2016年气象课件-第三章天气系统

地球大气中存在各种大大小小的天气系统，它们都在不断地运动和演变着，并产生出各种各样的天气。它们的范围（尺度）相差很大。水平范围在500—5000km的天气系统称为大尺度系统，如锋面、高压等；水平范围在50—500Km生命期为几小时到十几小时的天气系统称为中尺度系统，如台风、

等；水平范围在50Km以下，生命期只有几十分钟至二、三小时的天气系统称为小尺度天气系统，如积云、小雷暴。天气系统一般说来，尺度越大生存时间越长。飞行中经常遇到这样情况，有时飞行很长时间气象条件变化不大，而有时在很短时间内气象条件却有明显的变化，这就是气团和锋的现象。气团和锋是以温度场为主要特征而

两个概念。一气

团（4）是在水平方向上物理性质（温度和湿度）相对均匀的大范围空气。在同一气团中，各地气象要素的垂直分布(或者它们的稳定度)几乎相同，天气现象也大致一样。气团的水平尺度可达几千千米，垂直范围可

达几千米到十几千米，常从地面伸展到对流层顶。（一）气团的形成条件

1、大范围性质比较均匀的地理区域，物理性质比较均匀的地球表面，是使空气属性变得比较均匀的重要条件：海洋、大沙漠、两极等，这些区域称为气团的源地。2、空气能够在气团源地长期停留或缓慢移动

这样通过大气中各种尺度的湍流、系统性垂直运动、蒸发、凝结和辐射等物理过程与地球表面进行水汽和热量交换，经过足够长时间，使其水汽和热量分布变得比较均匀。气团的分类一、地理分类：气团是根据它所生成的源地来分类的。可分为冰洋气团（冰洋大陆气团、冰洋海洋气团

）中纬度气团（大陆、海洋）

热带气团（大陆、海洋）赤道气团（赤道地区的洋面）这种分类突出了气团的温度特征的。大陆气团和海洋气团突出了气团的湿度特征的。二、热力分类当两个气团相遇时，温度较高的气团称为暖气团，温度较低的称为冷气团。有时也根据气团的温度和它所经过的下垫面温度的比较，当气团向比它冷的下垫面移动时称为暖气团，反之相反。冷气团所经之处气温将下降暖气团经过将增温。冷暖气团是相比较存在的，不是一成不变的它们会依一定的条件，各自向相反的方面转换化。（三）气团的变性及天气1、气团的变性气团在源地形成后，其部分空气会离开源地移到与源地性质不同的地面，气团中的空气与新地表产生了热量与水分的交换，气团的物理性质就会逐渐发生变化，这种变化称为气团的变性。当气团在新的地表缓慢移动，基本上取得新源地的物理性质时，就形成了新气团，老气团的变性过程亦是新气团的形成过程。气团的天气特征（1）、移经暖地表的冷气团冷气团移到较暖的地表，下部被加热，由于低层增温，气温直减率增大，气层趋于不稳定，有利于对流发展，所以冷气团通常具有不稳定天气特征。夏季冷气团移到高温地面会形成强烈对流，冷气团水汽含量较多时常形成积状云，出现阵性降水或雷暴，对飞行影响较大。冬季冷气团也会带来不稳定天气，有对流运动出现。但由于冷气团通常水汽含量很少，多为少云或碧空天气。冷气团的天气有明显的日变化，中午和午后地面增温，对流和乱流容易发展，风速较大。夜间和清晨降温，气层趋于稳定，风速减小。冬季近地面辐射冷却，可能形成烟幕或辐射雾。冷气团中对流活跃，能见度一般较好。但有雾、风沙时能见度要较差。（2）移经冷地表的暖气团：其从下部开始逐渐冷却，气温直减率变小，气层趋于稳定，有时会形成逆温层或等温层，可引起长时间的低云幕和低能见度现象，具有稳定天气特点。汽含量较多，能形成很低的层云和层积云，有时有小毛毛雨或小雨雪，如低层空气迅速冷却，也

