天氣學原理

1、1. 1. 什么是氣團 什么是氣團?氣團有哪些分類 氣團有哪些分類?①氣團是指氣象要素水平分布比較均勻的大范圍空氣團.同一氣團內(nèi)垂直氣象要素、天氣現(xiàn)象幾乎相同。氣團水平尺度~1000Km，垂直速度 ~10Km。②按地理位置分類：北極氣團、極地氣團（大陸和海洋）、熱帶氣團（大陸性 和海洋性之分）、赤道氣團；按熱力差異分類：根據(jù)氣團溫度和氣團所經(jīng)過的下跌面 溫度對比分為暖起團、冷氣團。 2. 2.什么是鋒面，鋒面的類型？ 什么是鋒面，鋒面

2、的類型？①鋒區(qū)：密度不同的兩個氣團之間的過渡帶（主要變現(xiàn)為溫度的不同）。在天氣圖上表現(xiàn)為等溫線密集 （即溫度水平大而窄的區(qū)域）。鋒面：在天氣圖上由于比例尺小，鋒區(qū)的寬度表示不 出來，可把它看成是空間的一個面，即為鋒面。②A.根據(jù)鋒在移動過程中冷暖氣團所 占的主次位置，可分為：冷鋒、暖鋒、準靜止鋒和錮囚鋒。（準靜止鋒：當冷暖氣團 勢力相當時，鋒面的移動十分緩慢或相對靜止）B.根據(jù)鋒的伸展高度可將鋒分為：地 面鋒（地層峰）、高空鋒（高空對流

3、層鋒）C.根據(jù)鋒面兩側(cè)氣團的來源的地理位置不 同可分為：冷洋鋒、極鋒和赤道鋒（熱帶鋒）。 3. 3.什么是零級不連續(xù)面和一級不連 什么是零級不連續(xù)面和一級不連續(xù)面？什么又是物質(zhì)面？ 續(xù)面？什么又是物質(zhì)面？鋒是冷暖氣團之間的過渡帶，由于鋒區(qū)的寬度與長度相比很 小，在比例尺很小的天氣圖上，這個過渡帶顯得極為狹窄，而在其兩側(cè)的氣象要素有 很大的差異，因此，將鋒面兩側(cè)的氣象要素的分布看成是不連續(xù)的，在天氣圖上可把 鋒面看成不連續(xù)面，分為零級不

4、連續(xù)面、一級不連續(xù)面。A.零級不連續(xù)面：氣象要素 本身不連續(xù)形成的過度面；B.一級不連續(xù)面：氣象要素本身連續(xù)，而它的一介空間導 數(shù)不連續(xù)形成的過渡帶；C.物質(zhì)面：由相同空氣質(zhì)點組成的不連續(xù)面。 5. 5.以密度零 以密度零級不連續(xù)面模擬鋒面時鋒面附近氣象要素分布特征 級不連續(xù)面模擬鋒面時鋒面附近氣象要素分布特征?A.溫度場和位溫場:①鋒區(qū)內(nèi)水平 溫度梯度大(等溫線密集),走向與地面鋒線基本平行②鋒區(qū)內(nèi)垂直速度梯度小,有時有 逆溫或等溫

5、③等溫線密集,等壓面上水平溫度梯度方向與水平位溫梯度方向與水平位溫 方向一致,絕熱條件下方向與鋒面平行.B.氣壓場:①等壓線通過鋒面時呈氣旋式彎折, 且折角指向高壓②鋒線一般位于地面氣壓槽內(nèi)③鋒面兩側(cè)氣壓連續(xù),氣壓梯度不連續(xù) C. 風場:①不考慮摩擦,認為滿足地轉(zhuǎn)關(guān)系,則:鋒面附近的風場具有氣旋式切變,在有摩擦 的地方更為明顯②由熱成風,鋒區(qū)內(nèi)存在較大的風速垂直切變,熱成風大③在冷鋒附近 有冷平流,所以自下而上穿越鋒區(qū),水平風向隨高度增

6、加呈逆時針旋轉(zhuǎn);在暖鋒附近有暖 平流所以自上而下穿越鋒區(qū)，水平風向隨高度增加呈順時針旋轉(zhuǎn)，熱成風很大，但無 明顯平流時可能為靜止鋒④3km 以上當?shù)葴鼐€與等高線趨于重合時，風速隨高度有很大 增加，在地面鋒的上空，可出現(xiàn)大風速區(qū)，甚至可以出現(xiàn)急流。D.變壓場：①一般說 在冷鋒鋒后有三小時的正變壓，而冷鋒前氣壓變化不大②相反在暖區(qū)的鋒前有三小時 負變壓，而暖鋒后的氣壓變化不大③對于錮囚鋒來說，錮囚鋒前多為三小時的負變 壓，而錮囚鋒后多為三小

