天气系统和天气过程课件

天气系统和天气过程

天气过程：

各种天气系统相互配合，随着时间和空间的变化过程。

天气：

一地短时间内的大气状况及其变化的总称。一地短时间内各种气象要素综合表现出的大气物理状态。

天气系统：

具有一定的结构特征，并能产生一定天气的大气运动系统。第一节主要的天气系统气团锋气旋反气旋高空槽脊切变线、低涡、低空急流

天气系统尺度的划分：

尺度的概念

尺度是表征一个系统在空间上的大小，或在时间上持续的长短。

天气尺度的划分从水平尺度及持续时间来划分。

水平尺度（km）时间尺度大尺度>400几日～几十日中尺度4～40几小时～几十小时小尺度0.04～

4几分钟～几小时微尺度<0.04几十秒～十几分钟中纬度低纬度长波温带气旋反气旋云团热带气旋锋面飑线背风波

中尺度对流群积雨云龙卷对流单体边界层涡动

边界层涡动一、气团

定义

大范围的空气团，在其内部气象要素的水平分布比较均匀，垂直分布基本一致，在其控制的区域内，天气气候特征也大致相同。

气团的概念

尺度水平尺度几百千米，垂直尺度几至十几千米

气团的形成和变性

形成的条件①大范围性质均匀的下垫面；②适合的环流条件（反气旋）。

气团的变性变性气团

气团内部多晴好天气冷暖气团交界处多阴雨天气

气团的分类

分类标准地理分类、热力分类

地理分类（气团源地的地理位置和下垫面性质）气团北极气团（冰洋气团）：65°N以北的极地地区极地气团热带气团赤道气团（赤道海洋气团）：赤道地区极地大陆气团：西伯利亚和蒙古、加拿大和阿拉斯加极地海洋气团：北太平洋、北大西洋的中纬度海洋上热带大陆气团：北非、西南亚的副热带沙漠地区热带海洋气团：副热带高压控制的海洋上

热力分类（气团的相对温度）气团冷气团

北极气团、极地气团暖气团

热带气团、赤道气团

我国境内的气团

冬季西伯利亚气团（绝大部分地区）热带太平洋气团（东南沿海）南海气团（云南）西伯利亚气团热带太平洋气团南海气团热带太平洋气团（东部地区）、热带大陆气团

（西部地区）、赤道气团（长江以南地区）、西伯利亚气团（长城以北、大西北）、极地太平洋气团（东北地区）

夏季西伯利亚气团热带太平洋气团极地太平洋气团赤道气团热带大陆气团二、锋

锋的概念

锋区（锋面）冷、暖气团之间的过渡区域。700hPa地面冷气团暖气团

锋面天气锋面附近的云、雨、风等天气，成为锋面天气。

锋面两侧的气象要素和天气状况气象要素有明显差异，天气变化十分剧烈。

锋的分类北极气团

气团源地冰洋锋（北极锋）极锋热带锋（副热带锋）极地气团热带气团赤道气团

锋的移动方向冷锋暖锋准静止锋锢囚锋冷暖冷暖冷暖冷冷暖冷锋暖锋准静止锋锢囚锋

冷锋

冷锋过境后的天气降温和偏北大风

副冷锋的概念

冷气团在移动过程中，由于变性的程度不同，或有冷空气补充南下时，在冷锋（主锋）的后面，即同一冷气团内又可形成一条新的冷锋，称之为副冷锋。

冷锋分类根据移动速度和天气特征划分：第一型冷锋（缓行冷锋）第二型冷锋（急行冷锋）第一型冷锋（缓行冷锋）第一型冷锋（缓行冷锋）冷暖雨层云高层云卷层云卷云锋后连续性降水，雨区宽150～200km不稳定时，出现积雨云，形成阵性降水第二型冷锋（急行冷锋）夏半年积雨云阵性降水冬半年层状云（卷云、卷层云、高层云、雨层云）连续性降水第二型冷锋（急行冷锋）冷暖锋前降水，雨区宽几十km干冷锋：无云、无降水大风（风沙）

