-8月份风力达8-9级，9-10月份开始减弱。阿拉伯海的风大于孟加拉湾，尤其是索科特拉岛南侧的北印度洋，西南风特别大，是世界上最著名的狂风恶浪海区之一。8、简述表示空气距离饱和程度的湿度因子以及各自表示未饱和、饱和、过饱和的条件？因子未饱和饱和过饱和饱和差（E-e）Ee E=eEe相对湿度（f=e/E*100%）F100%气温-露点差（t-td）t/tdT=tdT/tT=ttrd时，层结不稳定；当rrm时为不稳定；当rrd为绝对不稳定，rmrrd为条件性不稳定；rrm为绝对稳定。10、简述平流雾的形成条件和特征？定义：暖湿空气流经冷的下垫面，导致气温下降，水汽凝结所形成的雾。此雾多形成于冷暖海流交汇处的冷水面一侧。平流雾形成条件：1冷的海面和适当的海气温差:；2适宜的风场；3要有充沛的水汽；4稳定的层结，低层逆温:抑制对流发展；特点： (1) 浓度大，雾滴浓密，能见度恶劣；(2)水平范围广；(3) 垂直厚度大；(4) 持续时间长；(5) 一天中任何时刻均可发生，大洋中无明显的日变化； (6)随风飘移。11、简述辐射雾的形成条件和特征？定义：由下垫面辐射冷却，使低层气温降到露点或以下时所形成的雾。多见于陆地上，又称陆地雾。形成条件：晴夜，下垫面辐射强，水汽含量充沛，低层微风，层结稳定。多见于晴朗、微风、少云的冷高压中心附近。（十雾九晴）特点：范围、厚度均较小，四季均可发生， 有明显的日变化。夜间形成，清晨最浓，日出则散；可随风飘到海上10海里。12、简述船舶海洋水文气象观测与编报的意义、观测基本要求和注意事项？观测意义：（1）弥补海上测站稀少，资料不足的状况。（2）对天气预报进行补充订正。（3）为气象导航提供时实资料。基本要求： 认真负责，严格按照规定进行测报； 坚持实事求是的科学态度，严禁伪造记录； 用铅笔将观测记录填写在记录表上，字迹端正，不要涂改 观测后立即发报，最迟不能超过正点观测后1小时。注意事项：观测仪器应经常进行维修保养，定期进行鉴定；值班员如遇特殊情况不能观测时，亦应委托他人负责完成测报。 13、简述深海风海流的几点结论？幷解释摩擦深度的实际意义？风海流主要是由风对海面的切应力、地转偏向力、粘滞摩擦力达到平衡时形成的稳定海流。风海流是海洋上最主要的海流，其强度较强。通常将大范围盛行风所引起的流向、流速常年都比较稳定的风海流称为定海流，或漂流。而将某一短期天气过程或阵风形成的海流称为风生流。在大洋中，海底对运动没有影响。称无限深海风海流（又称埃克曼漂流。简称漂流）在近海水域中，海底对运动产生一定影响。称有限深海（或浅海）风海流。对无限深海风海流而言：表层风海流流向：在北半球偏于风去向之右约45，在南半球则偏于风去向之左约45。V0=0.0247w/(sin)1/2表层以下风海流流向：随深度增加在表层流向基础上继续向右偏转（北半球），流速随深度增加按指数规律减小；Vz= V0 e-az。南半球流向向左偏转在某一水深（z= /a），流向与表面流向完全相反，流速VD=0.043 V0此深度（D= /a ）称为摩擦深度。实际中，将D称为风海流存在或影响的最大水深。经验公式：D=7.6w/(sin)1/2对浅海风海流而言：表面流向与风去向的交角比无限深海的小（即小于45 ），流向随深度的变化也比较缓慢，当水深z 0.1D时，表面流向几乎与风去向一致14、试比较同一海区暖流和冷流的定义及特征区别？暖流(Warm Current)：温度比它所经过海区的水温高的海流称暖流。一般从低纬向高纬流动的海流为暖流。冷流(Cold Current)：温度比它所经过海区的水温低的海流称冷流。一般从高纬向低纬流动的海流为冷流。暖流和冷流是一相对概念，要比较必须是相对同一海区而言，两者区别有：温度盐度水色透明度含氧量营养量暖流高 高高大低少寒流低低低小高多15、简述密度流和倾斜流的异同点？倾斜流与密度流的相同点：都是由于海面倾斜后，在水平压强梯度力与地转偏向力相互平衡作用下而产生的海流倾斜流与密度流的不同点：倾斜流(Slope Current)：海面倾斜是由于不均匀的外压场作用造成的。 测者背流而立，右侧压力高，左侧压力低。