天气学原理和方法 第二章 气团与锋

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1、第二章气团与锋§2.1气团气团的概念及性质从地表广大区域来看，存在着水平方向上物理性质(温度、湿度、稳定度等)比较均匀的大块空气，它的水平范围常可达几百到几千公里，垂直范围可达几公里到十几公里，水平温度差异小，一百公里范围内的温度差为1℃，最多不超过2℃，垂直方向上温度随高度递减。这种性质比较均匀的大块空气叫做气团气团形成与变性形成条件：性质均匀的广阔的地球表面，缓慢运动下沉辐散，稳定的环流方式：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3气团变性：移动到新的源地，气团的物理属性逐渐发生变化不同气团，其变性的快慢

2、是不同的，变性的快慢和它所经下垫面性质与气团性质差异的大小有关。冷气团移到暖的地区变性较快。原因：冷气团低层变暖，趋于不稳定，乱流对流容易发展，能很快地将低层的热量传到上层暖气团移到冷的地区则变冷较慢。原因：低层变冷趋于稳定，乱流和对流不易发展，其冷却过程主要靠辐射作用进行。大陆移入海洋的气团容易取得蒸发的水汽而变湿，而从海洋移到大陆的气团，则要通过凝结及降水过程才能变干，所以气团的变干过程比较缓慢。气团的分类1地理分类北极气团（冰洋气团）极地气团：分大陆性和海洋性热带气团（副热带高压及其以南的广大信风区）：分大陆性和海洋性赤道

3、气团2热力分类冷气团：当气团向着比它暖的下垫面移动时称为冷气团暖气团：当气团向着比它冷的下垫面移动时称为暖气团我国境内的气团活动与天气：多为变性气团冬季：极地大陆气团和热带海洋气团、北极气团（寒潮，极涡）夏季：西伯利亚气团、热带海洋气团、热带大陆气团（伊朗高压）、赤道气团春季：西伯利亚气团、热带海洋气团秋季：变性西伯利亚气团主导，秋高气爽、热带海洋气团§2.2锋的概念与锋面坡度锋面和气旋是中纬度最典型的两类天气系统，中纬度许多天气现象与锋面和气旋有关。大气锋面是天气学中最经典的概念之一，也是最重要的中纬度天气系统之一。锋区锋面锋

4、线锋是三维空间的天气系统，一个不太规则的倾斜面。它的下面是冷空气，上面是暖空气。由于冷空气比暖空气重，因而，它们的交接地带就是一个倾斜的交接地区。这个交接地区靠近暖气团一侧的界面叫锋的上界，靠近冷气团一侧的界面叫锋的下界。上界和下界的水平距离称为锋的宽度。它在近地面层中宽约数十公里，在高层可达200-400公里。而这个宽度与其水平长度相比(长达数百-数千公里)是很小的。因此，人们常把它近似地看成一个面，称为锋面。锋面与地面的交线称为锋线。锋区(上界和下界之间的区域)。锋面的空间结构锋的类型abcA冷式锢囚锋B暖式锢囚锋C中性锢囚

5、锋锋面的坡度马古列斯锋面坡度公式讨论：1其他条件不变，锋面坡度随纬度增高而增大2锋两侧温差越大坡度越小，温差为零则不会有锋面3锋两侧风速差为零时，锋面不存在；锋存在时则气两侧平行于它的地转风分速应具有气旋式切变4冷暖气团的平均温度越高坡度越大5锋附近气流曲率很大式应用梯度风公式，即气旋曲率越大的气流中锋面平衡坡度越大§2.3锋面附近气象要素场的特征一、锋面附近温度场的特征水平方向：锋区内温度水平梯度大，两侧气团中温度水平分布均匀。锢囚锋在高空图上有暖舌，暖舌两侧等温线密集锋附近区域内，在水平方向上的温度差异非常明显，100公里的

6、水平距离内可相差近10℃，比气团内部的温度差异大5-10倍；应用：根据锋区内等温线密集度确定锋区强度、地面锋线位置，等压面上冷暖平流确定锋的类型高空锋区高空锋区高空锋区锋面有坡度2垂直方向：锋区内温度垂直梯度小，逆温、等温或递减率小，两侧气团内温度随高度递减冷暖气团温差越大，锋面逆温越强或过渡区越窄，通过锋区时等温线弯折越厉害3位温随高度增大的快，锋区等位温线密集等位温面随高度向冷区倾斜，与锋面倾斜方向一致以假相当位温代替位温，自地面向上伸展的舌状高值区多为上升运动区，湿度大，自高空指向低层的舌状高值区多为下沉运动区二、以密度的

7、零级不连续模拟锋面时，锋面附近风场气压场和变压场的特征锋面有坡度、气象要素有突变：温度、气压、风锋面附近天气变化剧烈气压场特征锋面两侧气压连续，密度不连续，气压梯度不连续：冷气团中气压梯度大于暖气团中气压梯度应用：等压线过锋面有气旋性弯曲，锋面处等压线有折角，指向高压气压场风场特征水平：锋线附近风场具有气旋性切变，地面摩擦作用可使这种气旋式切变更加明显，并导致锋线附近强的风场辐合垂直：暖锋附近风向随高度顺转冷锋附近风向随高度逆转3变压场特征变压是指某一点的气压随时间变化的大小冷锋、暖锋均是锋前变压代数值小于锋后变压代数值暖锋前地

8、面减压冷锋后地面加压冷锋前暖锋后，静止锋附近：变压不明显暖锋情况下而因此有即暖锋前变压代数值小于暖锋后变压代数值同理有冷锋前变压代数值小于冷锋后变压代数值气压倾向方程地面以上整个气柱中密度平流（热力因子）地面以上整个气柱中速度水平散度总和（动力因子）在平坦的地面