暖锋

暖锋过境后的天气升温暖锋冷暖雨层云高层云卷层云卷云锋前连续性降水雨区宽300～400km不稳定时，出现积雨云，形成阵性降水华北静止锋、江淮静止锋、华南静止锋、南海静止锋冷暖雨层云高层云卷层云卷云北侧：偏北、东北风；南侧：偏南风静止锋北侧连续性降水（连阴雨天气）雨区宽600km不稳定时，出现积雨云，形成阵性降水

准静止锋（静止锋）天山静止锋、昆明静止锋冷暖无云、无降水层积云、雨层云少量降水地形静止锋

云层加厚降水加强降水区扩大冷冷暖东北地区华北地区

锢囚锋三、气旋

气旋的概念

定义

气旋是指在同一高度上中心气压比周围低、占有三度空间的大尺度涡旋。低压（气压场）中心气压比周围低气旋（流场）气流逆时针旋转（北半球）气流顺时针旋转（南半球）

表示水平尺度：以最外围的一条闭合的等压线的直径长度来表示。强度：以中心气压值表示。气旋的发展（加深）气旋的减弱（填塞）

天气：多阴雨天气

气旋的分类地理区域温带气旋中高纬地区热带气旋热带海洋锋面气旋地方性气旋锋前热低压地形低压热低压热力结构锋面气旋无锋气旋热带气旋地方性气旋

温带气旋（锋面气旋）

结构活动在中高纬地区的气旋，多为锋面气旋。

锋面气旋是一个呈逆时针方向旋转的涡旋，自中心向前方伸展出一条暖锋，向后方伸展出一条冷锋，冷、暖锋以南为暖空气，以北为冷空气。锋面气旋天气模式

锋面气旋在对流层的中下层主要是辐合上升的气流，产生云和降水天气。

天气

云：近中心宽、远中心窄

降水：近中心对流云，阵性降水；远中心降水区较宽。

如果暖空气为热带大陆气团，锋面上无降水或出现一些薄云；

如果暖空气为热带海洋气团，当空气层结稳定时，锋面上出现一些层云和雾；当空气层结不稳定时，易有对流性天气发展。

风：暖区一侧偏南大风，冷区一侧西北大风，在干燥季节，伴随大风会出现风沙。

东亚气旋北方气旋45～55°N南方气旋25～35°N蒙古气旋东北气旋黄河气旋黄海气旋江淮气旋东海气旋

东亚气旋沿着对流层500hPa或700hPa气流的方向移动，并最终移向阿留申群岛及其以东的北太平洋海域。

四、反气旋

反气旋的概念

定义

反气旋是指在同一高度上中心气压比周围高、占有三度空间的大尺度涡旋。高压（气压场）中心气压比周围高反气旋（流场）气流顺时针旋转（北半球）气流逆时针旋转（南半球）

表示水平尺度：以最外围的一条闭合的等压线的直径长度来表示。强度：以中心气压值表示。反气旋的发展（加强）反气旋的减弱

天气：多晴朗天气

反气旋的分类地理区域极地反气旋（极地高压）极地温带反气旋（冷高压）中高纬地区副热带反气旋副热带副热带高压（副高）对流层中下层海洋上大陆高压（高原高压）对流层上层大陆高原上热力结构冷性反气旋（冷性高压）温带反气旋暖性反气旋（暖性高压）副热带反气旋

温带反气旋（冷高压）

活动在中高纬地区的反气旋。格陵兰、加拿大、西伯利亚和蒙古。

分类准静止型冷高压源地（西伯利亚和蒙古地区）移动型冷高压东移南下，入侵我国

天气状况

通常是晴朗的天气，风力不大。有时在夜间或清晨会出现辐射雾，日出后逐渐消散。当有逆温层存在且水汽较多时，逆温层下常出现层云、层积云，产生毛毛雨和雾等天气现象，能见度较坏。外围往往有锋面存在，尤其是在移动性冷高压的外围，其前部（东部或东南部）具有冷锋天气特征，后部（西部）具有暖锋天气特征。

副热带反气旋（副热带高压）出现在副热带地区的暖性反气旋。

分类副热带高压（副高）对流层中下层海洋上大陆高压（高原高压）对流层上层大陆高原上太平洋副热带高压（北太平洋副高、夏威夷高压）大西洋副热带高压（北大西洋副高、亚速尔高压）南亚高压（青藏高压、亚洲季风高压）墨西哥高压

