氣團(tuán)和鋒的天氣特征和對飛行的影響

1、氣團(tuán)和鋒的天氣特征和對飛行的影響Air Masses and Fronts學(xué)習(xí)要求:（1）了解氣團(tuán)的概念（2）熟悉冷、暖氣團(tuán)在變性時(shí)的天氣特征；（3）了解鋒的概念和空間結(jié)構(gòu)，（4）掌握鋒面附近氣象要素的分布；（5）理解鋒的分類（6）掌握暖鋒的云系分布及天氣特征；（7）暖鋒對飛行的影響；（8）急行冷鋒和緩行冷鋒（9）冷鋒天氣及對飛行的影響；（10）靜止鋒天氣及對飛行的影響。第一節(jié) 氣 團(tuán) Air Mass 定義：水平方向上氣溫、濕度等物理屬性分布比較均勻的大范圍空氣。尺度：水平幾百幾千km，垂直幾km十幾km成因：大范圍下墊面性質(zhì)均勻（冷暖、干濕）氣團(tuán)源地空氣穩(wěn)定少動(dòng)（幾天：蒸發(fā)凝結(jié)、輻射，風(fēng)、

2、湍流、垂直運(yùn)動(dòng)） 形成過程 Arctic Air 北極氣團(tuán) Antarctic Air 南極氣團(tuán)Tropical Air 熱帶氣團(tuán)Equatorial-Air 赤道氣團(tuán)Continental Air 大陸氣團(tuán) Marine Air 海洋氣團(tuán)熱力分類：根據(jù)氣團(tuán)溫度和氣團(tuán)所經(jīng)過的下墊面溫度對比 Cold Air Mass 冷氣團(tuán)， Warm Air Mass 暖氣團(tuán)濕度分類：干氣團(tuán)，濕氣團(tuán)穩(wěn)定分類：穩(wěn)定氣團(tuán)，不穩(wěn)定氣團(tuán)Air-mass Modification 氣團(tuán)變性氣團(tuán)的變性：氣團(tuán)在移動(dòng)過程中與下墊面產(chǎn)生熱量和水汽的交換，使氣團(tuán)的物理屬性發(fā)生變化。（移經(jīng)暖地表的）冷氣團(tuán)的天氣特征 冷氣團(tuán)：具有

3、不穩(wěn)定天氣的特征。（移經(jīng)冷地表的）暖氣團(tuán)的天氣特征 暖氣團(tuán)：具有穩(wěn)定天氣的特征。冷氣團(tuán)天氣特點(diǎn)1)冷氣團(tuán)所經(jīng)之處氣溫下降2)冷氣團(tuán)南下時(shí)，因輻射、湍流、對流、蒸發(fā)凝結(jié)，逐漸變暖3)低層增溫，氣層不穩(wěn)定冷氣團(tuán)常不穩(wěn)定性天氣 When air is warmed from below, it rises and causes instability. 4)夏季冷空氣可形成強(qiáng)對流。能見度好。5)冬季冷空氣一般水汽含量少，多好天氣。有時(shí)近地面因輻射冷卻，可有霧。Characteristics of an unstable air mass include: cumuliform clouds, sho

4、wery precipitation, rough air (turbulence), and good visibility. 問: 暖氣團(tuán)天氣特點(diǎn)？思考：暖氣團(tuán)的天氣特點(diǎn) 提示：從暖氣團(tuán)的定義出發(fā)思考。 回憶關(guān)于氣層穩(wěn)定的概念。 回憶有關(guān)云形成的穩(wěn)定度條件。 答： 暖氣團(tuán)天氣特點(diǎn)要點(diǎn)所經(jīng)之處氣溫升高，氣團(tuán)逐漸變冷低層降溫，氣層穩(wěn)定暖氣團(tuán)為穩(wěn)定性天氣：暖氣團(tuán)中水汽含量多時(shí)，多有層狀云或降毛毛雨。冬季暖空氣從海洋移入我國大陸，常伴隨平流霧，能見度變壞。暖氣團(tuán)干燥時(shí)，為少云、無云好天氣。Characteristics of a stable air mass include: stratifor

