天气学习题分析

1、作业1什么是气团？气团形成需要什么条件？答：气团指在水平方向上物理属性比较均匀、水平梯度小的大块空气。其水平范围可达几千公里，垂直高度可达几公里到十几公里；气团的形成条件：1)大范围物理属性相对均匀的下垫面。2)合适的环流条件，以保证空气停留时间较长。气团形成主要通过哪些过程？答：(1)辐射，是空气与下垫面、空气与空气之间交换热量的一种方式。(2)乱流和对流，可以把低层空气获得的热量和水汽带到上空，从而使较厚气层的属性受到下垫面的影响。(3)蒸发和凝结，是空气与下垫面、空气与空气之间交换水分和热量的一种方式。(4)大范围的垂直运动。气团离开源地后是如何变性的？为什么一般冷空气变性快？答：随着下

2、垫面性质的改变，气团属性也发生改变；由于冷空气稳定度变小，乱流对流易发展。暖气团经过冷气团地面，气层更趋于稳定。所以冷空气变性比暖空气速度快。影响我国的气团主要有哪些？答：西伯利亚气团、热带大陆气团、热带海洋气团、赤道气团。理解锋的概念，锋的三维结构。答：当不同物理属性的气团靠近，如冷、暖气团靠近时，密度大的冷气团通常会契入暖气团的下方，于是冷暖气团之间形成向冷气团一侧倾斜的狭窄过渡区，这种不同物理属性气团之间倾斜的狭窄过渡区域成为锋区或锋。图1为锋的三维结构。冷空气契入暖空气下方，所以暖空气在锋的上方，冷空气在锋的下方，锋区与暖气团的界面称为上界面，锋区与冷气团的界面称为下界面。上界显7图1

3、按锋的移动情况，可将锋面分为哪几类？答：(1)冷锋。锋面在移动过程中，若冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动，这种锋面称为冷锋。(2)暖锋。锋面在移动过程中，若暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动，这种锋面称为暖锋。(3)准静止锋。若冷暖气团势力相当，或因为地形阻挡，锋面移动很慢时，称准静止锋。(4)锢囚锋。低压气旋内，冷锋追上暖锋或者两冷锋相遇而形成。什么叫锢囚锋？可分为哪几类？答：低压气旋内，冷锋追上暖锋或者两冷锋相遇，暖气团、较冷气团和更冷气团相遇时形成的交界面称为锢囚锋；锢囚锋可分为冷式锢囚锋(冷锋后的冷气团比暖锋前冷气团比更冷)，如图2。暖式锢囚锋(暖锋前冷气团比冷锋后的

4、冷气团更冷)，如图3。中性锢囚锋(锋前锋后的冷气团属性无大差别)，如图4。A图2冷式锢囚铎更嫁团|A睜九团按锋的存在空间情况，可将锋面分为哪几类？答：(1)对流层锋，地面向上伸展达对流层中层(500hpa)。(2)地面锋，地面向上伸展不到1500km(850hpa)。(3)空中锋:只在空中出现不接地的锋。作业2锋在空间为什么呈倾斜状态，有什么天气意义？答：锋面坡度的形成和维持是地转偏向力作用的结果。锋的一侧是冷气团，另一侧是暖气团，由于冷暖气团密度不同，低层冷气团气压大于暖气团，在两气团间便产生了一个由冷气团指向暖气团的水平气压梯度力(G)，这个力迫使冷气团呈楔形伸向暖气团下方，并力图把暖气团

5、抬挤到它的上方，使两者分界面趋于水平。然而，当水平气压梯度力开始作用时，地转偏向力(A)就随之起作用，并不断地改变着冷空气的运动方向，使其逐渐同锋线趋于平行。当地转偏向力和锋面气压梯度力达到平衡时，气流平行于锋面作地转运动，这时冷、暖气团的分界面就不再向水平方向过渡而呈现为倾斜状态。由于锋面在空间呈倾斜状态，使得各等压面上的等温线密集区位置随高度升高不断向冷区一侧偏移。因而，高空锋区位于地面锋的冷空气一侧，锋伸展得高度愈高，锋区偏离地面锋线愈远。天气意义：(1)锋面倾斜是气压梯度力与科氏力动态平衡的结果，是旋转地球上的特征；(2)锋面附近大气的斜压性很强，储存着斜压有效位能，锋附近暖空气爬升和