太平洋副热带高压

西太平洋副热带高压（副高）冬→夏位置北移西伸，强度增强夏→冬位置南辙东退，强度减弱冬季在南海形成独立的南海高压范围：500hPa等压面588位势什米线位置：500hPa等压面120°E副高脊线G120°E副高脊线西南风东南风500hPa等压面纬度

副高的天气GG副高脊线120°E中国雨带6～10纬距

西、北侧：多锋面阴雨天气

南侧：通常为晴好天气台风，恶劣天气

东侧：干旱天气

副高的移动与中国雨带时间副高脊线中国雨带冬季315°N华南沿海春季2～４15～20°N华南前汛期6第一次北跳初夏20～25°N江淮梅雨7第二次北跳盛夏7、825～30°N华北、东北雨季秋季9南辙南辙

南亚高压

定义

南亚高压是夏季出现在青藏高原及邻近地区上空的对流层上部的大型高压系统，又称青藏高压或亚洲季风高压。

移动与中国降水的关系

当南亚高压的中心偏东时，西太平洋副热带高压常西伸北跳，控制我国长江中下游地区，长江流域少雨，西北、东北一带多雨；

当南亚高压的中心偏西时，西太平洋副热带高压往往偏东偏南，雨带处在长江流域，江淮地区多雨。

五、高空天气系统

西风带槽脊

中高纬度地区高空盛行着波状的西风带气流，西风带槽脊可以看成是叠加在西风气流上的波动，波谷对应着高空低压槽（高空槽），波峰对应着高空高压脊（高空脊），高空槽脊一般相伴出现。

超长波（1～3个），长波（4～7个），短波（≥8个）槽线槽线脊线脊线极涡

D副高G槽前脊后上升运动阴雨天气槽后脊前下沉运动晴朗天气活动与中国的高空槽：西北槽、青藏槽、印缅槽

低涡低空或高空闭合的低压环流。低涡低空低涡

低空

西南涡、西北涡、高原涡高空冷涡

低空～高空

东北冷涡、华北冷涡西南涡

形成于四川西部气流辐合上升，阴雨天气东移时，发展，降水加强第二节天气预报简介

对某地未来一定时段的天气状况进行定性或定量的推测称为天气预报一、天气预报的种类预报时效短期预报3天以内中期预报未来3～15天长期预报未来一个月到一年预报内容天气形势预报气象要素预报预报范围大范围中等小范围二、天气预报的方法天气图预报数值预报概率统计预报看云识天气简易天气图点聚图谚语广播、电视121声讯网络有偿服务谚语太阳戴帽，风雨快到月亮穿衣，非阴即雨星星眨眼，离雨不远霜重看晴天，瑞雪兆丰年乌云遮落日，不落今日落明日十雾九晴，不晴沟满壕平露水起晴天，阴天夜无露东虹日头西虹雨日晕三更雨，月晕午时风天闪无雷不下雨大风夜无露公鸡打鸣，雨后必晴若要晴，看山青；若要阴，看山浑冬暖天要荒，东冷有福享第三节我国主要的农业天气低温灾害旱涝灾害台风天气对流性天气过程

寒潮天气过程：一种大规模的强冷空气的活动过程。

寒潮天气：剧烈的降温和大风；

有时伴有雨、雪、雨凇、霜冻、风沙、雷暴（春秋的江南地区）

寒潮大风：西北大风（东北、内蒙古）偏北大风（华北、黄淮）东北大风（长江以南）一、低温灾害

概念㈠、寒潮天气过程

冷空气强度的划分一般冷空气冷空气寒潮：一次冷空气活动，

使长江中下游及以北地区48小时内降温＞10℃，冬季长江中下游地区（春秋季江淮地区）Tm≤4℃。陆地有相当于三个行政大区出现5～7级偏北大风，沿海有三个海区出现＞7级大风。强寒潮：一次冷空气活动，

使长江中下游及以北地区48小时内降温＞14℃，冬季长江中下游地区（春秋季江淮地区）Tm≤4℃。陆地有相当于3～4个行政大区出现5～7级偏北大风，沿海所有海区出现＞7级大风。强冷空气：一次冷空气活动，