会形成平流雾。若暖气团比较干燥，则多为少云天气。我国的气团活动及天气特征：我国处于北半球中纬度偏南地区，地形和地表性质复杂，一般很难形成气团。境内出现的气团多从其他地区移来。经常影响我国的气团主要有两个，一个是西伯利亚气团，属中纬度大陆气团。一个是热带太平洋气团，属热带海洋气团。我国冬季主要受西伯利亚冷气团的影响，夏季主要受热

带太平洋气团暖气团的影响。春季两气团

相当，在我国大陆相互对峙互有进退，天气多变。秋季，变性的西伯利亚气团占主要地位，热带海洋气团退居东

上，我国东部地区处于单一气团的控制下，出现全年最宜人的秋高气爽天气。锋面：冷，暖气团之间的交界面称为锋面。冷暖气团相遇之后，冷气团在下方，暖气团在上，其交界面既锋面，呈向冷气团一侧倾斜的状态锋面锋是冷暖气团之间的狭窄、倾斜的过渡地带。因为不同气团之间的温度和湿度有相当大的差别，而且这种差别可以扩展到整个对流层，当性质不同的两个气团，在移动过程中相遇时，它们之间就会出现一个交界面，叫做锋面。锋面与地面相交而成的线，叫做锋线。一般把锋面和

锋线统称为锋。所谓锋，也可理解为两种不同性质的气团的交锋。锋是重要的天气系统之一锋面的三大特征(1)锋面有坡度：锋面在空间向冷区倾斜，具有一定坡度。(2)气象要素有突变：气团的温、湿、压等气象要素的差异很小，而锋两侧的气象要素的差异很大，最主要的是温度。(3)锋面附近天气变化剧烈：由于锋面有坡度，冷暖空气交接，暖空气可沿坡上升或被迫抬升，且暖空气中含有较多的水汽，因而，空气绝热上升，水汽凝结，易形成云雨天气。由于锋面是各种气象要素水平差异较大地区，能量集中，天气变化剧烈。所以，锋是天气变化剧烈的地带。—

温度场特征：锋区内温度水平梯度比其两侧气团

大。在气团的

一般在100KM内气温只相差1℃在锋面内100KM可相差5--10℃。在地面天气图上，温差特别大的地区，一般是地面锋线的位置。锋区在等压面图上表现为等温线相对密集区。二

气压场特性：锋处于低压槽中，等压线最大曲率在锋线处，这是锋附近气压分布的基本特征。锋

近时，气压逐渐降低，最低气压区在锋面上。在暖气团一侧靠近锋面时，气压慢慢降低，穿越锋面后气压迅速升高。在冷气团一侧穿越锋面时，过锋面前气压迅速降低，过锋面后气压缓慢升高。三

风的特性：由于锋处于低压槽中，所以在水平方向上从锋后到锋前，风呈气旋式转变（即逆时针旋转）在北半球风总是向右偏转，穿越锋线飞行时，为了保持原定地面轨迹，总是需要做向右的修正。锋附近的风场冷锋：是冷气团向暖气团方向移动的锋。暖气团被迫而上滑，锋面坡度较大，冷暖两方中，冷气团占主导的地位，锋面过后温度降低。暖锋：是暖气团向冷气团方向移动的锋。暖气团沿冷气团向上滑升，锋面坡度较小，冷暖两方中，暖空气占据主导地位。准 锋：是冷暖气团相当，使锋面呈来回摆动，这种锋的移动速度很小，可近似看作

