Ch08-lecture.ppt

1、1,Ch08：锋面和气旋,气团，锋面，冷锋，暖锋，静止锋，锢囚锋，锋面气旋模型，锋面气旋天气,阅读：MeteorologyToday，第12、13章,2,气团和锋面,不同的下垫面作用形成了冷暖、干湿的不同气团。不同性质气团之间的交界面被称为锋面。在大气中，一般把热力学场和风场具有显著变化的狭窄倾斜带定义为锋面。锋面是中纬度地区大气斜压性的反映。锋面作为一种天气系统，它同时又与其他的天气系统和天气现象有密切的联系。,3,南方的暖湿气团与北方的干冷气团,4,气团的形成与变性,气团的形成主要受下垫面温度和湿度的影响。具有形成比较均匀的温度和湿度气团的地区称为气团源地。气团运动离开源地移至与源地性质不

2、同的下垫面时，两者间又产生了热量与水分的交换，气团的物理属性又逐渐发生变化，这种变化称为气团变性。,5,气团的分类,干冷的极地气团，源自北冰洋和极地地区。暖湿的热带气团，来源于热带洋面和赤道洋面。热而干燥的热带气团来自副热带内陆区。,6,影响我国的气团活动,冬季：大陆西伯利亚的干冷气团与热带海洋气团相遇时在交界处形成阴雨天气，如冬季华南地区的阴雨。北极气团南下侵入我国可造成气温剧烈下降的强寒潮天气。热带海洋气团可影响到华南、华东和云南等地，形成温热、湿润的天气。夏季：西伯利亚气团与南方海洋气团在我国大陆相遇并由南向北推进，造成我国大范围的降水。来自印度洋的赤道气团（季风气团）可造成江淮流域大量

3、降水，如梅雨.而热带大陆气团也可影响我国西部地区，出现严重的干旱和酷暑。春季，西伯利亚气团和热带海洋气团两者势力相当，互有进退，是锋系及气旋活动最盛的时期。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南海上，我国东部地区在单一气团控制下，出现全年最宜人的秋高气爽的天气。,7,锋面(Front),在英语中,Front的意思是战线,尤其指第一次世界大战时的西欧战线(thewestfront).锋面的名称起源于第一次世界大战，挪威气象学家VilhelmBjerknes和他的儿子JacobBjerknes等首先提出的.,8,不同的角度观察锋面：,(a)侧视图，(b)俯视图，(c)三维视图,9

4、,挪威学派的极锋模型:,以挪威气象学家VilhelmBjerknes为代表的一个学派在20年代初认为，锋面从地面延伸到大气高层。可是，后来的观测表明，锋面仅达2-3公里的高度。虽然高空和地面锋区的配置对锋面的发展非常重要，但锋面的空间结构与挪威学派的模型有很大不同。,10,锋的种类:,根据锋在移动过程中冷、暖气团所具有的主次位可将锋分为：冷锋(Coldfront),暖锋(Warmfront),静止锋(Stationaryfront),锢囚锋(Occludedfront)。,11,冷锋,锋面在移动过程中，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。冷锋过境后，冷气团占据了原来暖

5、气团所在的位置。等压线过冷锋有一折角，温度,风向和风速都很大发生变化，降水和雷暴天气也发生在冷锋的附近。冷锋一年四季在我国都有，冬半年更为常见。,12,冷锋附近的气流和云系分布(温度是华氏温标),13,冷锋的3维示意图,14,冷锋附近地面气压场、风场和天气现象,15,锋面垂直剖面温度分布,16,位于美国东海岸一条冷锋(第1天),17,位于美国东海岸一条冷锋(第2天),18,暖锋,锋面在移动过程中，如果暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动，这种锋面称为暖锋。暖锋多在我国东北地区和长江中下游地区活动，大多与冷锋联结在一起。温度有变化,风向在暖锋两侧发生变化，几乎相互垂直。暖锋降水范围比冷锋宽