使淮河以北地区48小时内降温＞8℃，冬季江淮地区（春秋季黄淮地区）Tm≤4℃。陆地有相当于两个行政大区出现5～7级偏北大风，沿海有两个海区出现6～8级大风。

寒潮出现的时间

最早：9月下旬最晚：5月最多：春季3～4月，秋季10～11月尤其是春季3～4月持续时间：3～4天，长的可达8～9天

冷空气的源地和路径冰岛以南的大西洋上新地岛以西的北冰洋上新地岛以东的北冰洋上关键区中西伯利亚70～90°E43～65°N关键区西北路（中路）东路西路

危害

农业晚春：使幼嫩的作物和果树遭受冷害或晚霜的冻害。秋季：初霜往往使作物的收成受到影响。冬季：使我国大部分地区的越冬作物和果树受到不同程度的冻害。

畜牧业北方大风雪使牧区牲畜遭到冻饿和死亡。

渔业在海上，由于寒潮常形成风力6级以上的大风和浪高3米以上的大浪，使渔业生产不能正常进行。

有益方面低温和大雪对于冬小麦的越冬和消灭病虫害是有利的。

㈡、霜冻

定义

在植物生长季内，由于土壤表面、植物表面及近地气层的温度降到0℃以下，引起植物体冻伤害的现象。

类型

根据霜冻发生的时期，可分为早霜冻和晚霜冻两种。

早霜冻（秋霜冻、初冬霜冻、初霜冻）：

晚霜冻（春霜冻、晚冬霜冻、终霜冻）：是由温暖季节向寒冷季节过渡时期发生的霜冻。

是由寒冷季节向温暖季节过渡时发生的霜冻。

终霜冻到初霜冻的持续时间为无霜期。终霜冻初霜冻无霜期黑龙江6月10日8月31日80吉林5月20日9月30日130广州1月30日1月10日345海南全年无霜，青海、西藏北部全年有霜我国各地的无霜期：

平流型霜冻（风霜）：

指由于出现强冷平流天气引起剧烈降温而发生的霜冻。因为发生时伴随强风，所以又称为“风霜”。

辐射型霜冻（静霜）：

在晴夜无风的夜间，地面和作物表面强烈辐射降温而发生的霜冻。通常无风或风力微弱，所以又称为“静霜”。

平流辐射型霜冻：指冷平流和辐射冷却共同作用下发生的霜冻。

根据霜冻发生的天气条件，可分为平流型霜冻、辐射型

霜冻和平流辐射型霜冻三种。

白霜

空气湿润情况下发生霜冻时常可在地面物体上看到白色冰晶，称为“白霜”。

黑霜

北方春秋季空气干燥，发生霜冻时往往水汽不足，没有出现白霜，但地面或作物表面温度同样降到零度以下，仍然可对植物形成伤害，农民称之为“黑霜”。

主要作物霜冻指标发芽开花成熟大豆-3～-4-2～-3-6～-9玉米-2～-3-1～-2-2～-3水稻-0.5～-1-0.5～-1-0.5～-2

时空分布纬度和海拔越高春霜冻结束越迟，秋霜冻开始越早。北坡重、洼地重、水域附近轻

防御霜冻的措施（1）培育和选用优良品种（2）根据地形条件、天气条件合理栽种（3）灌水法和喷灌法（4）熏烟法和烟雾法（5）覆盖法（6）鼓风法（7）直接加温法㈢、冷害

定义

冷害是指农作物生育期间遭受到0℃以上（有时甚至20℃左右）的低温危害，引起农作物生育期延迟，或使生殖器官的生理活动受阻，造成农业减产的农业气象灾害。

类型

根据低温对作物危害的特点及作物受害的症状，可将冷害分为障碍型冷害、延迟型冷害和混合型冷害。

障碍型冷害

作物生殖生长期间遇低温使生理过程发生障碍造成不育而减产。

延迟型冷害

因持续低温使作物发育延迟，不能在霜前正常成熟而减产或品质降低的一种冷害。

混合型冷害障碍型冷害和延迟型冷害同时发生的冷害。

冷害的时空分布

春季冷害（倒春寒）春季发生在长江流域的低温烂秧死苗。

秋季冷害（八月低温、寒露风）

秋季，长江流域及其华南地区双季晚稻抽穗扬花期遇到的低温冷害。

东北低温冷害（夏季冷害）东北地区在6～8月出现的低温危害。

寒害

在华南许多热带作物遇10℃以下、0℃以上低温可使植株枯萎、腐烂或感病，直至死亡。在当地被称为寒害。

㈣、冻害

定义

越冬作物、经济林果木以及人畜在越冬期间遇到较长时间的低于0℃的低温或剧烈降温（最低气温在0℃以下，有时可达-20℃以下）引起体内结冰或躯干冻伤，丧失生理活力，继而造成整体死亡或部分伤亡的现象。

