氣象學(xué)與氣候?qū)W：第五章 天氣系統(tǒng)

1、第五章天氣系統(tǒng) 天氣是一定區(qū)域短時(shí)間內(nèi)的大氣狀況及其變化的總稱。天氣系統(tǒng)通常是指引起天氣變化和分布的高壓、低壓和高壓脊、低壓槽等具有典型特征的大氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。主要內(nèi)容一、氣團(tuán)和鋒二、中高緯度天氣系統(tǒng)三、低緯度天氣系統(tǒng)四、對(duì)流性天氣系統(tǒng)第一節(jié) 氣團(tuán)和鋒 天氣現(xiàn)象和天氣變化是由大氣的物理屬性和大氣的運(yùn)動(dòng)過程所決定的，而大氣的物理屬性是大氣在運(yùn)動(dòng)過程中同地理環(huán)境不斷作用下形成的。從全球來(lái)看，在一定范圍內(nèi)存在著水平方向上物理屬性(主要指溫度、濕度，穩(wěn)定度等)相對(duì)比較均勻的大塊空氣，稱為氣團(tuán)，兩種不同性質(zhì)氣團(tuán)間的交界區(qū)稱為鋒。 一、氣團(tuán) 氣團(tuán)的水平范圍從幾百公里到幾千公里，垂直范圍可達(dá)幾公里到十幾公里。氣

2、團(tuán)內(nèi)的水平溫度梯度一般小于1-2100公里。(一)氣團(tuán)的形成 氣團(tuán)形成需要具備兩個(gè)條件： （1）大范圍性質(zhì)比較均勻的下墊面 空氣中的熱量、水分主要來(lái)源于下墊面，因而下墊面性質(zhì)決定著氣團(tuán)屬性。在冰雪覆蓋的地區(qū)往往形成冷而干的氣團(tuán)；在水汽充沛的熱帶海洋上常常形成暖而濕的氣團(tuán)。所以，大范圍性質(zhì)比較均勻的下墊面，如遼闊的海洋、無(wú)垠的沙漠、冰雪覆蓋的大陸和極區(qū)等等都可成為氣團(tuán)形成源地。 （2）利于空氣停滯和緩行的環(huán)流條件 移行緩慢的高壓(反氣旋)系統(tǒng)如高緯地區(qū)的準(zhǔn)靜止冷高壓，副熱帶高壓等等，不僅能使空氣有充足時(shí)間同下墊面相互作用，以獲得下墊面屬性，而且高壓中下沉氣流在低空的輻散風(fēng)場(chǎng)利于空氣溫度、濕度水平

3、梯度減小，而趨于均勻，是有利于氣團(tuán)形成的環(huán)流條件。 (二)氣團(tuán)的變性 冷到暖容易，而暖到冷不容易；干到濕容易，濕到干不容易。(三)氣團(tuán)的分類和特性 氣團(tuán)分類的方法大多采用地理分類法和熱力分類法兩種。 1.地理分類法：是根據(jù)氣團(tuán)源地的地理位置和下墊面性質(zhì)進(jìn)行的分類。首先按源地的緯度位置把北(南)半球的氣團(tuán)分為四個(gè)基本類型，即冰洋(北極和南極)氣團(tuán)、極地(中緯度)氣團(tuán)、熱帶氣團(tuán)和赤道氣團(tuán)；再根據(jù)源地的海、陸位置，把每一基本類型又分為海洋型和大陸型氣團(tuán)(赤道氣團(tuán)源地主要是海洋，不再區(qū)分海、陸型)。每個(gè)半球共有7種氣團(tuán)（表5-2、圖5-1）。 2.熱力分類法：是以氣團(tuán)與流經(jīng)地區(qū)下墊面的熱力對(duì)比作為分類

4、的基礎(chǔ)。凡是氣團(tuán)溫度高于流經(jīng)地區(qū)下墊面溫度的，稱暖氣團(tuán)；相反，氣團(tuán)溫度低于流經(jīng)地區(qū)下墊面溫度的，稱冷氣團(tuán)。所以，冷暖氣團(tuán)是相對(duì)而言，兩者并沒有絕對(duì)的溫度數(shù)量界限。日常天氣分析中，還常常依據(jù)氣團(tuán)之間的溫度對(duì)比來(lái)劃分冷、暖氣團(tuán)，即溫度相對(duì)高的氣團(tuán)稱暖氣團(tuán)；溫度相對(duì)低的氣團(tuán)，稱冷氣團(tuán)。二、鋒 鋒是冷暖氣團(tuán)間的過渡帶。鋒區(qū)冷、暖空氣異?；钴S，常常形成廣闊的云系和降水區(qū)時(shí)還出現(xiàn)大風(fēng)、降溫和雷暴等劇烈天氣現(xiàn)象。鋒是重要的天氣系統(tǒng)之一。 (一)鋒的概念 鋒是三度空間的天氣系統(tǒng)，其水平范圍與氣團(tuán)水平尺度相當(dāng)，長(zhǎng)達(dá)幾百公里到幾千公里，鋒區(qū)寬度遠(yuǎn)比氣團(tuán)狹窄，在近地面層一般為幾十公里。在高空，鋒往往增寬。鋒的寬度同