。锢

锋：是冷锋追上暖锋或由两条冷锋迎面相遇而构成的复合锋如果后面的冷空气不如前面的冷空气那样冷而干，则后面相对暖的冷气团会滑行于前面冷气团之上，形成暖式锢

锋如果前面的冷气团比较暖湿，后面的冷气团比较寒冷，则后面的冷气团就楔入前面冷气团的底部，形成冷锋式锢

锋锋面天气及其对飞行的影响：

锋面天气主要是指锋附近的云、降水、风、能见度的分布情况。

锋面天气多种多样，虽然有的锋面也产生相对平静的天气，但有的锋面天气非常强烈并且有巨大的危害。在穿越锋面飞行前，应当获取一份完整的天气报告，以便了解可能遇到的天气状况。暖锋与暖锋云系当暖气团前进，冷气团后退，这时形成的锋面为“暖锋”。暖锋的坡度很小，约为1/150。由于暖空气一般都含有比较多的水汽，且又是起主导作用，主动上升前进，在冷气团之上慢慢地向上滑升可以达到很高的高度，暖空气在上升过程中绝热冷却，达到凝结高度后，在锋面上便产生云系。如果暖空气滑升的高度足够高，水汽又比较充沛时，暖锋上常常出现广阔的、系统的层状云系。暖锋降水主要发生在雨层云内，是连续性降水。在暖锋锋下的冷气团中，由于空气比较潮湿，在气流辐合作用和湍流作用下，常产生层积云和积云如果从锋上暖空气中降下的雨滴在冷气团内发生蒸发，使冷气团中水汽含量增多，达到饱和时，会产生碎积云和碎层云。如果这种饱和凝结现象出现在锋线附近的地面层时，将形成锋面雾。以上是暖锋天气的一般情况，但是在夏季暖空气不稳定时，也可能出现积雨云、雷雨等阵性降水暖锋天气云系的演变顺序（从冷空气向暖空气飞）卷云Ci-卷层云Cs-

云As-雨层云Ns暖气团稳定时，云中气流比较稳定，多数不会影响飞行。但是，暖锋、锋线附近和降水区内能见度很差，云高度很低，具有仪表（复杂气象）飞行条件。暖锋中如果暖空气潮湿而不稳定，形成的积雨云常隐藏在其他云层中。秋、冬季和早春，暖锋中容易产生严重积冰，由于锋两侧温差可达5—10度，故两侧积冰区的高度不同。可相差800—

1500米当地面报告有冰丸时，较高的高度上会碰到冻雨。云中飞行比较平稳，过锋区有轻颠，大气不稳定时会有颠簸。冷锋天气冷锋：是冷气团向暖气团方向移动的锋。暖气团被迫而上滑，锋面坡度较大，冷暖两方中，冷气团占主导的地位。冷锋天气：（从暖空气向冷空气飞）云系的演变顺序雨层云Ns-

云As-卷层云Cs-卷云Ci缓行冷锋(第一型冷锋)的天气冷锋中，移动速度较慢的叫缓行冷锋。缓行冷锋坡度比较平缓，暖空气沿锋面向上爬升，当缓

行冷锋中冷气团较稳定时，通常在锋后沿锋面形成层状云系，其出现次序是雨层云Ns-

云As-卷层云Cs-卷云Ci。当缓行冷锋与不稳定空气相遇时，在锋线上和锋后不远处形成大量的层状云和对流云，积雨云和雨层云可能在地面锋线附近生成，产生积冰和乱流等恶劣天气。在降水区常有低碎云发展，影响飞行能见度，有时也会有锋面雾出现。大气稳定时，云中飞行有轻微的颠簸，在过锋区和大气不稳定时，颠簸较强。秋冬和早春要注意锋面云系中的飞机积冰。当水汽条件不足时，锋面可能无云，但此时要注意飞越锋面时的颠簸。急行冷锋（第二型冷锋）的天气冷锋中移动速度较快的叫急行冷锋。这种快速移动的冷锋是被它后面远离锋面的强大高压系统推动的。地面摩擦作用使锋的移速减慢，引起锋的前沿部分向外凸起，使得锋面坡度变陡，产生

上升运动。急行冷锋产生的天气特别强烈，其云系和降水主要分布在地面锋线前和锋线附近十分狭窄的区域，两侧温湿差异很大。急行冷锋迫使暖空气上升，如果水汽含量充分，且大气不稳定，将沿锋线产生一条狭窄的积状云带，并能形成旺盛的积雨云。其特点是强度大，许多个雷暴云沿锋线排列成行，组成一条宽几千米至几十千米，长几百千米的狭长