5、m clouds and fog, continuous precipitation, smooth air, and fair to poor visibility in haze and smoke.影響我國的氣團(tuán)我國位于中緯度偏南地區(qū)，不利于氣團(tuán)生成。多為外來變性氣團(tuán)：西伯利亞氣團(tuán)中緯度大陸氣團(tuán)，干冷熱帶太平洋氣團(tuán)熱帶海洋氣團(tuán)，暖濕我國境內(nèi)的氣團(tuán) 活動(dòng)與氣團(tuán)天氣冬季：西伯利亞氣團(tuán)（大陸極地氣團(tuán)）影響； 源地：西伯利亞和蒙古。 特點(diǎn)：*地面流場為冷性反氣旋； *中低空為下沉逆溫； *控制區(qū)為干冷天氣；與熱帶海洋氣團(tuán) 相遇，在華南沿海等地構(gòu)成陰雨天氣； *北極氣團(tuán) 南侵我國，可造成強(qiáng)寒潮 天

6、氣。夏季：西伯利亞氣團(tuán)：在長城以北和西北活動(dòng)頻繁，與南方熱帶海洋氣團(tuán) 交綏，是盛夏南北方區(qū)域性降水的主要原因； 熱帶大陸氣團(tuán)：常影響我國西部地區(qū)，干旱酷熱與此有關(guān)； 赤道氣團(tuán)（來自印度洋，又稱季風(fēng)氣團(tuán)） 造成長江以南大量降水；春季： 西伯利亞氣團(tuán)與熱帶海洋氣團(tuán) 勢力相當(dāng)，是鋒面及氣旋活動(dòng)最盛時(shí)期；秋季：變性的西伯利亞氣團(tuán)占主要地位，熱帶海洋氣團(tuán)退居?xùn)|南海上，我國東部地區(qū)秋高氣爽。第二節(jié) 鋒 Front概念鋒/鋒面/鋒區(qū)：溫度密度差異很大的兩個(gè)氣團(tuán)之間的界面。鋒線：鋒面與地面的交線。The zone between two different air masses is a frontal zo

7、ne or front. Across this zone, temperature, humidity and wind often change rapidly over short distances. 結(jié)構(gòu)：寬 地面幾十km，高空幾百km長 幾百km幾千km厚 1km高 可達(dá)對流層頂坡度 1/3001/50 。分類按鋒的移動(dòng)情況：冷鋒：冷氣團(tuán)推動(dòng)暖氣團(tuán)向暖氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng) 。暖鋒：暖空氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動(dòng)冷氣團(tuán)向冷氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng) 。靜止鋒：冷、暖氣團(tuán)的勢力相當(dāng)時(shí)，鋒面的移動(dòng)十分緩慢或相對靜止 。錮囚鋒：（冷性錮囚鋒、暖性錮囚鋒、中性錮囚鋒）冷鋒追上暖鋒或由兩條冷鋒迎面相遇而構(gòu)成的復(fù)合鋒。 按

8、鋒的伸展高度：地面鋒、對流層鋒、空中鋒（高空鋒）按鋒的地理位置：冰洋鋒（北極鋒）、極鋒、副熱帶（熱帶）鋒The three principal types of fronts are the cold front, the warm front, and the stationary front. 冷鋒 cold front 鋒面移動(dòng)過程中，冷氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，冷氣團(tuán)推動(dòng)暖氣團(tuán)向暖氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)。 暖鋒 warm front鋒面移動(dòng)過程中，暖空氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動(dòng)冷氣團(tuán)向冷氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng) 靜止鋒 stationary front當(dāng)冷、暖氣團(tuán)的勢力相當(dāng)時(shí)，鋒面的移動(dòng)十分緩慢或相對靜止 。Surface

9、 winds tend to flow parallel to the frontal zone at a stationary front. 鋒的分類示意圖 (a) 冷鋒 (b) 暖鋒 (c) 準(zhǔn)靜止鋒錮囚鋒 occluded front 錮囚鋒的分類示意圖 (a) 冷式 (b) 暖式 (c) 中性錮囚鋒的形成A cold front occlusion occurs when the air ahead of the warm front is warmer than the air behind the overtaking cold front. Frontal waves and c