6、冷空气下沉伴有斜压有效位能的释放，天气系统在锋面附近易获得发展;(3)锋面附近冷空气抬升暖空气有利于成云致雨。影响锋面坡度处于平衡状态的原理？答：1)锋面两侧存在较大温差，构成压容力管，从而引起环流加速度产生环流；2)环流加速度使暖空气上升，冷空气下沉，使锋面向冷区倾斜；3)偏向力矩导致的环流加速度达到平衡，锋面坡度处于平衡状态。影响锋面坡度的因子有哪些，各有什么影响？答：1)纬度。高纬锋面坡度大于低纬锋面坡度。2)与锋面两侧温差呈反比。3)与锋面的移动速度有关。4)与平均温度呈正比。夏季锋面坡度比冬季明显。5)锋面性质。冷锋大于暖锋。一般来说锋区内的涡度比锋区外涡度大，为什么？答：当锋为温度

7、1级不连续时，根据坡度公式：C/)_(%/)tga=、,i=L,NigQyi由于锋区内外温度水平梯度的不连续，故风的水平切变也不连续。因为(血丫，于是有竺V6丿e丿切变，Vu。丿iVu。丿iVt4Ji所以锋区内气旋性切变大于周边地区，即锋区内涡度比锋区外涡度大。，即-伫76丿葺表示气旋性作业3形成锋面天气的主要条件是什么？其各自又与哪些因素有关？答：形成锋面天气的主要条件：充足的水汽，锋附近的垂直运动，层结稳定度；锋附近的垂直运动：摩擦辅合作用，锋面抬升作用，冷暖平流的作用。水汽和层结稳定度：取决于暖气团，一般层结稳定和水汽含量高的暖空气沿锋面爬升时，形成层状云和连续性降水，但若暖空气水汽含量

8、大和层结不稳定，则可形成对流性云和阵性降水。冷锋、暖锋天气分布模式有什么特点，在应用这些模式进行预报时应注意些什么？答：(1)暖锋：降水发生在锋前还是锋后，主要视暖锋低空的辅合强度和高空槽线的位置而决定。若暖锋低层辅合明显，且700hpa槽线或气旋式曲率大的地方大致在地面暖锋上空，则暖锋前降水较大；若700hpa槽线或气旋式曲率大的地方在暖锋后很远，而暖锋上空的700hpa等高线又具有反气旋曲率，则降水将在暖区发展；同样，若暖空气层结不稳定，暖锋上可发展积雨云和雷阵雨天气；相反，当暖空气很干燥，水汽含量少时，锋面上可能只有中高云，甚至无云出现。(2)第一型冷锋：700hpa的高空槽线落在地面锋

9、线的后面，如果暖空气比较湿而稳定，则锋面的天气由晴转多云天气，冷锋过后，风雨交加，700hpa高空槽过后大于即停，转为中云天气，待500hpa高空槽过后才会转为晴或高云天气。降水发生在700hpa槽线与地面锋线之间区域。第二型冷锋：锋线附近暖气团的剧烈上升运动和高空锋区上的下沉运动会强烈发展成积雨云，出现雷暴，甚至冰雹、飑线等对流性不稳定天气。由于天气会随时间和地点的变化而变化，在分析锋面天气时，应用这些天气模式进行预报时，必须对具体情况具体分析。在层结不稳定、水汽充足的条件下，当一暖锋向本站移来，本站天气将会怎样变化？答：本站天气可能开始是晴朗的，然后依次观察到卷云和卷层云，高层云、雨层云等

10、云系，云层逐渐变低，接下来可能出现连续的阴雨天气，阴雨天气过后气温升高，天气恢复晴朗。作业4如何理解锋在天气变化中的重要性？答：(1)锋面附近气旋要素及天气有显著的变化。(2)锋面的倾斜使得锋面具有特殊的天气和动力学意义。(3)我国各种天气变化无不与锋联系在一起。我国准静止锋活动的主要地区，及其形成原因？答：我国长江流域及华南地区常能见到冷暖气团对峙形成的准静止锋。而天山、秦岭、南岭和云贵高原等地区常见到冷锋由于受到高山阻挡而形成的静止锋。作业5锋生天气形势有哪些？答：锋生的天气形势主要包括高空的温压场形势以及地面气压场形势。冷锋锋生时，高空常有冷性低槽发展，槽后有较强的冷平流。地面冷锋锋生发