雷暴带。这种冷锋多出现在夏季，当它来临时，往

往

狂风骤起，乌云漫天，暴雨倾盆，电闪雷鸣，有时伴有冰雹，然而为时短暂，锋线过后

，天空就豁然开朗。当急行冷锋的暖气团稳定时，出现的是层状云系由

于云区较窄，锋线一过便云消雨散，但风速迅速增加，常出现大风。大多数冷锋天气具有一些共同特征：常生成积状云，有阵性降水和较强的乱流；

伴有强烈阵风；锋面过境后天气晴朗，能见度好.以上冷锋锋面天气模式，都是假设水气充足。当暖空气、较干燥时，冷锋上往往只出现一些中高云，甚至无云的干冷锋，但锋后多大风和风沙降温显著。冬季冷锋位于 以北时，常表现为干冷锋。准锋天气天气与暖锋类似，由于其锋的锋面坡度最小，暖空气沿锋面缓慢爬升，云层和降水区比暖锋更为广阔，降水强度虽小，持续时间很长。若暖空气潮湿不稳定，常可出现积雨云和雷阵雨。锋天气夜晚比白天更加不稳定。锋区域飞行，不宜目视（简单气象）条件一般准在准飞行。在稳定天气形式下可进行仪表（复杂气象）训练飞行。锢

锋天气：锢

锋系由两条锋面相遇而成，故其云系和降水与原来两条锋面的云系有关。在形成初期锢

点处上升气流加强，天气变得更坏，云层增厚，降水增强，范围增大，在锢

锋区域飞行，在锢点以上将会遇到较广阔的云层和降水，还可能有雷暴、积冰和颠簸。锢

点以下在低压中心附近广大范围存在恶劣能见度和低云。随锢锋的发展，暖气团被抬升得越来越来高，气团中的水汽因降水消耗而减少，云层变薄趋于消散，天气逐渐变好。1、下面关于气团的叙述那一个正确A、我国地域广大，能形成各种气团B、气团离开发源地性质就会改变C、气团只形成于极地和大洋地区B2、在高空等压面图上，锋区表现为A、大风区B、等高线密集区C、等温线密集区C3、下列何种现象是引起锋面在空间呈倾斜状态的因

一A、地形的阻挡B、锋面的移动C、地球的自转C4、高空锋区偏在地面锋线的A、后面B、暖气团一侧C、冷气团一侧C5、与不稳定大气有关的天气现象是A、层状云B、中度到差的能见度C、在积状云和降水区外能见度好C6、锋面中的连续降雨说明有A、带中等湍流的层状云B、带轻度紊流或不带紊流的积云C、带轻度紊流或不带紊流的层状云C7、在我国，下列何种天气系统是由于特殊的地形造成的A、西南低涡A8、关于冷式锢B、热带风暴

C、锢

锋锋，下列说法哪个正确A、暖锋前面的冷空气比追上它的冷锋后面的空气暖B、暖锋前面的冷空气，与追上它的冷锋后面的空气一致C、暖锋前面的冷空气比追上它的冷锋后面的空气冷A在锋面两侧，下面何种气象要素的差异最大

气温飞机由暖气团一侧穿过冷锋飞行时，飞机的升限将要增大气旋与反气旋的特征和分类大气中存在着各种大型的旋涡运动，有的呈逆时针方向旋转，有的呈顺时针方向旋转，有的一面旋转一面向前运动，有的却停留原地少动，有的随生随消，有的却出现时间相当长。它们就象江河里的水的旋涡一样。这些大型旋涡在气象学上称为气旋和反气旋。气旋和反气旋的特征气旋是中心气压比四周低的水平旋涡。在北半球，气旋区域内空气作逆时针方向流动，在南半球则相反；反气旋是中心气压高于四周气压低的水平旋涡。在北半球，反气旋区域内的空气作顺时针方向流动，在南半球则相反。气旋和反气旋一般也称低压和高压。气旋与低压常常混用，气旋是按流场特征命名的，低压是按气压场命名的。1、气旋的水平尺度：以其最