5、氣團(tuán)寬度相比顯得很狹窄，因而常常把鋒區(qū)看成是一個(gè)幾何面，稱為鋒面。鋒面與地面的交線稱鋒線，鋒面和鋒線統(tǒng)稱鋒。 鋒垂直伸展的高度，視形成鋒的氣團(tuán)高度而有不同，有的達(dá)到對(duì)流層的中上層，稱對(duì)流層鋒；有的僅僅限于對(duì)流層低層(1.5公里以下)，稱近地面鋒。(二)鋒的特征鋒是兩種性質(zhì)不同氣團(tuán)相互作用的過渡帶，因而鋒兩側(cè)的溫度、濕度、穩(wěn)定度以及風(fēng)、云、氣壓等氣象要素具有明顯的差異，可以把鋒看成是大氣中氣象要素的不連續(xù)面。1.鋒面坡度：鋒在空間呈傾斜狀態(tài)是鋒的一個(gè)重要特征。鋒面傾斜的程度稱鋒面坡度。鋒面坡度的形成和保持是地球偏轉(zhuǎn)力作用的結(jié)果。 2、溫度場(chǎng)： 氣團(tuán)內(nèi)部的氣溫水平分布比較均勻，通常在100公里距離

6、內(nèi)的氣溫差為1，最多不超過2，而鋒附近區(qū)域內(nèi)，相距100公里氣溫差可達(dá)幾度，有時(shí)達(dá)10左右，意味著其水平溫度梯度比氣團(tuán)增大5-10倍，這是鋒的又一重要特征。 這一特征，在天氣圖上表現(xiàn)為等溫線非常密集而且同鋒面近于平行；同時(shí)，由于鋒面在空間呈傾斜狀態(tài)，使得等溫線密集區(qū)隨著高度增加不斷向冷區(qū)一側(cè)傾斜，因而高空鋒區(qū)位于地面鋒的冷空氣一側(cè)。鋒伸展得高度愈高，鋒區(qū)偏離地面鋒線就愈遠(yuǎn)。3、氣壓場(chǎng) 鋒面兩側(cè)是密度不同的冷、暖氣團(tuán)，因而鋒區(qū)的氣壓變化比氣團(tuán)內(nèi)部要大得多，表現(xiàn)在等壓線橫穿鋒面時(shí)產(chǎn)生折角，而且折角尖端指向高壓，以及鋒落在低壓槽中的特有氣壓場(chǎng)。 4、風(fēng)場(chǎng) 鋒附近的風(fēng)場(chǎng)同氣壓場(chǎng)是相適應(yīng)的。既然地面鋒線

7、處于低壓槽內(nèi)，根據(jù)梯度風(fēng)原理，鋒線附近的風(fēng)場(chǎng)應(yīng)具有氣旋性切變，這種切變或是風(fēng)向切變，或是風(fēng)速切變，或者兩者都有。(三)鋒的類型和天氣1.鋒的類型： (1) 暖鋒：鋒面向冷氣團(tuán)移動(dòng)的鋒。 (2) 冷鋒：鋒面向暖氣團(tuán)移動(dòng)。 (3) 準(zhǔn)靜止鋒：冷暖鋒勢(shì)力相當(dāng)。 (4) 錮囚鋒：兩鋒相遇后合并所成的鋒。 (三)鋒的類型和天氣 2.鋒面天氣： 主要指鋒附近的云系、降水、風(fēng)、能見度等氣象要素的分布和演變狀況。而這些氣象要素的分布和演變主要決定于鋒面坡度大小、鋒附近空氣垂直運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、氣團(tuán)含水量和穩(wěn)定度等因素。2.鋒面天氣 (1) 暖鋒天氣：春秋季一般出現(xiàn)在江淮流域和東北地區(qū)，夏季多出現(xiàn)在黃河流域。 (2)

8、冷鋒天氣： 一型冷鋒是影響中國(guó)天氣的重要天氣系統(tǒng)之一，一般由西北向東南移動(dòng)。 二型冷鋒在我國(guó)較少，春季見于長(zhǎng)江流域，秋季見于黃河流域。 (3) 準(zhǔn)靜止鋒天氣： (4) 錮囚鋒天氣：主要出現(xiàn)在東北、華北地區(qū)，以春季較多。冬半年在西北、華北、華東地區(qū)還出現(xiàn)地形錮囚鋒。 (四)鋒生和鋒消 1.水平氣流輻合、輻散 2.空氣垂直運(yùn)動(dòng) 3.空氣的熱量交換(四)鋒生和鋒消1.水平氣流輻合、輻散 2.空氣垂直運(yùn)動(dòng) 3.空氣的熱量交換 實(shí)踐證明，在對(duì)流層低層氣流水平輻合、輻散是鋒生、鋒消的一種主要因素；在對(duì)流層高層，垂直運(yùn)動(dòng)是一個(gè)重要因素，輻合、輻散也是一個(gè)重要因素；在中層，輻合輻散和垂直運(yùn)動(dòng)往往同等重要，但兩