倾斜度越大、水平压力梯度越大，流速就越大。若不考虑底摩擦作用影响，倾斜流的大小和方向，从海面到海底都一样）密度流(Density Current)：海面倾斜是由于海水密度分布不均匀引起的。密度流只存在于密度分布不均匀的水层，且密度越不均匀，流越大；反之，流越小。当密度恢复均匀分布时，密度流消失。测者背流而立，右侧压力高，密度小、温度大、盐度低；左侧压力低，密度大、温度小、盐度高。16、简述风浪与涌浪的定义及特征区别？1、定义区别风浪：由风直接作用而引起的水面波动称为风浪。涌浪：风浪离开风区传至远处或者风区中风停息后所留下来的波浪，称为涌浪。2、特征区别波形波峰波面波峰线波长波陡 波型风浪不对称尖、时有浪花粗糙短短较大三维波涌浪对称圆、无浪花光滑长长较小二维波17、为什么冬季北大西洋和北太平洋中高纬海域多大风浪天气？此纬度处于西风带，锋面气旋活动频繁，往往形成风暴，是风暴的发源地。此纬度是世界上最强大的海流墨西哥湾流与拉布拉多冷流、黑潮与亲潮的交汇处。该上空有利于气旋形成，并可得到强烈发展。 是两个永久性大气活动中心冰岛低压与阿留申低压的所在地，尤其冬季这两个低压十分强大。18、为什么盐度大于24.7%0的海水难结冰?1、 S24.7的海水,其冰点温度最大密度温度。当海水温度降到冰点温度时，海水密度还在增大，上下对流导致冰被打碎。2、对流将下层热量上输，从而使海水冷却速度减慢。3、结冰时海水大部分盐份被析出，从而使周围海水的密度增大，进而使上下对流加剧；4、海水结冰时释放出的结晶热，也会延缓海水结冰速度。19、简述冷、暖气团的天气特征？冷气团：1温度：使所经下垫面温度降低， 本身温度升高。2湿度： 干燥3稳定度：不稳定，变性快易对流4云系： 多积状云5降水： 阵性6能见度：低层好，高层差 7风： 阵性大风，有明显有日变化（上午弱，下午强）暖气团1温度：使所经下垫面温度升高，本身温度降低。2湿度：潮湿3稳定度：稳定，变性慢不易对流4云系：多层状云5降水：连续性降水，雾，毛毛雨 6能见度：低层差7风： 常定风，日变化不明显20、简述锋面的主要特征？1、锋两侧的水平温差大，锋区内等温线密集，水平温度梯度特10/100km。而锋区内垂直温度梯度特别小。2、锋面随高度向冷气团一侧倾斜。3、锋两侧的气压梯度不连续，等压线在通过地面锋线时有折角，且折角指向高压一侧。在北半球，地面冷、暖锋线呈“”型；在南半球，地面冷、暖锋线呈“”型4、锋两侧的气流有明显的气旋性切变，锋附近的气流是辐合的21、简述暖锋天气的天气模式？云系：从高层到低层依次为 CiCsAsNs。降水：在锋前300-400公里处产生连续性降水，中或大雨。气温：气温逐渐升高。气压：逐渐降低，暖锋前P3有大的负变 压。能见度：最初较好，雨区能见度差。锋前50nm出现锋面雾。风：北半球锋前吹E-SE风，锋后S-SW风，过境顺转；南半球锋前吹E-NE风，锋后N-NW风，过境逆转。风速大小视气压梯度而定。垂直运动：一般锋附近的冷、暖空气均为上升运动。锋面坡度：1/1001/200。22、简述第一型冷锋天气的天气模式？云系：由低层到高层依次为NsAsCsCi，与暖锋相反。降水：在锋线附近150-200Km和锋后，产生稳定性降水。若冷锋前暖空气不稳定，伴有积雨云和雷阵雨天气。气温：逐渐降低。气压：逐渐升高，锋后有大的正变压。能见度：冷锋后地面锋线附近有雾,能见度差,锋过变好转,南半球锋前N-NW，锋后S-SW，过境风：北半球锋前S-SW，锋后N-NW，过境顺转。锋后气压梯度大，风也较大。垂直运动：冷空气下沉运动为主，暖空气多为上升运动。锋面坡度：1/100。28、简述典型热带气旋的天气解构模式？气象海况要素外围区涡旋区眼区气温向中心升高，闷热温度向中心逐渐升高达最高，形成暖中心气压向中心逐渐下降急速下降，呈漏斗状梯度大，等压线特别密集降至最低风速向中心急增达到最大，最大风速在眼壁附近，强台风可达60、70m/s以上突降至4级以下云系中低云为主的螺旋云带Sc,Cu,FnCb和Ns组成庞大的云墙晴天少云，偶有Ac降水阵性，向中心强度增大暴雨倾盆，雷鸣电闪，降雨突然停止能见度向中心逐渐变坏极恶劣，昏天黑地仍然很差海况自台风中心传出的涌浪，风浪逐渐增大高达十几米的浪柱，到沿海引起风暴潮，最大风浪在右后，恶浪滔天，狂风骤雨三角狼或金字塔式浪十分恶劣23、简述锋面气旋的主要天气模式？