7、時的正變壓④準靜止鋒，由于其移動性較小，所以它附近的 氣壓變化較小。E.濕度場：鋒面兩側(cè)露點溫度差異顯著。 6. 6.鋒面坡主要取決于什么 鋒面坡主要取決于什么因素？ 因素？封面坡度公式：tgα=f/g*Tm*ΔVg/ΔT①如果其他因子不變，鋒面坡度隨緯度增 高而增大（赤道地區(qū)無鋒面）②鋒面坡度與鋒兩側(cè)的溫度差ΔT 呈反比③當鋒面兩側(cè)平 行于鋒面的地轉(zhuǎn)風速差（ΔV=0 時），鋒面不存在④鋒面坡度是與兩氣團的風速差成正 比而與溫度差成反

8、比，但實際上，溫度差增大時，風速差也增大，二者相互抵消，總 的來說對鋒面坡度影響不大。 7. 7.何為鋒生和鋒消？影響鋒生的因子有哪些？ 何為鋒生和鋒消？影響鋒生的因子有哪些？鋒生：一般指密度或溫度不連續(xù)形成的一種過程，或者是指已有一條鋒面存在，梯度增大的 過程。鋒消是指與鋒生相反的過程。影響鋒生的因子有：①非絕熱加熱②垂直運動作 用③水平運動復合④水平變形場的作用 8. 8.什么是鋒面氣旋？與熱帶氣旋有何區(qū) 什么是鋒面氣旋？

9、與熱帶氣旋有何區(qū)別？ 別？①氣旋中有鋒面的氣旋叫鋒面氣旋，鋒面氣旋的溫度場是不對稱的，表現(xiàn)為斜壓 性。低壓中心隨高度向冷區(qū)傾斜，移動性大，而且是帶來云和降水的主要天氣系統(tǒng)： 熱帶氣旋是形成在熱帶或副熱帶洋面上，具有暖中心結(jié)構(gòu)的強烈氣旋性地面環(huán)流的非 鋒面性天氣系統(tǒng)，伴有狂風暴雨，造成受影響地區(qū)嚴重災害。是無鋒面氣旋。溫度場 分布基本是對稱的②相同點：同為天氣尺度系統(tǒng)，均為地面低壓系統(tǒng)；風繞中心逆轉(zhuǎn) 帶來大風降雨等天氣。不同點為：之降低。

10、 9. 9.能用上式解釋溫帶氣旋的發(fā)展。 能用上式解釋溫帶氣旋的發(fā)展。溫帶氣旋主要是在鋒區(qū)上發(fā)展起來的，有很大的斜壓性，在其發(fā)展過程中溫度場落后于氣壓場，在此種溫壓場配置下，氣旋的 發(fā)展過程為：①高空槽前脊后在：即地面低壓上空的地區(qū)有正渦度平流。由渦度方 程，氣旋性渦度應(yīng)增加，導致流場域氣壓場不適應(yīng)，在地轉(zhuǎn)偏向力作用下產(chǎn)生氣流輻 散，由質(zhì)量守恒低壓氣流產(chǎn)生上升運動，產(chǎn)生輻合，地面低壓加強。故高空槽前正渦 度平流使地面氣旋發(fā)展，使高空系統(tǒng)

11、移動②高空槽前脊后：負渦度平流，反氣旋性渦 度增加，在地轉(zhuǎn)偏向力作用力下產(chǎn)生輻合，由位勢傾向方程和 w 方程，高空等亞面上 升，產(chǎn)生下沉運動，底層氣壓增大，產(chǎn)生反氣旋式輻散，故高空負渦度平流使地面反 氣旋發(fā)展，使高空系統(tǒng)移動③高空槽區(qū)：槽區(qū)下部為冷平流，由位勢傾向方程和 w 方 程，高空等亞面下降，高空槽加深，在氣壓梯度力下產(chǎn)生高空輻合氣流，有下沉運動 使地面加壓，產(chǎn)生底層反氣旋輻散，故冷平流使高空槽發(fā)展（加深），使地面系統(tǒng)向 前移動④