9、者所起作用相反。凝結(jié)潛熱釋放對(duì)鋒生也起著一定作用。第二節(jié) 中高緯度天氣系統(tǒng) 一、高空主要天氣系統(tǒng) 西風(fēng)帶的波動(dòng)大體上分為： 長(zhǎng)波 短波 高壓、低壓一、高空主要天氣系統(tǒng) （一）大氣長(zhǎng)波 維持時(shí)間較長(zhǎng)的波動(dòng)。其波長(zhǎng)一般在5000-7000km，振幅大多在10-20個(gè)緯距以上。 等溫線也呈波形，具有冷槽、暖脊的溫壓場(chǎng)結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)波槽和脊的活動(dòng)不僅是維持大氣環(huán)流的一種重要機(jī)制，而且是中高緯度較小尺度天氣系統(tǒng)產(chǎn)生和發(fā)展的背景條件。 短波疊加在長(zhǎng)波之中，并在長(zhǎng)波中穿行。短波可以逐漸發(fā)展成長(zhǎng)波，長(zhǎng)波也可減弱并分裂成短波。 （二）阻塞高壓和切斷低壓 是大氣長(zhǎng)波在發(fā)展過程中槽脊加強(qiáng)、振幅加大演變而成的閉合系統(tǒng)。 1

10、.阻塞高壓 2.切斷低壓（三）極地渦旋 （四）高空低壓槽和切變線 1.高空低壓槽 2.切變線 3.低渦二、溫帶氣旋和反氣旋 (一) 概述 （二）溫帶氣旋 天氣 鋒面氣旋天氣不僅決定于氣旋溫壓場(chǎng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還與空氣的穩(wěn)定度、水汽條件、高空環(huán)流形勢(shì)、地形以及氣旋發(fā)展階段等等因素有關(guān)。氣旋是氣流輻合上升系統(tǒng)，尤其鋒面上，氣流上升更為強(qiáng)烈，往往產(chǎn)生云、雨，甚至造成暴雨、雷雨、大風(fēng)天氣。一個(gè)發(fā)展成熟的鋒面氣旋的天氣模式表明：氣旋前方是寬闊的暖鋒云系及相伴隨的連續(xù)性降水天氣，氣旋后方是比較狹窄的冷鋒云系和降水天氣，氣旋中部是暖氣團(tuán)天氣。如果暖氣團(tuán)中水汽充足而又不穩(wěn)定，可出現(xiàn)層云，層積云，并下毛毛雨，也有時(shí)出

11、現(xiàn)露；如果氣團(tuán)干燥，只能生成-些薄云而沒有降水。 三、溫帶反氣旋(一)冷性反氣旋和寒潮 冷性反氣旋在中，高緯經(jīng)常出現(xiàn)，尤其冬半年活動(dòng)更加頻繁，勢(shì)力更為強(qiáng)大，影響范圍更加廣泛，往往給活動(dòng)地區(qū)造成降溫，大風(fēng)和降水，是中高緯地區(qū)冬季最突出的天氣過程。 寒潮 冷高壓活動(dòng)相當(dāng)頻繁，就東亞地區(qū)來(lái)說(shuō)，大約每3-5天就有一次，可是冷高壓的強(qiáng)度在不同季節(jié)相差很大。夏季一般強(qiáng)度很弱，冬季強(qiáng)烈的冷高壓活動(dòng)帶來(lái)強(qiáng)冷空氣侵襲，如同寒冷的潮流滾滾而來(lái)，給我國(guó)廣大地區(qū)帶來(lái)劇烈降溫、霜凍、大風(fēng)等等災(zāi)害性天氣。這種大范圍的強(qiáng)烈的冷空氣活動(dòng)，稱為寒潮。 寒潮的概念：我國(guó)中央氣象臺(tái)規(guī)定，由于冷空氣的侵入使氣溫在24小時(shí)內(nèi)下降10以

12、上，最低氣溫降至5以下，作為發(fā)布寒潮警報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)。第三節(jié) 低緯度天氣系統(tǒng)一、副熱帶高壓 在南北半球副熱帶地區(qū)，經(jīng)常維持著沿緯圈分布的不連續(xù)的高壓帶，稱為副熱帶高壓帶。副熱帶高壓帶受海陸沿緯圈分布的影響，常斷裂成若干個(gè)高壓?jiǎn)误w，稱副熱帶高壓，簡(jiǎn)稱副高。主要位于海洋上，位置比較固定。在北半球，高壓?jiǎn)误w中心經(jīng)常有5-6個(gè)，分別位于北太平洋西部、北太平洋東部、北大西洋中部、北大西洋西部墨西哥灣和北非等地。南半球有南太平洋高壓；南大西洋高壓和南印度洋高壓等。夏季大陸高原上出現(xiàn)的青藏高壓和墨西哥高壓。副高占據(jù)廣大空間，穩(wěn)定少動(dòng)，是副熱帶地區(qū)最重要的大型天氣系統(tǒng)。它的存在和活動(dòng)不僅對(duì)低、中緯度天氣的發(fā)生、發(fā)展