10、yclones (areas of low pressure) usually form on slow-moving clod fronts or stationary fronts.冷式錮囚鋒 形成過程的物理圖像錮囚鋒 典型的中緯度波動(dòng)性氣旋中冷式錮囚鋒 形成過程的物理圖像。 溫：水平等溫線氣團(tuán)內(nèi)稀疏(1-2C/100km)、鋒區(qū)密集(1-2C/10km）。垂直鋒面逆溫。 鋒兩側(cè)溫差大、小，是鋒面強(qiáng)、弱的重要指標(biāo)。壓：鋒線處于低壓槽中，最大曲率在鋒線處。 暖區(qū)側(cè)氣壓變化比冷區(qū)側(cè)慢得多。風(fēng)：鋒后到鋒前，風(fēng)呈氣旋式；冷區(qū)風(fēng)速大于暖區(qū)。暖鋒附近有暖平流，自下而上穿越鋒區(qū)，水平風(fēng)向隨高度增加而呈順

11、時(shí)針旋轉(zhuǎn)；冷鋒相反。鋒附近氣象要素的分布特征鋒面附近風(fēng)、壓分布3小時(shí)變壓在天氣分析中，一般分析三小時(shí)變壓。一般來說冷鋒在鋒后有三小時(shí)的正變壓，而冷鋒前的氣壓變化不大（如圖a）。 相反在暖鋒的鋒前有三小時(shí)的負(fù)變壓，而暖鋒的鋒后的氣壓變化不大（圖b）。 對于錮囚鋒來說，一般是由冷鋒追上暖鋒而形成，所以錮囚鋒前多為三小時(shí)的負(fù)變壓，而錮囚鋒后多為三小時(shí)的正變壓（圖c，d） ？問題？After an aircraft passes through a front into colder air, atmospheric pressure usually increases. 從冷區(qū)一側(cè)到暖區(qū)，水平穿越鋒

12、面時(shí)的氣壓變化特點(diǎn)是什么？The important thing to remember is that you should promptly update your altimeter setting after crossing a front.3000米以下，自下向上穿越冷鋒時(shí)，風(fēng)向怎樣變化？There is always a change in wind when you fly across a front. The most easily recognizable change when crossing a front is the change in temperature.

13、 鋒面天氣The type and intensity of frontal weather depend on several factors, including :the availability of moisture, the stability of the air being lifted, and the speed of the frontal movement. Other factors include the slope of the front and the moisture and temperature variations between the two fr

14、onts.冷鋒云系（暖氣團(tuán)穩(wěn)定）從暖區(qū)到冷區(qū)（低到高）：Sc Ns As Cs Ci鋒面陡、云降水區(qū)150200km鋒線附近Sc St Fs穩(wěn)定性天氣特征冷鋒云系（暖氣團(tuán)不穩(wěn)定)對流云Cb在鋒線附近。Cb As/Ac Cs Ci對流云區(qū)積冰、亂流。冷鋒過境期間氣象要素的變化Table adapted from: Ahrens, (1994) Before PassingWhile PassingAfter PassingWindssouth-southwestgusty; shiftingwest-northwestTemperaturewarmsudden dropsteadily drop

15、pingPressurefalling steadilyminimum, then sharp riserising steadilyCloudsincreasing: Ci, Cs and CbCbCuPrecipitationshort period of showersheavy rains, sometimes with hail, thunder and lightningshowers then clearingVisibilityfair to poor in hazepoor, followed by improvinggood, except in showersDew Po

16、inthigh; remains steadysharp droplowering急行冷鋒暖空氣不穩(wěn)定：移動(dòng)速度快的冷鋒，鋒面陡，空氣上升強(qiáng)烈。云系、降水在鋒線前及其附近狹窄區(qū)內(nèi)。鋒面溫濕差大。積狀云帶沿鋒線，旺盛Cb，云頂10km以上?？耧L(fēng)、烏云、暴雨、雷電、冰雹短暫暖空氣穩(wěn)定：層狀云系、云區(qū)窄、鋒后大風(fēng)。Upper winds blowing across the front usually cause rapid movement of surface fronts. Squall lines usually develop ahead of a cold front. (a)在陸上衰弱

17、中的冷鋒，(b)移至海上時(shí)，已漸不明顯 暖鋒云系（暖氣團(tuán)穩(wěn)定）暖鋒移來，Ci Cs As Ns云系水平幾百km，近鋒線云層越低、越厚（厚可十km）連續(xù)性降水范圍廣，寬度300400km。冷氣團(tuán)中Sc St Fs， 鋒前霧150200km（雨滴下降蒸發(fā)）鋒線附近、降水區(qū)能見度很差。碎云高度很低。Steady precipitation preceding a front is usually an indication of a warm front, which results from warm air being cooled from the bottom by colder air.