一条闭合等压线的直径长度表示。1000—3000Km，小的只有200Km。2、强度：用其中心气压值来表示，气旋气压值愈低，气旋愈强；反气旋中心气压愈高，反气旋愈强。地面气旋的中心气压值一般在970---1010hpA之间。发展十分强大的气旋，其中心可低于935hpA在锋面气旋中飞行气象条件通常是比较复杂的，特别是穿越气旋中的锋面飞行时，不仅可遇到雾、低云、降水，也可能遇到雷暴、飞机积冰和严重的颠簸等恶劣天气。气旋在低层大气里，特别是在近地面附近，风向与等压线斜交，所以气旋在北半球是一个按逆时针方向旋转向中心汇集的气流系统；在南半球是按顺时针方向旋转向中心汇集的气流系统。由于气流从四面八方在气旋中心相汇，必然产生上升运动，气流升至高空又向四周流出，这样才能保证低层大气不断地从四周向中心流入，气旋才能存在和发展。气旋的存在和发展必须有一个由水平运动和垂直运动所组成的环流系统。因为在气旋中心是垂直上升气流，如果大气中水汽含量较大，就容易产生云雨天气。所以每当低气压（或气旋）移到本区时，云量就会增多，甚至出现阴雨的天气。影响我国的气旋对我国影响较大的有东北气旋和江淮气旋东北气旋主要活动于我国东北，一年四季均可出现，以春秋特别是四、五月活动频繁其强度也最大。常产生大范围的大风、风沙、雷暴和强烈降水等

性天气。江淮气旋是指我国长江中下游、淮河流域一带经常出现的锋面气旋。由于这一地区水汽充沛，发展完整的江淮气旋常出现大片云系和降水。春季江淮气旋东部，东南风把海上暖湿气输送到大陆，常形成平流雾或平流低云，甚至出现毛毛雨，能见度十分恶劣。初夏江淮气旋造成我国长江流域连绵梅雨天气。发展强盛的江淮气旋，不但可以产生雷阵雨，也可产生较强的大风。反气旋在同一高度上，中心气压高于四周的，大范围空气的水平涡旋。在低层大气里，特别是在近地面附近，因为反气旋的气流是由中心旋转向外流动。所以，在反气旋中心必然有下沉气流，以补充向四周外流的空气。否则，反气旋就不能存在和发展。所以反气旋的存在和发展必须具备一个垂直运动与水平运动紧密结合的完整的环流系统。由于在反气旋中心是下沉气流，不利于云雨的形成。所以，在反气旋控制下的天气一般是晴朗无云。若是在夏季，则天气炎热而干燥。如果反气旋长期稳定少动，则常出现旱灾。我国长江流域的伏旱，就是在副热带反气旋长期控制下造成的。冬季，反气旋来自高纬大陆，往往带来干冷的气流，严重者可成为寒流。槽线和切变线槽线是水平气压场的特征线，它是低压槽中各等压线弯曲最大处的连线，也是风向的气旋性切变最大的地带。横穿槽线飞行：阴雨天气、风向风速变化明显，北半球先遇到左侧风，过槽线后转为右侧风，槽区由于气流切变常有乱流，使飞机发生颠簸。切变线是水平流场的特征线，具有气旋式的风场不连续线。它的两侧风向、风速有明显差异，但温度没有多大差异。根据流场形式其可分为三种切变线第一种：由偏北风与西南风构成，性质与冷锋相似，一般自北向南移动第二种：由东南风与西南风构成，性质与暖锋相似，一般自南向北移动第三种：由偏东风与偏西风构成性质与锋相似，很少移动切变线常见于700hpa或850hpa等压面，即中低

空。可以有也可以没有锋区与之配合，但在切变线的南侧或东南侧常伴有