13、具有巨大作用，而且對(duì)全球環(huán)流的演變也有很大影響。（一）結(jié)構(gòu)和天氣 1.結(jié)構(gòu) 副高是由于對(duì)流層上層空氣輻合、聚積而形成，它是常年存在、穩(wěn)定少動(dòng)的深厚系統(tǒng)。它的強(qiáng)度和規(guī)模在冬、夏季節(jié)有很大差異。一般說(shuō)，北半球副高的強(qiáng)度在夏季時(shí)迅速增大，盛夏時(shí)達(dá)到最強(qiáng)，范圍幾乎占整個(gè)北半球的15-14。冬季時(shí)，由于北半球降溫，強(qiáng)度減弱、范圍縮小，位置南移東退。南半球副高的季節(jié)變化狀況與北半球相反。 2.天氣特征 副高內(nèi)的天氣，由于盛行下沉氣流，以晴朗、少云，微風(fēng)、炎熱為主。高壓的西北部和北部邊緣，因與西風(fēng)帶交界，受西風(fēng)帶鋒面、氣旋活動(dòng)的影響，上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，水汽也較豐富，多陰雨天氣。高壓南側(cè)是東風(fēng)氣流，晴朗少云，低層

14、濕度大、悶熱。但當(dāng)有臺(tái)風(fēng)、東風(fēng)波等熱帶天氣系統(tǒng)活動(dòng)時(shí)，可能產(chǎn)生大范圍暴雨帶和中小尺度的雷陣雨及大風(fēng)天氣。高壓東部受北來(lái)冷氣流的影響，形成的逆溫層低、是少云干燥的天氣，長(zhǎng)期受其控制的地區(qū)，因久旱無(wú)雨，可能出現(xiàn)干旱，甚至變成沙漠氣候。 （二）西太平洋副高 1.西太平洋副高的活動(dòng) 西太平洋副高的活動(dòng)位置有多年變化。 西太平洋副高的季節(jié)性活動(dòng)具有明顯的規(guī)律性。 西太平洋副高還有非季節(jié)的中短期活動(dòng)。西太平洋副高的季節(jié)性活動(dòng)，具有明顯的規(guī)律性：冬季時(shí)，西太平洋副高脊線一般位于15N附近。6月中、下旬，脊線迅速北跳，穩(wěn)定于20-25N間。7月上、中旬，脊線再次北跳，躍到25N以北地區(qū)以后就擺動(dòng)在25-30N

15、之間，七月底到8月初，脊線跨越30N，到達(dá)最北的位置。從9月起，脊線開始自北、向南退縮，9月上旬脊線第一次回跳到25N附近，10月上旬再次跳到20N以南地區(qū)，從此結(jié)束了以年為周期的季節(jié)性南、北移動(dòng)。副高的這種季節(jié)性移動(dòng)并不是勻速進(jìn)行的，這是副高季節(jié)變動(dòng)的一般規(guī)律。西太平洋副高的北進(jìn)、南退，同其他地區(qū)副高的南北移動(dòng)大體是一致的，只是移動(dòng)的幅度更大一些。副高的季節(jié)性南北移動(dòng)并不是勻速進(jìn)行的，而表現(xiàn)出穩(wěn)定少動(dòng)、緩慢移動(dòng)和跳躍三種形式。 2.西太平洋副高對(duì)我國(guó)天氣的影響 西太平洋副高是對(duì)我國(guó)夏季天氣影響最大的一個(gè)天氣系統(tǒng)。 西太平洋副高是向我國(guó)輸送水汽的重要天氣系統(tǒng)。 由于西太平洋副高的季節(jié)性南北移動(dòng)

16、經(jīng)常出現(xiàn)異常，往往造成一些地區(qū)干旱而另一些地區(qū)洪澇。 （三）青藏高壓 又稱南亞高壓，是暖季出現(xiàn)在亞洲大陸南部青藏高原上空對(duì)流層頂部的大型暖高壓系統(tǒng)。 高壓中心常作東西向擺動(dòng)，當(dāng)其向東擺動(dòng)并與西太平洋副高壓脊疊加時(shí)，可使西太平洋副高加強(qiáng)，導(dǎo)致其西伸或北跳。 青藏高壓的中心位置和它在我國(guó)東部的脊線位置對(duì)長(zhǎng)江中下游梅雨異常也有影響。 二、熱帶天氣系統(tǒng) 氣象上的熱帶是指南、北半球副熱帶高壓脊線之間的地帶。 大氣低層經(jīng)常處于高溫、高濕和條件不穩(wěn)定狀態(tài)。同時(shí)，熱帶地區(qū)又是氣流輻合、上升帶。 是強(qiáng)烈天氣系統(tǒng)發(fā)生、活動(dòng)的背景和條件。 （一）熱帶輻合帶 熱帶輻合帶又稱赤道輻合帶，是低緯度大氣中一種大尺度天氣系統(tǒng)

