5.2+温带气旋与反气旋.ppt

温带气旋与反气旋 中国民航大学空管学院 2020 3 5 大气中存在着大大小小的空气涡旋 它们有的顺时针旋转 有的逆时针旋转 其中 数百公里以上的大型的水平涡旋 我们分别称之为气旋和反气旋 气旋和反气旋是常见的天气系统 是大气环流的重要角色 它们的发展和活动对于高低纬之间的热量交换 水汽输送和广大地区的天气变化有着很大的影响 气旋和反气旋按地理位置的不同 可分为温带气旋 温带反气旋和热带气旋 热带反气旋 1 气旋和反气旋概述 一 气旋与反气旋的概念1 定义气旋 Cyclone 中心气压比四周低的水平空气涡旋 在北半球 气旋是逆时针方向旋转 南半球相反 在近地面层 由于摩擦作用 气旋中有气流辐合 地面气旋气流 北半球地面流场为逆时针旋转向中心辐合 而南半球地面气旋流场为顺时针旋转向中心辐合 反气旋 Anticyclone 中心气压比四周高的水平空气涡旋 在北半球 反气旋是顺时针方向旋转 南半球相反 在近地面层 由于摩擦作用 反气旋中有气流辐散 地面反气旋气流 北半球地面反气旋流场为顺时针旋转向四周辐散 而南半球地面反气旋流场为逆时针旋转向四周辐散 2 范围气旋 气旋的直径一般为1000公里左右 大的可达2000 3000公里 小的只有200 300公里 反气旋 范围比气旋大很多 大的反气旋可以和最大的大陆或海洋相比拟 比如冬季亚洲大陆上的反气旋经常占据整个亚洲大陆面积的3 4 气旋 反气旋 的范围大小是以地面图上低压 高压 最外面的一条闭合等压线的范围来度量 气旋与反气旋是从流场的特征来说的 而高压和低压是从气压场的特征来说的 实际上是两者是同一种天气系统 高压 反气旋低压 气旋 3 强度表示气旋与反气旋的强度表示 一般有两种方法 1 最大风速最大风速越大 系统强度越强 在强大的气旋区内 地面最大风速可达30m s以上 在强大的反气旋区前沿部位 地面最大风速为20 30m s 不同季节气旋强度不同 2 中心气压值在低压内气压数值最低的地方 低压中心 其数值为此低气压的中心强度 一般来说 气旋中心的气压值越低 反气旋中心的气压值越高 它们的强度越大 地面气旋的中心气压值一般在970 1010hPa之间 发展得十分强大的气旋 中心气压值可低于935hPa 地面反气旋的中心气压值在1020 1030hPa之间 2 中心气压值气旋中心气压变低 称气旋发展 Developing 或加深 Deepening 中心气压增加 称气旋减弱 Weakening 或填塞 Filling 若反气旋中心的气压值随时间降低 则称反气旋减弱 如果中心气压值随时间升高 则称反气旋加深或发展 此外 要准确掌握气旋与反气旋的强度 必须综合考虑最大风速 水平气压梯度和中心气压值 二 气旋与反气旋的分类 按生成和活动的主要地理范围气旋 温带气旋 Extratropicalcyclone 和热带气旋 Tropicalcyclone 反气旋 温带反气旋 副热带反气旋 Subtropicalanticyclone 极地反气旋按温压场结构特点 即按照形成方式和热力结构 温带气旋 锋面气旋 无锋面气旋反气旋 冷性反气旋 暖性反气旋 2 温带气旋 温带气旋多为锋面气旋 锋面气旋即为锋面与气旋相结合的气旋 锋面气旋中有锋面 温度分布很不对称 强度自地面向上逐渐减弱 