类型

根据冻害发生的时间我们可以将其分为初冬冻害、严冬冻害和早春冻害三类。

地区分布

中国发生冻害最多的是北方及长江中下游地区，个别年份华南地区也有出现。

受害作物长江流域及其以南地区：越冬作物和经济林果木华北、黄土高原和新疆北部：冬小麦华北南部和黄淮平原：油菜东北、华北：大白菜江南丘陵：柑橘长城沿线：苹果等北方果树

干旱是因长时期降水偏少，造成空气干燥、土壤缺水、水源枯竭，影响农作物和牲畜正常生长发育而减产的现象。

类型

按干旱发生的原因分类

土壤干旱大气干旱生理干旱

土壤干旱：

在长期无雨或少雨的情况下，土壤含水量少，土壤颗粒对水分的吸收力加大，植物根系难以从土壤中吸收到足够的水分来补偿蒸腾的消耗，造成植株体内水分收支失去平衡，从而影响生理活动的正常进行，植物生长受抑制，甚至枯死。二、旱涝灾害㈠、干旱

大气干旱：

空气干燥、大气蒸发力强，促使植物蒸腾过快，根系从土壤吸收的水分难以补偿水分收支失衡而造成的危害。

生理干旱：

由于土壤环境条件不良，使根系的生理活动遇到障碍，导致植物体内水分失去平衡而发生的危害。

按干旱发生的季节分类

春旱夏旱秋旱冬旱季节连旱

春旱：发生在3～5月份的干旱。

夏旱：发生在6～8月份的干旱。

秋旱：发生在9～11月份的干旱。

冬旱：发生在12～次年2月份的干旱。

季节连旱：连续两个季节以上发生干旱。

指标

D：降水量距平百分率，R：当年该地某一时段的实际降水量，：同期多年平均降水量。如果Ｄ＞O表示该地区当年某一时段降水量偏多，Ｄ＜0则表示降水量偏少。干旱指标旱期干旱指标旱大旱连续3个月以上－25%～－50%－50%～－80%连续2个月－50%～－80%－80%以上1个月－80%以上

㈡、洪涝灾害与湿害

洪涝灾害与湿害都是某一地区、在某一时段内的降水量、地表蓄水量、土壤含水量等比常年明显偏多而对农业生产造成的危害。

类型

按水分过多的程度分类

洪灾涝灾湿害

洪灾：

包括江河洪水和山洪，一般有突发暴雨或长期的降雨引起，西部也可能由大量融雪引起，沿海可能由风暴潮或海啸引起。

涝灾：

由于雨量过大或过于集中，或农田排水不畅，造成农田或其它植被生长区的地表积水过多，使植物受害的现象。

湿害（渍害、沥涝）：

连阴雨时间过长，或雨水过多，或洪涝灾害之后农田排水不良，使土壤水分长期处于过饱和状态，土壤透气不良，温度过低，作物根系缺氧受到伤害，造成作物生长发育受阻或死亡的现象。

按发生的季节分类

春涝夏涝秋涝

春涝：以湿害为主，涝害次之，有时成涝，局部可发生洪水。

夏涝：以洪水为主，涝害次之，局部地区有湿害。

秋涝：

入秋后，冬季风开始盛行与南下过程中，冷暖气团交馁地带因降水频繁而引起的涝灾。我国涝灾分布示意图

洪涝灾害的空间分布

中国东部是洪涝灾害发生较多的地区，而西北、云贵高原、青藏高原和内蒙古等地区洪涝灾害最少。

洪涝灾害的危害

暴雨洪水灾害与水土流失有着直接的联系。

洪涝灾害能够严重破坏平原水系工程。

洪涝能够带来泥沙毁灭良田，加重土地沙化。

我国各地的雨季华南沿海4月～10月中旬长江流域6月上旬～9月初华北、东北7月中旬～8月底云贵高原5月下旬～10月下旬青藏高原北部6月中旬～10月下旬新疆全年分配较均匀㈢、大型降水天气过程