17、。它是介于南、北副熱帶高壓間寬廣低壓區(qū)(赤道槽)內(nèi)的狹窄氣流輻合帶大體呈東西向分布，有時(shí)幾乎環(huán)繞地球一周。在衛(wèi)星云圖上表現(xiàn)為一條狹窄的近于連續(xù)的對(duì)流云帶。 （一）熱帶輻合帶 熱帶輻合帶按其氣流輻合的特性分為兩種類型： 季風(fēng)輻合帶 信風(fēng)輻合帶 （二）東風(fēng)波 是副高南側(cè)深厚東風(fēng)氣流受擾動(dòng)而產(chǎn)生的波動(dòng)。 西太平洋西部的東風(fēng)波往往影響到我國(guó)華南、長(zhǎng)江中下游和東亞地區(qū)，帶來(lái)大雨和大風(fēng)天氣，發(fā)展較強(qiáng)的東風(fēng)波可能出現(xiàn)閉合環(huán)流。東風(fēng)波在適當(dāng)條件下還可以發(fā)展成熱帶氣旋。 （三）熱帶云團(tuán)云團(tuán)根據(jù)尺度和所產(chǎn)生的地區(qū)，可分為三類： (1)季風(fēng)云團(tuán)：是地球上規(guī)模最大的云團(tuán)，南北寬達(dá)10個(gè)緯距，東西長(zhǎng)20-40個(gè)經(jīng)距，這

18、種云團(tuán)和西南季風(fēng)活動(dòng)有明顯聯(lián)系，因而稱為“季風(fēng)云團(tuán)”，它主要發(fā)生在熱帶印度洋和東南亞地帶。冬季時(shí)，位于5-10N，6月中旬開始隨著季風(fēng)推進(jìn)，8月推進(jìn)到20-30N，可造成特大暴雨； (2)一般熱帶云團(tuán)：常發(fā)生在海洋上的赤道輻合帶中，尺度在4個(gè)緯距以上，是臺(tái)風(fēng)、東風(fēng)波發(fā)展的基礎(chǔ)。這種云團(tuán)對(duì)我國(guó)華南、華東等沿海地區(qū)有較大影響； (3)尺度較小的云團(tuán)(爆玉米花狀云團(tuán))：是由幾個(gè)到10個(gè)積雨云組成的積雨云群，多發(fā)生在南美大陸的熱帶地區(qū)和我國(guó)西藏南部地區(qū)，有明顯的日變化。（四）熱帶氣旋 熱帶氣旋是形成于熱帶海洋上的強(qiáng)大而深厚的氣旋性渦旋。它來(lái)臨時(shí)，往往帶來(lái)狂風(fēng)、暴雨和驚濤駭浪，具有很大的破壞力。同時(shí)，臺(tái)

19、風(fēng)也帶來(lái)充沛雨水，有利于緩和或解除旱象。是熱帶地區(qū)最重要的天氣系統(tǒng)。 1.分類 （1）臺(tái)風(fēng)（颶風(fēng)）：風(fēng)力12級(jí)以上 （2）熱帶風(fēng)暴：8-11級(jí)，10-11級(jí)者稱強(qiáng)熱帶風(fēng)暴 （3）熱帶低壓：6-7級(jí)。 2.臺(tái)風(fēng) 臺(tái)風(fēng)的范圍通常以臺(tái)風(fēng)最外圍圓形等壓線的直徑為標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)臺(tái)風(fēng)范圍為600-1000公里，最大的可達(dá)2000公里，最小的僅僅100公里左右，臺(tái)風(fēng)環(huán)流伸展的垂直高度可達(dá)12-16公里。 臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度以近臺(tái)風(fēng)中心地面最大平均風(fēng)速和臺(tái)風(fēng)中心海平面最低氣壓值來(lái)確定。大多數(shù)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速在20-50米秒，大者達(dá)110米秒，甚至更大。臺(tái)風(fēng)中心氣壓值一般為950百帕，低者達(dá)920百帕，有的僅877百帕。 臺(tái)風(fēng)