气旋前方是宽阔的暖锋云系及相伴随的连续性降水天气，气旋后方是比较狭窄的冷锋云系和降水天气，气旋中部（两峰面间）是暖气团控制下的晴暖天气。25、简述典型冷高压的天气模式？冷高压的前部天气：位于冷锋的后部，急剧降温、升压、偏北大风可达11级，有时产生雨雪等恶劣天气，入海引起海面大浪。（恶劣天气区）冷高压的中部天气：气压较高，气温略有回升、干冷、晴朗、微风、少云，易产生辐射雾。（冷高压控制的港湾可形成辐射雾）。冷高压的后部天气：吹偏南微风（34级）。气温回升、湿度增大，类似于暖锋天气，入海后变性，后部常出现平流雾，毛毛雨或层云。27、试述冷高压与副热带高压的区别？冷高压副热带高压1冷高压是冬季影响东亚的主要天气系统副高是夏季影响东亚的主要天气系统在700百帕以下表现很清楚在500百帕图上最清楚产生于中、高纬陆面产生于热带洋面冷高压与冷空气活动密切相关副高对热带气旋的移动路径有重要影响地面图上冷高压的东南部外侧有一条冷锋500百帕图上副高北侧多槽脊活动6冷高压是冷性浅薄天气系统副高是暖性深厚天气系统29、为什么北（南）半球热带气旋的右（左）半圆被称为危险半圆？右（左）前象限为危险象限？北半球热带气旋风绕中心逆时针吹，右半圆的风向与热带气旋移向一致，两者迭加风速增大。北半球热带气旋转向向右，在右前象限易被吹进热带气旋中心，不易驶离。北半球热带气旋右半部与副热带高压相邻，气压梯度大。30、船舶如何根据风向、风速和气压的变化判断船舶所处热带气旋部位？根据真风向随时间的变化判定：1、当真风向随时间顺时针方向变化时，表明船舶处在右半圆（北半球为危险半圆）。2、当真风向随时间逆时针方向变化时，表明船舶处在左半圆（南半球为危险半圆）。3、当风向稳定少变，船在热带气旋进路上。根据风速和气压判定：若风速增大、气压降低 ，船舶处在热带气旋前半圆。若风速减小、气压回升,船舶处在热带气旋后半圆。综合以上结论，判定船舶所处的象限的依据：北半球：若真风向随时间顺时针变化时，风速增大、气压降低 ，船舶处在右前象限；若真风向随时间顺时针变化时，风速减小、气压升高 ，船舶处在右后象限；若真风向随时间逆时针变化时，风速增大、气压降低，船舶处在左前象限。若真风向随时间逆时针变化时，风速减小、气压升高 ，船舶处在左后象限31、简述北、南半球船舶驾离热带气旋的方法？1.若船舶处于北半球热带气旋右半圆，使船首右舷顶风，保持风从右舷10-45而来,全速避离。2.若船舶处于北半球热带气旋左半圆，使右舷船尾受风，保持受风角度30-40,全速避离。3.若船舶处于南半球热带气旋左半圆，使船首左舷顶风，保持风从左舷10-45而来,全速避离。 4.若船舶处于南半球热带气旋右半圆，使左舷船尾受风，保持受风角度30-40,全速避离。32、试述锋面气旋与热带气旋的区别？源地热带海洋温带海洋和陆地季节四季均有夏秋多四季均有冬春多路径抛物线和直线型自西向东结构一个气团无封面有风暴眼23个气团有锋面无风暴眼气压涡旋区逐步成漏斗状下降，外变化平缓外围向中心大致以线性趋势降低坏天气对称分布在涡旋区中心封面附近范围平均直径6008001000km大的23km生命史57天一星期大风涡旋区对称狂风径向衰减快风力远大于温带气旋发生在冷锋后气旋中心西南象限性质暖性 温压场对称重合冷性温压场不对称不重合能量主要来自凝结潜热释放主要来自位能释放33、气象传真图在航海中的作用以及常用的气象传真图种类？远洋船舶上均装有气象传真接收机，可接收沿海国家和岛屿发布的气象传真信息，使船舶及早避离恶劣天气，保障航行安全，提高营运效益。世界气象组织将全球各地的气象传真广播台划分为6个区域，即亚洲、非洲、南美洲、北美洲、西南太平洋和欧洲。目前，世界已有气象传真发射台40多个，分布在陆地和岛屿，遍布全球。关于各气象传真广播台使用的呼号、频率、广播时间及内容细目，在英版无线电信号表每年第三卷可查到。（1）地面图：地面分析图(AS)，地面预报图(FS)。（2）高空图：