18、This results in stable air with stratiform clouds and little or no turbulence. 暖鋒云系（暖氣團(tuán)不穩(wěn)定）增加Cb，隱藏雷暴。陣性降水嚴(yán)重積冰，鋒面兩側(cè)溫差大（510C）地面有冰丸時(shí)，高空存在凍雨。The weather associated with an advancing warm front that has moist, unstable air is cumuliform clouds, turbulent air, and showery-type precipitation. A stratus lay

19、er may form in a mildly stable layer while convective clouds penetrate the layer and form thunderstorms, which may be entirely embedded in a massive stratus layer and pose an unseen threat to instrument flight. Embedded thunderstorms means that the thunderstorms are embedded in clouds or thick haze

20、layers and cannot be seen. Embedded thunderstorms are obscured because they occur in very cloudy conditions or thick haze layers. Before PassingWhile PassingAfter PassingWindssouth-southeastvariablesouth-southwestTemperaturecool-cold, slow warmingsteady risewarmer, then steadyPressureusually falling

21、leveling offslight rise, followed by fallCloudsin this order: Ci, Cs, As, Ns, St, and fog; occasionally Cb in summerstratus-typeclearing with scattered Sc; occasionally Cb in summerPrecipitationlight-to-moderate rain, snow, sleet, or drizzledrizzle or noneusually none, sometimes light rain or shower

22、sVisibilitypoorpoor, but improvingfair in hazeDew Pointsteady risesteadyrise, then steady暖鋒經(jīng)過期間的氣象要素變化暖鋒天氣復(fù)習(xí)天氣特征：鋒面坡度小，移動(dòng)速度慢；云序依次是從高云到低云；連續(xù)性降水常出現(xiàn)在鋒前（雨層云）；鋒下冷氣團(tuán)中水汽充沛，常有層積云、層云和碎層云；若暖氣團(tuán)不穩(wěn)定，地面鋒線附近會(huì)出現(xiàn)雷陣雨天氣。影 響：暖氣團(tuán)穩(wěn)定時(shí)，云中氣流比較平穩(wěn)，多數(shù)不會(huì)影響飛行，但能見度很差，碎云高度很低具有復(fù)雜氣象條件；暖空氣潮濕不穩(wěn)定時(shí)，形成的積雨云（雷暴）常隱藏在云層之中；暖鋒中容易產(chǎn)生嚴(yán)重積冰，鋒兩側(cè)溫差可達(dá)

23、510度鋒面兩側(cè)積冰區(qū)高度不一。當(dāng)?shù)孛鎴?bào)告有冰丸時(shí)，在較高的高度上會(huì)碰到凍雨。最好是在云上飛行Comparison of Cold and Warm Fronts P40 Speed： Coldfronts ， move at 20 to 35 m.p.h., very quickly warm fronts， 10 to 25 m.p.h. Composition： Coldfronts ， a steeper frontal slope. warm fronts， 10 to 25 m.p.h. weather phenomenon： cold fronts ，squall lines d

24、uring the summer as far as 200 miles in advance of a severe cold front. cold fronts， Violent weather activity along the frontal boundary, bring sudden storms, gusty winds, turbulence, and sometimes hail or tornadoes. warm fronts， low ceilings, poor visibility, and rain, cold fronts bring sudden stor

25、ms, gusty winds, turbulence, and sometimes hail or tornadoes. Prediction：Cold fronts，with little or no warning, make a complete weather change in just a few hours. The weather clears rapidly after passage and drier air with unlimited visibilities prevail. Warm fronts, provide advance warning of thei

26、r approach ，take days to pass through a region. The threat of low-level wind shear occurs just before the warm front passes the airport. With a cold front, the most critical period for wind shear occurs just as or just after the cold front passes the airport. （準(zhǔn)）靜止鋒天氣 天氣特征：坡度最小，云層和雨區(qū)比暖鋒更為寬廣；降水強(qiáng)度小的持續(xù)