一般到三四千米高度 大多变成了低压槽 锋面气旋一般移动较快 常会带来恶劣的阴雨天气 2 温带气旋之锋面气旋的天气模式 由于气旋中空气辐合较强 有利于上升运动 只要水汽充沛 就可以产生大范围云雨天气 暖锋前天气 暖锋云系依次为Ci Cs As Ns 锋前300 400公里有连续降水 气温逐渐升高 有时有雾 能见度较差 在北半球 锋前为东到东南风 锋后南到西南风 一般暖锋前风力大于暖锋后 2 温带气旋之锋面气旋的天气模式 暖区天气 暖气团若来自热带大陆气团 则多为干燥少云的天气 没有明显降水 若来自热带海洋气团 则水汽充沛 常出现St Sc 大片平流雾或毛毛雨 能见度较差 暖区内气温相对较高 在北半球 暖区多吹南到西南风 2 温带气旋之锋面气旋的天气模式 冷锋后天气 距气旋中心较近的一段冷锋移速较快 多为第二型冷锋 具有积状云和阵性降水天气 离中心较远的一段冷锋移速较慢 多为第一型冷锋 具有层状云和连续性降水特征 冷锋过后能见度一般较好 在北半球 冷锋后多吹北到西北风 风速较大 补充内容 我国气旋活动 中国境内气旋活动主要分布在两个地带上 其一是由蒙古中部到我国东北的大兴安岭东部 称为北方气旋 包括有蒙古气旋 东北低压 黄河气旋和东北冷涡 其二是从我国长江中下游到日本南部海上 称为南方气旋 包括西南涡 江淮气旋 东海气旋和热低压 北方气旋和南方气旋举例 蒙古气旋 西南涡 北方气旋 活动在黄河以北 贝加尔湖以南广大地区的锋面气旋 称为北方气旋 蒙古气旋黄河气旋东北低压东北冷涡 蒙古气旋 蒙古气旋是发生或发展在蒙古中部和东部高原一带 约40 50 N 100 115 E之间 的气旋 蒙古气旋 特点 春秋季 气旋出现次数最多 冷暖空气活动频繁 冬季次之 夏季最少 锋区北移 暖空气活动占优势 天气 大风为主 降水一般不大 甚至没有 蒙古气旋的活动 总伴有冷空气的侵袭 以大风 风沙和霜冻等天气现象最主 黄河气旋 黄河气旋是指产生于黄河流域的气旋 影响黄河下游 辽东半岛 渤海 黄海北部和南部的洋面 黄河气旋 特点 一年各季均可发生 夏半年 5 9月 最频繁 天气 多造成大风 水汽充沛时有大雨和暴雨 2 温带气旋之对我国影响较大的温带气旋 南方气旋 活动在湘赣地区 江淮流域和我国东部海域的锋面气旋 称为南方气旋 西南涡江淮气旋东海气旋 2 温带气旋之对我国影响较大的温带气旋 江淮气旋 特点 春季和初夏出现较多 造成范围较大的降水和沿海大风 在冷锋前和暖锋后形成很低的碎雨云和锋面雾 能见度恶劣 春季 暖湿的东南气流常在江淮气旋的东部形成平流雾和平流低云以及毛毛雨 江淮气旋实例 地面图和降水区 江淮气旋 常出现大范围云系和降水天气 在江淮地区东部 常形成平流雾或平流低云 甚至出现毛毛雨 能见度恶劣 强盛的江淮气旋可以产生雷阵雨和大风 东海气旋 指东海海域发生 发展的气旋 形成时中心气压不低 边向东北方向移动边发展 到达日本南部海面迅速加深 有时作爆发性发展 并伴有10级以上大风 天气变化剧烈 移到千岛群岛以东洋面气压降到970 940hpa 最终在阿留申一带锢囚消失 东海气旋 特点 春季最多 冬季次之 夏秋两季最少 后部的偏北大风影响我国沿海 降水区主要分布在气旋中心附近 2 温带气旋之对我国影响较大的温带气旋 2 温带气旋之对我国影响较大的温带气旋 