20、發(fā)生在南、北緯5-20左右的海水溫度較高的洋面上。全球臺(tái)風(fēng)主要發(fā)生在8個(gè)海區(qū)（圖5-25）。每年全球發(fā)生臺(tái)風(fēng)的總數(shù)大約80次，其中半數(shù)以上發(fā)生在北太平洋(約占52)，北半球占總數(shù)的76，南半球僅占24。南大西洋和南太平洋東部沒有臺(tái)風(fēng)發(fā)生。 （1）結(jié)構(gòu)：臺(tái)風(fēng)是暖性低壓，因而臺(tái)風(fēng)范圍內(nèi)的地面流場(chǎng)是氣旋式輻合流場(chǎng)。按輻合氣流速度的大小，一個(gè)發(fā)展成熟的臺(tái)風(fēng)，其低層沿經(jīng)向方向可分為三個(gè)區(qū)域：(1)外圈：自臺(tái)風(fēng)邊緣到最大風(fēng)速區(qū)外緣，風(fēng)速向中心急增，風(fēng)力在6級(jí)以上，半徑約200-300公里，(2)中圈：從最大風(fēng)速區(qū)外緣到臺(tái)風(fēng)眼壁，是臺(tái)風(fēng)中對(duì)流和風(fēng)雨最強(qiáng)烈的區(qū)域，半徑為100公里. (3)內(nèi)圈：即臺(tái)風(fēng)眼區(qū)，風(fēng)

21、速迅速減小，半徑約5-30公里。 臺(tái)風(fēng)流場(chǎng)的垂直分布，大致分為三層： 低層流入層 上升氣流層 高空流出層 （2）天氣 依據(jù)臺(tái)風(fēng)的衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波，發(fā)展成熟的臺(tái)風(fēng)云系，由外向內(nèi)有： (1)外螺旋云帶 (2)內(nèi)螺旋云帶 (3)云墻 (4)臺(tái)風(fēng)眼區(qū) 臺(tái)風(fēng)區(qū)內(nèi)水汽充沛，氣流上升強(qiáng)烈，往往能造成大量降水(200-300毫米，甚至更多)，強(qiáng)度很大，主要發(fā)生在垂直云墻區(qū)以及內(nèi)螺旋云帶區(qū)，眼區(qū)一般無(wú)降水。(3)臺(tái)風(fēng)形成和消亡 關(guān)于臺(tái)風(fēng)形成和發(fā)展的理論問題，一直是人們探索、研究的重要課題。雖然近年來(lái)取得很大進(jìn)展，但是還沒有得出比較完善的結(jié)論。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，臺(tái)風(fēng)是由熱帶弱小的擾動(dòng)發(fā)展起來(lái)的。當(dāng)弱小的熱帶氣旋性

22、系統(tǒng)在高溫洋面上空產(chǎn)生或由外地移來(lái)時(shí)，因摩擦作用便使氣流產(chǎn)生向弱氣旋內(nèi)部流動(dòng)的分量，把洋面上的高溫、高濕空氣輻合到氣旋中心，并產(chǎn)生上升和對(duì)流運(yùn)動(dòng)，暖濕空氣便發(fā)生凝結(jié)，釋放大量潛熱，以加熱氣旋中心上空的氣柱，形成暖心。 廣闊的高溫洋面：海溫高于29-30的洋面，極易發(fā)生臺(tái)風(fēng)。 合適的地轉(zhuǎn)參數(shù)值：大多數(shù)臺(tái)風(fēng)發(fā)生在緯度5-20度之間，10-15度間為最多。 氣流的垂直切變要?。菏股仙龤饬髂Y(jié)釋放的熱量能聚積在有限的氣柱內(nèi)，而不被擴(kuò)散出去。合適的流場(chǎng)。(4)臺(tái)風(fēng)移動(dòng)的路徑 臺(tái)風(fēng)生成后要發(fā)生移動(dòng)。移動(dòng)的方向、速度決定于作用于臺(tái)風(fēng)的動(dòng)力。動(dòng)力分內(nèi)力和外力兩種，內(nèi)力主要是由地轉(zhuǎn)偏向力引起的。 為了便于分析，

23、假設(shè)臺(tái)風(fēng)是一個(gè)近似圓形的低壓系統(tǒng)，并看成是由氣旋流型和輻合流型組合而成。在圓形等壓線上各點(diǎn)的切向風(fēng)速VA、VR、VC、VD，大小相等，而在上述兩種流場(chǎng)中，地轉(zhuǎn)偏向力的大小卻是不相等的(圖5-28a)，它是氣旋式流場(chǎng)，作用在臺(tái)風(fēng)中心東、西兩側(cè)的地轉(zhuǎn)偏向力(fB、fD)數(shù)值近似相等，方向相反，合力為零，而在南、北方向上，由于地轉(zhuǎn)偏向力隨緯度增加而增大，作用在臺(tái)風(fēng)中心北部的地轉(zhuǎn)偏向力(fA)，比作用在南部的地轉(zhuǎn)偏向力(fC)要大，結(jié)果對(duì)整個(gè)臺(tái)風(fēng)來(lái)說(shuō)，就有一個(gè)向北的合力。圖5-28b是臺(tái)風(fēng)的輻合流場(chǎng)，同樣由于地轉(zhuǎn)偏向力隨緯度有變化，fAfC，產(chǎn)生了向西的合力。在這兩種合力作用下，產(chǎn)生了向西北方向移動(dòng)的