12、高空脊區(qū)：下部為暖平流，高空等亞面上升，氣柱內(nèi)有上升運動，使地面減 壓，產(chǎn)生氣旋式輻合，故暖平流使高空脊加強，使地面系統(tǒng)向前移動。綜上可知：動 力因子使地面系統(tǒng)發(fā)展，高空系統(tǒng)移動（渦度平流作用）;熱力因子使地面系統(tǒng)移動， 高空系統(tǒng)發(fā)展（溫度平流作用） 10. 10.鋒面過山，在山脈的迎風面和背風面會發(fā)生怎樣 鋒面過山，在山脈的迎風面和背風面會發(fā)生怎樣的變化？ 的變化？從地形對鋒生鋒消的作用方面考慮。⑴①鋒面迎風面上升時，受密度差異和

13、地形的影響，鋒面將抬升，處在高空槽前的暖空氣抬升速度大于槽后冷空氣，由上升 運動引起的空氣絕熱冷卻在暖空氣中比冷空氣更甚，所以鋒面兩側(cè)溫差減小，產(chǎn)生鋒 消②冷鋒從背風坡下降時，鋒面下沉，且冷鋒后的冷空氣下沉比鋒前暖空氣更甚，下 沉絕熱增溫在冷空氣中比暖空氣大，所以鋒面兩側(cè)的溫差減小，產(chǎn)生鋒消③冷鋒過 山：當冷鋒移動和它平行的山脈時，正對山脈的一段鋒受阻而停滯，當山脈綿延很長 很大時，可在迎風面形成地形準靜止鋒；當冷空氣厚度超過山的高度時

14、可越過山前 進，若冷空氣較薄或山較高時，受阻的冷鋒段不能過山，此時繞過山的兩段冷鋒相遇 可形成地形固囚鋒，把暖空氣抬舉于山區(qū)上。在迎風面，風移速減慢，坡度增大，鋒 面加強，鋒前暖空氣受擠上升，云發(fā)展，降水旺盛。背風面，氣流下降，云層消散， 降水區(qū)變窄⑵暖鋒過山：迎風面，鋒后冷空氣中出現(xiàn)云，同時鋒上暖空氣上升加強， 云層增厚，降水加強。背風坡天氣晴朗，云消雨散。 11. 11.氣旋多生成在什么地方？ 氣旋多生成在什么地方？⑴環(huán)流形勢配置的

15、方面考慮①地面低壓中心附近渦度平流很小，其上空高空槽前為正渦 度平流，且正渦度平流在對流層高層達到最大，于是渦度平流隨高度增加，有上升運 動，促使氣旋發(fā)展；在非絕熱變化中，潛熱對氣旋發(fā)展影響最大。②靜止鋒或冷鋒 上，由高空槽前正渦度平流疊加在緩慢移動的準靜止鋒或冷鋒上形成③常有底槽出現(xiàn) 處，底槽前為正渦度平流，且常有暖平流，共同作用下底層出現(xiàn)氣旋④地面上有熱低 壓或倒槽處，當高空槽逼近時槽前正渦度平流和西南暖平流使地面上有低壓或倒槽加

16、深，同高空槽配合，槽前地面上有一條冷鋒，隨槽東移冷鋒移進低壓或倒槽后形成氣 旋。⑵從地形的方面考慮①根據(jù)地形引起的垂直速度隨高度的變化，迎風坡，上升運 動隨高度遞減，氣柱壓縮，渦度減??；背風坡，則渦度增加。②背風坡容易形成地形 槽，如東，華北平原③氣旋生成頻率最大的區(qū)域幾乎都在背風坡。因此，巨大山地的 背風坡一側(cè)及以東地區(qū)，北美的落基山，亞洲的青藏高原的東面，都是氣旋主要的發(fā) 生地 12. 12.地形對大氣環(huán)流和天氣系統(tǒng)產(chǎn)生的影響

17、地形對大氣環(huán)流和天氣系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。氣流遇到地形時，將被迫爬坡越過或繞流分支，并使氣流速度發(fā)生變化。①若山脈為南北向，西風氣流過山時，在迎 風坡抬升產(chǎn)生上升運動且速度隨高度減少。由連續(xù)性方程，氣柱壓縮在迎風坡出現(xiàn)水 平輻散，利于反氣旋性渦度加強而氣旋性渦度減弱；在背風坡有下沉運動，產(chǎn)生水平 輻合，利于氣旋性渦度加強。西風槽東移時，槽線在山前有正變壓，槽填塞減弱，山 后重新發(fā)展，背風坡常有氣旋生成，高壓脊則相反②地形影響西風槽脊移速，槽東