2 温带气旋之对我国影响较大的温带气旋 东北冷涡 东北冷涡 西南涡 south westernvortex 西南涡指出现在我国西南地区青藏高原东部的小低压 常表现在700hPa或850hPa等压面图上 形成原因由于青藏高原特殊大地形的作用 西风带的西风急流 风速大于30m s 在青藏高原南侧摩擦力的作用下会产生气旋性切变 到达高原东南侧形成气旋 天气与一般气旋类似 中间有上升气流 在移动过程中可给沿途造成雷阵雨或暴雨天气 由于四川西南部西南涡较多 所以这里阴沉天气较多 为全国雨日最多的地区 西南涡 出现在四川盆地西部和南部地区700或850hPa气层中的冷性低压天气系统 是在我国西南特殊地形的影响下产生的 西南涡活动时间 在四川盆地一年四季都可出现 以5 6月最多 西南涡的天气 西南涡在原地时 由于低涡区内气流的辐合上升作用 可以产生一些阴雨或雷阵雨天气 一般晚上天气更坏一些 夏半年常引起强烈的阵雨和雷暴 如果有适当的高空低槽或冷平流相配合 就有可能使西南涡发展和东移 当西南涡东移发展时 雨区不断扩大 降水强度亦常增强 造成我国东部许多地区的大雨或暴雨 在夏半年还常伴有雷暴发生 它是长江流域甚至华北地区严重天气的主要天气系统之一 第3节影响我国的反气旋 3 影响我国的反气旋之反气旋的分类 3 影响我国的反气旋之冷性反气旋 冷性反气旋为浅薄的气压系统 主要产生于中高纬度的寒冷地区 在北半球北极 北美洲北部和蒙古地区出现比较频繁 冷性反气旋中心空气干冷 盛行下沉气流 天气多晴朗少云 如果有逆温层的时候 会有层云 层积云和毛毛雨等天气现象 3 影响我国的反气旋之蒙古冷高压 位于蒙古地区的冷性反气旋 冬季从西伯利亚和蒙古进入我国 带来大股冷空气 所经之地气温骤降 其前缘为相应的冷锋天气 冷锋所到之处风向北转 风速猛增 常出现风沙和降雪 冷锋过后逐渐为冷高压中心控制 天气逐渐转晴 少云 寒冷 如果湿度增加 稳定度减小 也会出现局部的积状云和阵性降水 蒙古冷高压 3 影响我国的反气旋之蒙古冷高压 位于蒙古地区的冷性反气旋 冬季从西伯利亚和蒙古进入我国 带来大股冷空气 所经之地气温骤降 其前缘为相应的冷锋天气 冷锋所到之处风向北转 风速猛增 常出现风沙和降雪 冷锋过后逐渐为冷高压中心控制 天气逐渐转晴 少云 寒冷 一天北风三日寒 3 影响我国的反气旋之蒙古冷高压 当进入冷高压后部 冷高压控制范围中 偏高纬的区域 时 因盛行偏南气流 气温回升 湿度增加 云量增多 人们把这个过程概括为 三寒两暖 蒙古冷高压南行到江淮流域以南时 因气团变性 湿度增加 往往在北风过后出现阴雨天气 所以又有 三天北风两天雨 的说法 3 影响我国的反气旋之蒙古冷高压 当蒙古冷高压势力强大时 带来强冷空气的侵袭 使我国广大地区剧烈降温 出现霜冻 大风等灾害性天气 这种大范围的强冷空气活动 称为寒潮 3 影响我国的反气旋之暖性反气旋 暖性反气旋为深厚的气压系统 暖性反气旋内部一般是晴朗炎热的天气 在其南部边缘地区可出现积雨云和雷阵雨天气 按其出现位置不同 又可分为两类 一类出现在中高纬度高空的暖性反气旋 另一类出现在副热带纬度的反气旋 3 影响我国的反气旋之太平洋副热带高压 副热带高压简称副高 是位于副热带地区的暖性高压系统 对大气环流的重要作用 它对中 高纬度地区和低纬度地区之间的水汽 