24、力。臺(tái)風(fēng)的范圍愈大，風(fēng)速愈強(qiáng)，向北的合力愈大。 1.西移路徑：當(dāng)北太平洋高壓脊線呈東西走向，而且強(qiáng)大、穩(wěn)定時(shí)，或北太平洋副高不斷增強(qiáng)西伸時(shí)，臺(tái)風(fēng)從菲律賓以東洋面一直向西移動(dòng)，經(jīng)過南海在我國(guó)海南島或越南一帶登陸，對(duì)我國(guó)華南沿海地區(qū)影響較大。 2.西北路徑：當(dāng)北太平洋高壓脊線呈西北、東南走向時(shí)，臺(tái)風(fēng)從菲律賓以東洋面向西北方向移動(dòng)，穿過琉球群島，在我國(guó)江、浙或橫穿臺(tái)灣海峽，在浙閩一帶登陸。這條路徑對(duì)我國(guó)影響范圍較大，尤其對(duì)華東地區(qū)影響更大。 3.轉(zhuǎn)向路徑：北太平洋副高東退海上，臺(tái)風(fēng)從菲律賓以東向西北方向移動(dòng)，然后轉(zhuǎn)向東北方向移去，路徑呈拋物線狀，對(duì)我國(guó)東部沿海地區(qū)及日本影響較大。氣象學(xué)與氣候?qū)W實(shí)驗(yàn)指

25、導(dǎo)一觀測(cè)場(chǎng)地的要求 1、環(huán)境要求： 場(chǎng)地代表本地區(qū)較大范圍氣象要素特點(diǎn)和天氣、氣候特征的地方，避免局部地形的影響。一般要求場(chǎng)地平坦空曠，四周沒有高大建筑物、樹林和大水池的地方。觀測(cè)場(chǎng)地的邊緣與四周孤立障礙物的距離，至 少是該障礙物高度的三倍以上，成排的障礙物，至少是該障礙物高度的10倍以上，四周不應(yīng)種高稈作物，以保證氣流的通暢。2、場(chǎng)地大小的要求： 觀測(cè)場(chǎng)地大小應(yīng)為2525m2；如果條件限制，可為16（東西向）20（南北向）m2。中學(xué)氣象園的大小可根據(jù)學(xué)校場(chǎng)地的條件而定，盡可能符合國(guó)家氣象局的規(guī)定，可采用1620m2的面積，但不要小于54m2，否則儀器相距太近，相互遮擋，影響觀測(cè)質(zhì)量，而且影響

26、活動(dòng)的進(jìn)行。3、觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)的要求： 觀測(cè)場(chǎng)地要求平整，不應(yīng)有洞穴、坑洼，突起的地方，否則儀器安置不易達(dá)到水平的要求。由于一般地區(qū)下墊面綠色植物分布的面積最廣，所以觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)應(yīng)種植淺草，土壤應(yīng)保持當(dāng)?shù)氐慕Y(jié)構(gòu)特征，同時(shí)在場(chǎng)內(nèi)要鋪設(shè)0.30.5米寬的小路（不能用瀝青鋪面），保持場(chǎng)內(nèi)整潔，方便行走，以免踏平草層。為了保護(hù)場(chǎng)內(nèi)儀器設(shè)備，觀測(cè)場(chǎng)四周應(yīng)設(shè)高度為1.2米的稀疏圍欄（鐵絲網(wǎng)、鐵欄桿、竹圍欄等),保持氣流通暢。圍欄的北面正中開一個(gè)小門，方便出入。要保持場(chǎng)內(nèi)整潔，當(dāng)草高超過20厘米時(shí)，要剪短，將草及時(shí)運(yùn)出場(chǎng)地。在冬季降雪時(shí)，除小路和百葉箱頂壁的積雪可以清除外，場(chǎng)內(nèi)積雪應(yīng)保持原狀，使其自然融化。二觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)

27、的儀器的安置 觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)儀器的安置應(yīng)當(dāng)保持一定距離，互不影響，具體要求如下： 1.儀器高的安排在北面，低的安在南面，東西成行，大體對(duì)稱。 2.儀器設(shè)備應(yīng)安置在東西走向的小路的南側(cè)，便于觀測(cè)人員觀測(cè)時(shí)能迅速?gòu)谋泵娼咏鼉x器。觀測(cè)次數(shù)多的儀器，盡量接近中間小路。 3.百葉箱內(nèi)的溫度表安置的高度規(guī)定為1.5米。 4.測(cè)量降雨量的雨量器的安置高度規(guī)定為70厘米。 5.測(cè)量風(fēng)的儀器安置在距地面10米以上。 6.觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)的日射、日照儀器應(yīng)在開闊的地方，并放在平臺(tái)上。而且日射儀器事先需要測(cè)定反射率。三觀測(cè)時(shí)間1.每日以北京時(shí)間02、08、14、20時(shí)進(jìn)行四次氣候觀測(cè)，部分觀測(cè)站僅進(jìn)行08、14、20三次氣候觀測(cè)

