天气系统1.ppt

1、第8章 天气系统（Weather Systems）,天气系统(Weather system),具有一定的温度、气压或风等气象要素空间结构特征的大气运动系统。 如温带气旋，反气旋，锋面，热带气旋，高压，低涡，长波，短波等。,天气图(Synoptic chart),天气图是指在一张特制的地图上填有许多测站同一时刻的气象记录，经过绘制和分析，能够反映一定地区范围内的天气情况的图。,天气系统怎么表现出来？,Fig.8.1,地面 天气图,高空 天气图,本章内容,8.1 温带气旋 （Extratropical cyclones） 8.2 地形效应 （Orographic effects） 8.3 强对流

2、（Deep convection） 8.4 热带气旋 （Tropical cyclones）,8.1 温带气旋,8.1.1 概述 500hPa位势高度 海平面气压 1000-500hPa厚度（对流层中低层平均温度） 垂直速度,温带气旋,气旋是在同一高度上中心气压低于四周的、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） 温带气旋位于中高纬度的气旋。,500hPa位势高度（500-hPa geopotential height）,极涡(Polar vortex) 槽(trough) 脊(ridge) 副热带高压 (s

3、ubtropical high),Fig.8.2,切断低压,气旋,Fig.8.3,Fig.8.4,垂直运动,Fig.8.5,8.1.2 锋和地面天气（Front and Surface Weather）,风和气压 温度 水汽 逐时观测 地面天气 卫星图像 雷达图像,a. 风和气压,00时,09时,18时,b. 温度,图8.7,两条冷锋,（图8.8）,两条冷锋,（图8.7）,图8.7,锋区垂直剖面的示意图,图8.9,c. 水汽,用露点温度（dew point）来代表空气水汽含量的多少，锋区有很强的露点梯度。 露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。,d. 逐时观测冷

4、锋,Fig.8.10,暖锋,Fig.8.11,锢囚锋,Fig.8.13,3小时变压,Fig.8.14,e. 地面天气,Fig.8.15,Fig.8.16,f. 卫星图像,红外云图,Fig.8.17,水汽通道,Fig.8.18,g. 雷达图像,图8.20 图8.19,图8.21,温度：冷暖分界 气压：等压线弯曲 湿度：干湿分界 风：风向转折 （气旋性切变）,锋面：,8.1.3 垂直结构（Vertical Structure）,高空图（Upper level charts） 探空图（Soundings） 垂直剖面图（Vertical cross sections）,a. 高空图,图8.22 00时

5、,D,图8.23,图8.24,b. 锋区探空,图8.25,冷锋后,暖锋前,图8.26,等风速线 等温线 等位温线,c. 垂直剖面图,热成风方程,图8.27,温带气旋 低层：低压 （冷锋、暖锋、锢囚锋） 高空：斜压槽 低层锋区上空有西风急流 气旋冷区一侧对流层顶低，暖区侧对流层顶高,8.2 地形效应 （Orographic effects）,8.2.1 背风气旋和背风槽的生成 8.2.2 Rossby波沿坡面地形移动 8.2.3 冷空气坝 8.2.4 地形性暴风 8.2.5 地形对降水的影响,8.2.1 背风气旋和背风槽的生成（Lee Cyclogenesis and Lee Troughing

6、）,由位涡守恒，气流过山后沿着山脉背风坡下降时，气柱垂直拉伸和水平辐合将产生正变涡（涡度增加），从而产生负变压（气压下降）。 如果下坡气流足够强，在山脉的下风方向，海平面气压场上将会形成地面低压或低压槽。,8.2.2 Rossby波沿坡面地形移动,图8.37,8.2.3 冷空气坝（Cold Air Damming）,图8.38,8.2.4 地形性暴风,布拉风： 在温带及其附近纬度，从离海不远的山地或高原上，沿较陡的山坡，急速地泻向温暖海滨的干燥而寒冷的强风。 焚风： 越山气流迅速下沉到较低山麓或平原上所形成的干热风。 峡谷风： 大规模气流由开阔地区进入山谷、隘口、海峡等时因通道变窄使气流加速而形成的强风。,图8.39,图8.40,8.2.5 地形对降水的影响,迎风山地对降水的形成有促进作用 抬升作用 阻障作用 引起气流辐合 引起增温差异，产生局部热力对流 摩擦力的影响产生湍流上升运动,地形对降水的影响主要是随坡向和高度而异,坡向与降水： 在山地的迎风坡，如果气流湿度比较大，则迎风坡多成为“雨坡”，降水较多； 背风坡则成为“雨影”区，降