气候学与气象学第5章

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1、第五章　天气系统（1）资源与环境科学学院地理系本讲主要内容气团－形成、变性、分类锋－特征、温度场、气压场锋的类型和天气锋生和锋消2006-11-152天气－一定区域短时段内的大气状态及其变化的总称。天气系统－通常是指引起天气变化和分布的高压、低压和高压脊、低压槽等具有典型特征的大气运动系统。各种天气系统都具有一定的空间尺度和时间尺度。许多天气系统的组合，构成大范围的天气形势，构成半球甚至全球的大气环流。认识和掌握天气系统的形成、结构、运动变化规律以及同地理环境间的相互关系，对于了解天气、气候的形成、特征、变化和预测地理环境的演变都是十分重要的。2006-11-153一、气

2、团定义：气象要素（主要指温度、湿度和大气静力稳定度）在水平分布上比较均匀的大范围空气团。其水平范围从几百千米到几千千米，垂直范围可达几千米到十几千米。同一气团内的温度水平梯度一般小于1—2℃/100km，垂直稳定度及天气现象也都变化不大。2006-11-1541、气团的形成气团形成的源地需要两个条件：一是范围广阔、地表性质比较均匀的下垫面。二是有一个能使空气物理属性在水平方向均匀化的环流场。（比如缓行的高压系统）在具备了上述两个条件下，通过大气中各种尺度的湍流、大范围系统性垂直运动以及蒸发、凝结和辐射等动力、热力过程而与地表间进行水汽和热量交换，并经过足够长的时间来获得下

3、垫面的属性影响，从而形成气团。2006-11-1552、气团的变性（AIRMASSMODIFICATION）气团原有物理属性的改变过程称为气团变性。气团形成后，随着环流条件的变化，由源地移行到另一新的地区时，由于下垫面性质以及物理过程的改变，气团的属性也随之发生相应的变化。气团的变性过程同气团的形成过程一样，也是通过湍流、大范围垂直运动和蒸发、凝结、辐射等物理过程来实现的。2006-11-156变性的快慢和变性程度的大小取决于：流经地区下垫面性质与气团源地下垫面性质差异离开源地时间的长短空气运动状态的变化同时，不同气团变性的难易也是不同的。一般来说，冷气团移向暖区时容易变

4、暖，暖气团移向冷区时则不易变冷。（为什么？）干气团容易变湿，湿气团不容易变干。气团的变性是经常的，绝对的。而气团的形成只是不断变性过程中的一个相对稳定阶段。2006-11-1573、气团的分类（1）地理分类法根据气团源地的地理位置和下垫面性质进行分类。每个半球划分出7种气团优点是能够直接从气团源地了解气团的主要特征，但它不易区分相邻两个气团的属性，也无法表示气团离开源地后的属性变化。2006-11-158（2）热力分类法依据气团与流经地区下垫面间热力对比进行的分类。气团温度高于流经地区下垫面温度的，称暖气团。相反，气团温度低于流经地区下垫面温度的，称冷气团。暖气团一般含有

5、丰富的水汽，容易形成云雨天气。但是，当其移向冷区（高纬度）时，不仅会引起流经地区地面增温，而且气团低层不断失热而逐渐变冷，气团温度直减率减小，气团趋于稳定，甚至有时可能发展成逆温层，以至暖气团中热力对流不易发展，往往呈现出稳定性天气。冷气团一般形成干冷天气。如果从源地移向暖区（低纬度）时，气团低层因不断吸热而增温，气团温度直减率趋向增大，层结稳定度减小，对流运动容易发展，可能发展成不稳定天气。如果冷气团来自海洋，水汽较多，可能出现积状云，产生阵性降水天气。活动在我国境内的气团，大多是从其它地区移来的变性气团，其中最主要的是极地大陆（变性）气团和热带海洋气团。2006-11

6、-159二、锋锋是温带地区重要的天气系统。锋是冷、暖气团相交绥的地带。锋面两侧气温水平梯度达5——10℃/100km。该地带冷、暖空气异常活跃，常常形成广阔的云系和降水天气，有时还出现大风、降温和雷暴等剧烈天气现象。2006-11-15101、锋的概念锋由两种性质不同的气团相接触形成的三度空间天气系统。其水平范围与气团水平尺度相当，长达几百千米到几千千米。锋的宽度同气团宽度相比显得很狭窄，因而常把锋区看成是一个几何面，称为锋面。锋面与地面的交线称为锋线，锋面和锋线统称锋。锋向空间伸展的高度视气团的高度而有不同，凡伸展到对流层中上层者，称对流层锋，仅限于对流层低层（1.5k

7、m以下）者，称近地面锋。2006-11-15112、锋的特征锋是冷、暖气团间的过渡带，因而锋两侧的温度、湿度、稳定度以及风、云、气压等气象要素都有明显差异，锋是大气中气象要素的不连续面。（1）锋在空间呈倾斜状态是锋的一个重要特征。锋面倾斜的程度，称锋面坡度。锋面坡度的形成和维持是地球偏转力作用的结果。锋的一侧是冷气团，另一侧是暖气团，由于冷暖气团密度不同，在两气团间便产生了一个由冷气团指向暖气团的水平气压梯度力（G），这个力迫使冷气团呈楔形伸向暖气团下方，并力图把暖气团抬挤到它的上方，使两者分界面趋于水平。然而，当水平气压梯度