6、的多。,19,暖锋的3维示意图,20,暖锋附近地面气压场、风场和天气现象,21,静止锋,当冷暖气团势力相当，锋面移动很少时，称为准静止锋。静止锋的个别地段有时会向暖气团方向移动，或者向冷气团方向移动，因此它可以转变为冷锋或暖锋。在我国,静止锋常常在华南和华东地区活动，形成持续的阴雨天气，春季的华南连阴雨和夏季的江淮梅雨常伴随准静止锋。在我国华南和云贵高原等地区常见到冷锋由于受到山脉阻挡而形成准静止锋。,22,江淮梅雨准静止锋示意图,23,锢囚锋,由于冷锋移速远快于暖锋，冷锋赶上暖锋后把暖空气抬离地面，近地面层冷暖锋合并而形成一种锋叫锢囚锋。这时出现暖空气、冷空气和比较强的冷空气相作用。,24,

7、锢囚锋的形成的锢囚锋,25,沿锢囚锋不同部位的垂直剖面,26,锢囚锋的形成过程地面图和垂直剖面,锋面和气旋,锋面和气旋是联系在一起的。气旋一般来说由一个低压中心、一条冷锋、和一条暖锋组成。气旋的生命周期大约为一个星期。,27,28,挪威学派的锋面气旋模型,29,初始状态,30,发生,31,发展,32,成熟,33,锢囚,34,气旋的形成和发展过程,35,地面气旋锋面和高空气流的配置,地面锋面系统总是与其上空的气流紧密结合在一起的，尤其是与高层大气波动(Rossbywaves)密切相关。一般地说，当地面气旋位于波动低压槽前或急流前时，锋面会发展和加强。否则，地面锋面会减弱。,罗斯贝波:Rossby

8、waves,在中高纬度，西风气流呈现曲折的波动特征，波长大约为几千公里，这样的波动称为Rossby（罗斯贝）波。Rossby波是由于地球旋转产生的，山地和海陆之间的温度差异强迫也会强迫出Rossby波。,36,37,地面气旋和高空气流的配置,38,气旋和反气旋与高空气流的配置,高空急流,39,在中高纬度的高空西风带中，存在区域狭窄、但风速极大西风，这一现象称为西风急流。在冬季，从我国华东到日本上空存在一个西风急流，在10公里高空，该急流风速可达到60m/s。,急流附近的散度分布,40,急流入口处，流场辅合伴随下沉运动；急流出口处，风场辅散伴随上升运动。,地面锋面和高空急流,若地面气旋的低压中心

9、位于高空急流的出口处（如右图所示），上下层一致的上升运动有利于地面气旋加强。反之，若地面气旋中心位于高空急流的入口处，高空的下沉气流将削弱地面的低压，不利于地面气旋的发展。,41,42,地面锋面和高空流场的配置,地面锋面和高空流场的配置,43,地面气旋中心处于高空槽前，槽前的上升运动有利于地面气旋发展。如果地面气旋处于高空槽后，槽后的下沉气流不利于地面气旋发展。,44,北大西洋上空的强风暴(气旋),45,2001年4月7日影响华北地区的强风暴和沙尘暴,46,2000年4月6日卫星云图显示的是气旋大风与沙暴，锋后的黄色沙尘已经开始影响北京,1999年4月3日我国风云（FY-1C）卫星观测到的北太平洋温带气旋,47,48,锋面形成的实验,49,作业:,影响我国的气团有哪些?在一年的四季中,这些气团是怎样影响我国天气的?什么是锋面?锋面有哪些种类?分别画出它们的垂直剖面简图,标出冷暖气团以及锋面的移动方向.画图和简述气旋的发生,发展和消散的过程（平面图）.画图并简述高空气流波动和地面气旋是如何配置的（也就是地面气旋位于高空槽的什么位置时有利于地面气旋的发展和不利于它的发展）?画图并简述地面气旋位于高空急流的什么位置时有利于气旋的发展?,50,思考题,高层气流呈波动，在北纬45附近，如果围绕地球有5个波，每个波的波长是多少（地球半径为6400km)？一般来说，波谷