27、時(shí)間長的連陰雨天氣；若暖空氣不穩(wěn)定，會(huì)出現(xiàn)積雨云和雷陣雨天氣。（廣、小、長）影 響：可進(jìn)行復(fù)雜氣象條件的訓(xùn)練飛行鋒面系統(tǒng)的演變 Frontal waves normally form on slow-moving cold fronts or stationary fronts. If a frontal wave were to form on a stationary front running east and west across the U.S., that portion east of the wave would normally become a warm front an

28、d that portion west of the wave would become a cold front. 鋒面系統(tǒng)的演變錮囚鋒天氣 天氣特征：在錮囚點(diǎn)附近天氣比原來兩條鋒面天氣更差。影 響：在錮囚點(diǎn)以上，會(huì)遇到寬廣的云層和降水，還可能有雷暴、積冰和顛簸，以下低層廣大范圍內(nèi)存在相當(dāng)惡劣的能見度和低的云幕。（后期會(huì)好轉(zhuǎn)）In a cold front occlusion, the air ahead of the warm front is warmer than the air behind the overtaking cold front. An occlusion is com

29、posed of two fronts as a cold front overtakes a warm front.The jet stream is usually to the north of surface lows and fronts. The development of a surface low usually is south of the jet stream and moves nearer as the low deepens. The occluding low moves north of the jet stream, and the jet stream c

30、rosses the frontal system near the point of occlusion. 復(fù)習(xí) 有關(guān)云圖的常識(shí)1.在衛(wèi)星云圖上，可見光云圖的色調(diào)取決于( ).A目標(biāo)反射太陽輻射的大小；B目標(biāo)的溫度；C目標(biāo)的高低2在衛(wèi)星云圖上，紅外云圖的色調(diào)取決于( ).A反射太陽輻射的大??；B目標(biāo)的溫度；C目標(biāo)的高低江淮切變線切變線：氣旋式切變的風(fēng)場不連續(xù)線。春末秋初，700、850hPa中低空常見。江淮切變線：江淮一帶700、850hPa等壓面上近于東西向的風(fēng)場不連續(xù)線。江淮切變線6、7月出現(xiàn)時(shí)，90%以上有暴雨。冬季則多連續(xù)性降水。切變線的云雨帶多呈緯向分布選擇：1、在鋒面經(jīng)過機(jī)場時(shí)，

31、要特別注意的是（ ）。 A可能出現(xiàn)高度極低的風(fēng)切變 B可能出現(xiàn)風(fēng)沙天氣 C. 雨層云中的連續(xù)性小雨2、高空鋒區(qū)偏在地面鋒線的（ ）。 A后面 B暖氣團(tuán)一側(cè) C. 冷氣團(tuán)一側(cè)3、在鋒面兩側(cè)，下面何種氣象要素的差異最大 A氣溫； B氣壓； C空氣濕度4、在穩(wěn)定的暖鋒上由東北向西南飛行時(shí)，經(jīng)過云系所排列的次序是 A、Ci-Cs-As-Ns B、Cs-As-Ci-Ns C、Ci-Cc-Ac-Ns D、Ns-As-Cs-Ci5、穩(wěn)定的緩行冷鋒來臨時(shí)，所看到的層狀云出現(xiàn)的次序是 A、Ci-Cs-As-Ns B、As-Ns-Cs-Ci C、Ci-As-Cs-Ns D、Ns-As-Cs-Ci6、颮線通常與下列何種鋒面有關(guān) A靜止鋒； B快速移動(dòng)的冷鋒； C快速移動(dòng)的暖鋒7、夏季，當(dāng)報(bào)告江南一地區(qū)有鋒面形成時(shí)，那個(gè)地區(qū)機(jī)場的天氣是 A、風(fēng)速不斷加大、降水加強(qiáng)、云中氣流很不穩(wěn)定，很可能有埋置雷暴 B、云體包厚度越來越小，天氣將好轉(zhuǎn) C、在鋒生區(qū)內(nèi)肯定全部是穩(wěn)定的層狀云降水區(qū)分槽線、切變線:1、在空中等壓面圖上分析的槽線和切變線，它們的相同之處在于A兩側(cè)都有較大的風(fēng)切變； B兩側(cè)都有較大的氣壓差C.