热量 能量的输送和平衡起着重要的作用 是大气环流的一个重要系统垂直气流特征 副热带高压的中部是强烈的下沉运动区 下沉气流因绝热压缩而变暖 所控制地区会出现持续性的晴热天气 而副热带高压的西部是低层暖湿空气辐合上升运动区 容易出现雷阵雨天气 副高 3 影响我国的反气旋之太平洋副热带高压 平均位置 副热带高压约位于南 北纬30度附近 介于热带和温带之间 我们把通常控制太平洋地区的称为太平洋副热带高气压 随季节而变化 一般在10 N 40 N之间活动天气分布 北部及西北部通常是与冷空气相交绥的地区 锋面 气旋活动频繁 形成大范围阴雨天气 南部主要受大范围赤道气团 热带风暴等系统控制 以强对流云系天气为主 3 影响我国的反气旋之太平洋副热带高压 西太平洋副高的季节性活动 具有明显的规律性 一 基本特征副高常年存在 强度和位置冬夏不同 平均情况而言 北半球 暖季 7月 比冷季 1月 强大的多暖季较冷季偏西 纬度偏高 偏北 南半球情况则有很大不同 高压单体强度暖季反而比冷季弱 纬度暖季比冷季偏高 3 影响我国的反气旋之副热带高压 如何确定副高的位置 副高的范围多以等压面图上的特征线表示 500hPa等压面图上用588位势什米线700hPa等压面图上以312位势什米线850hPa等压面图上以152位势什米线地面天气图上用1010hPa等压线 如何确定副高的位置 实际工作中最常用的方法有两种500hPa图上副高脊线即副高的近东西向长轴 脊线的南北移动表示其南退和北进 500hPa图上588什位势米等高线 588线向北向西扩展了 表示副高向北向西移动 其范围也扩大了 太平洋副热带高压 二 西太平洋副高的活动及其对我国天气的影响 一 季节位移与我国雨带的变动副高活动有明显的季节变动 其位置冬季最南 夏季最北 自冬至夏 向北向西移动 强度增强自夏至冬 向南偏东移动 强度减弱自5月至8月 副高向北推移 8月到达最北位置 以后又逐月南退 但一年中副高的季节性南北位移不是匀速进行的 而是表现出稳定少变 缓慢移动和跳跃三种形式 而且在总的北进过程中有暂时的南退 总的南退过程中有短时的北进 且北进常与西进结合 南退常与东缩结合 表现出南北振荡现象 具体过程 冬季 副高脊线一般位于15oN附近 随季节转暖 脊线缓慢向北移动 呈现出相对静止 一般情况下 4月和5月500hPa图上588线或脊线都略向北挺进 对我国华南地区天气开始产生影响 华南前汛期 三次北跳 大约6月中下旬 脊线出现第一次北跳过程 越过20oN 在20oN 25oN之间徘徊 此时江淮流域梅雨开始 7月上中旬 出现第二次北跳 脊线迅速越过25oN 以后摆动于25oN 30oN之间 雨带从长江流域移到黄淮流域 长江流域梅雨结束 7月底至8月初 出现第三次北跳 脊线越过30oN 华北雨季开始 三次北跳 另一方面 在我国南方 随着长江流域梅雨的结束 长江流域进入伏旱期 由于脊线北移 在25oN 30oN以南的洋面上 赤道辐合带随之北上 因此在10oN 15oN的洋面上 不断产生热带风暴 台风和东风波等天气系统 给我国的天气带来很大影响 此时华南地区多热带风暴活动 8月上旬以后 副高完成三次北跳 脊线位置更偏北 在30oN 35oN之间 主要雨带移至40oN以北地区 两次回跳 自9月起 脊线开始自北向南