概念范围广大的降水（连续性或阵性的大范围雨雪及夏季暴雨）。3月下旬～5月上旬江南地区江南春雨期5月中旬～6月上旬（25天）华南地区华南前汛期6月中旬～7月上旬（20天）江淮地区江淮梅雨7月中旬～8月下旬（40天）华北、东北地区华北、东北雨季华南地区华南后汛期9月中旬～10月上旬淮河流域淮河秋雨期

我国雨带

每年初夏，我国湖北宜昌以东，28～34°N之间的江淮流域长时间的连阴雨天气。宜昌沪、苏、皖赣、湘、鄂

江淮梅雨

定义

梅雨（典型梅雨）

6月中旬～7月上旬

入梅（梅雨开始）：6月6～15日

出梅（梅雨结束）：7月6～10日持续时间：20～24天

丰梅：持续时间很长，降水量很大的梅雨

枯梅（少梅）：持续时间短，降水量小的梅雨

空梅：个别年份，梅雨不明显①对流层上层（100、200hPa等压面）G

南亚高压（青藏高压）

梅雨天气形势

②对流层中层（500hPa等压面）高纬度地区：阻塞形势（阻塞高压）中纬度地区：较平直的西风气流，浅槽东移副热带地区：带状副高，脊线：日本南部～华南乌拉尔山阻塞高压鄂霍茨克海阻塞高压120°E副高脊线稳定的低压槽③低空（700、850hPa等压面）D西南低空急流西南涡江淮切变线④地面D江淮静止锋（梅雨锋）江淮气旋西伯利亚气团（蒙古高压）热带太平洋气团（副高）极地太平洋气团

华南前汛期：每年4～6月华南前汛期盛期：5月中旬～6月上旬

雨量高值带：武夷山～南岭南麓华南沿海锋前暖区暴雨，夜雨显著

华南前汛期华北、东北雨季：7月中旬～8月下旬

特征：①降水强度大，持续时间短

②降水局地性强，年际变化大

③降水时段集中

④暴雨与地形关系密切

华北、东北雨季台风（中国及东亚地区）飓风（美国及大西洋地区）热带风暴（印度洋地区）三、台风天气过程台风：形成在热带海洋上，具有暖中心结构的强烈发展的热带气旋。标准：近中心地面最大风力热带气旋热带低压：＜8级（＜17.2m／s）热带风暴：8～9级（17.2～24.4m／s）强热带风暴：10～11级（24.5～32.6m／s）台风：≥12级（≥32.7m／s）台风

台风的强度：近中心地面最大风力≥8级中心海平面最低气压＜960hPa

水平范围：海平面气压场中最外围的闭合等压线直径600～

1000km

垂直范围：整个对流层及平流层下层

热带气旋的分类0008号台风（杰拉华台风）、0108号台风（桃芝台风）台风的编号和命名150°E以西、赤道以北的西北太平洋上的台风（≥8级）台风源地西北太平洋东北太平洋西北大西洋孟加拉湾阿拉伯海西南太平洋西南印度洋东南印度洋西北太平洋台风源地菲律宾以东关岛附近南海中部

台风源地和台风季节7～10月，以8～9月为最多台风季节（西北太平洋台风）：登陆我国的台风：5～11月，主要集中在7～9月

5月、11月，登陆海南、广东

6月、10月，登陆海南、广东、台湾、福建、浙江

7～9月，登陆海南～辽宁台风形成条件初始扰动暖性洋面：海水温度＞26.5℃地转偏向力作用：距赤道5个纬距以上对流层风垂直切变小台风生命史形成期发展期成熟期衰亡期

台风的形成和生命史

①气压场

台风的结构和天气

台风中心气压很低，中心气压＜960hPa，气压梯度很大，等压线密集。台风外围的气压变化较平缓，气压水平梯度较小。台风经过时，当地气压随时间的变化曲线呈漏斗状，台风移近时气压急剧下降，台风中心过后，气压又迅速回升。

②温度场

暖中心结构

③水平流场台风眼区（内圈）云淡风轻台风涡旋区（中圈）云墙，狂风暴雨外