11、生在低压槽或者冷高压前部；暖锋锋生时，高空在700hPa或850hPa上有暖式切变线，在切变线南部有较强的暖平流。锋生锋消的影响因子？答：(1)水平气流的作用：对锋生锋消起主要作用，各高度上都有作用。(2)垂直运动的作用：中层作用较大，正环流有利锋消，逆环流有利锋生；地形引起的垂直运动通常利于锋消。(3)非绝热变化的作用：下垫面热力影响利于低层锋消，潜热加热利于中层锋生，与其相伴出现的垂直运动作用相反。实际工作中判断锋生、锋消的主要依据是什么？从气压场形势考虑哪些场合有利于锋生？答：实际工作中更多分析锋在地面图上表现清楚的程度和锋附近天气现象、要素场(低槽、气旋性切变、变压差、露点差、气温差、

12、云和降水)特征的变化，当这些特征表现得比以前时刻更明显，锋面附近天气现象也加强时，称为锋生，反之称为锋消；在“V”型槽中有利于锋生，在低压中心前部，有利于暖锋锋生；在低压中心后部，有利于冷锋锋生。(2)鞍型场一般有利于锋生。作业61.锋面坡度形成的物理原因和影响因子？答：锋面两侧存在较大温差，构成压容力管，从而引起环流加速度产生环流。环流加速度使暖空气上升，冷空气下沉，使锋面向冷区倾斜。偏向力矩导致的环流加速度达到平衡，锋面坡度处于平衡状态。影响因子：1)纬度。高纬锋面坡度大于低纬锋面坡度。2)与锋面两侧温差呈反比。3)与锋面的移动速度有关。4)与平均温度呈正比。夏季锋面坡度比冬季明显。5)锋

13、面性质。冷锋大于暖锋。2.锋面坡度的推导(温度为0级不连续)。在冷锋、暖锋和准静止锋及冷式、暖式、锢囚锋附近的三小时变压场分布有何特点？答：暖锋前，由于冷气柱随时间变短，故有负3小时变压；冷锋后，由于冷空气柱增长，故有正3小时变压；准静止锋由于少动，两侧变压分布相近；暖式锢囚锋由于冷锋迭置于暖锋之上，正变压扩展到锋前。在垂直方向上，自下而上穿过冷锋、暖锋和准静止锋时，风向有什么变化？为什么？答：在垂直方向通过锋时，风向随高度变化与锋的类型相联系，根据热层风性质，冷锋为冷平流，故自下而上通过锋时，锋随高度逆转，通常低层吹西北风，上层吹西南风；暖锋为暖平流，故自下而上时，锋随高度顺转，通常低层吹东

14、南风，上层吹西南风；准静止锋平流不明显，故自下而上通过锋时，风向变化不大或近似180转变。简述第一型冷锋和第二型冷锋的天气分布特点。答：(1)第一型冷锋：地面锋线位于高空槽前，是移速较慢的上滑锋，其天气和暖锋天气相似，只是云雨次序和暖锋相反。(2)第二型冷锋：地面锋线位于空中槽线附近或槽后，是下滑锋，它在近地面层处有时近于垂直或前倾。在地面锋前，多为对流性天气，有时伴有飑线，可产生冰雹、龙卷等剧烈天气。锋生锋消的影响因子有哪些？答：(1)水平气流的作用：对锋生锋消起主要作用，各高度上都有作用。(2)垂直运动的作用：中层作用较大，正环流有利锋消，逆环流有利锋生；地形引起的垂直运动通常利于锋消。(3)非绝热变化的作用：下垫面热力影响利于低层锋消，潜热加热利于中层锋生，与其相伴出现的垂直运动作用相反。简述凝结潜热释放在锋生中贡献。答：如果空气中水汽含量比较充沛，则凝结释放的潜热对于锋生的影响也很大。一般来说，凝结主要出现在暖气团中，因而使暖气团增暖，使得温度梯度将加大，加强锋两侧的热力对比，(色VO,F0，有利于锋生。QyJdt丿3