28、。2.定時(shí)觀測(cè)項(xiàng)目表3.溫度、濕度氣壓等要素盡可能接近正點(diǎn)觀測(cè)，而目測(cè)項(xiàng)目如云、能見度等可在正點(diǎn)觀測(cè)前進(jìn)行觀測(cè)。4.氣象要素均以北京時(shí)間20時(shí)日界，自記記錄以24時(shí)為日界，日照計(jì)以日落為界。5.中學(xué)氣象園觀測(cè)項(xiàng)目，每天觀測(cè)三次，在不影響教學(xué)工作的前提下，可以提前一小時(shí)，在07、13、19時(shí)觀測(cè)。時(shí)間02081420081420日落后觀測(cè)項(xiàng)目云、能見度、天氣現(xiàn)象、空氣的溫度、濕度、風(fēng)、氣壓、040厘米地溫降水、凍土、雪深、雪壓、地面最低溫度80320厘米地溫、換溫度、氣壓、濕度自記紙降水、蒸發(fā)、最高、最低氣溫和地面最高、最低氣溫，并調(diào)整觀測(cè)表放回原位日照計(jì)換紙實(shí)驗(yàn)二空氣溫度的觀測(cè)一、幾種液體溫度

29、表 1. 普通溫度表（干濕球溫度表） 氣象站是用一對(duì)規(guī)格相同的普通溫度表測(cè)定空氣的溫度和濕度，因此又稱為干濕球溫度表。 2. 最高溫度表 3. 最低溫度表 三空氣溫度表的安裝 測(cè)定空氣溫度的儀器，應(yīng)放在防止太陽(yáng)直接照射，又能防止強(qiáng)風(fēng)、雨淋、雪蓋，并能使空氣自由流通的保護(hù)裝置內(nèi)。目前觀測(cè)臺(tái)站用的保護(hù)裝置就是百葉箱。 百葉箱，四周是由兩排薄的木板百葉組成，木板向內(nèi)向外傾斜與水平方向成45o角。箱底由三塊木板組成，中間木板比兩側(cè)的木板高出一些，箱蓋有兩層，其間空氣能流通。為了避免太陽(yáng)直接照射儀器，百葉箱要漆成白色，以防吸熱過多，影響箱內(nèi)氣溫。百葉箱分大小兩種，大百葉箱是安裝溫度、濕度自記儀器的，小百

30、葉箱是安裝干濕球和最高、最低溫度表的。百葉箱應(yīng)水平地牢固地安裝在一個(gè)特制的架子上，支架應(yīng)牢固地埋入地下，其頂端高出地面125厘米。箱門朝正北。四自記溫度計(jì)自記溫度計(jì)是氣象上常用的幾種自記儀器中的一種。自記儀器是自動(dòng)記錄氣象要素在一天或一周內(nèi)連續(xù)變化情況的一種儀器。從儀器上還能知道氣象要素在某段時(shí)間內(nèi)的極值及其出現(xiàn)時(shí)間。溫度計(jì)由感應(yīng)部分、傳遞放大部分、自記部分組成。自記部分是將傳遞放大的結(jié)果自動(dòng)記錄下來(lái)的部分。包括自記鐘、自記紙和自記筆等。一般自記鐘分日轉(zhuǎn)和周轉(zhuǎn)兩類。自記鐘上放有記錄紙，其紙上與縱軸垂直的水平線表示溫度，通常每格為1。豎的弧線為時(shí)間線。自記鐘旋轉(zhuǎn)一圈之后，就更換自記紙（每日一次或

31、一周一次），規(guī)定在14時(shí)觀測(cè)后換紙。 實(shí)驗(yàn)三 地面溫度的觀測(cè)地溫包括地面土壤溫度（地面溫度）和地中土壤溫度（地中溫度）。氣象站一般可根據(jù)需要觀測(cè)地面（包括0厘米、最高、最低溫度）淺層（地中5、10、15、20厘米）和較深層（地中40、80、160、320厘米）三個(gè)層次的地溫。實(shí)驗(yàn)四觀測(cè)空氣濕度 空氣濕度通常用水汽壓、絕對(duì)濕度、飽和差、露點(diǎn)溫度表示。濕度觀測(cè)方法有兩種：干、濕球溫度表測(cè)濕法和毛發(fā)濕度表測(cè)濕法。 一用干、濕球表測(cè)定濕度的原理這個(gè)方法是用兩支相同的溫度表，其中一支溫度表的球部纏有濕潤(rùn)的紗布，稱為濕球，另一支用來(lái)測(cè)定空氣溫度，稱做干球。在未飽和的空氣中，由于濕球紗布上的水分不斷蒸發(fā)，而

32、蒸發(fā)所需要的熱量來(lái)自于濕球本身及流經(jīng)濕球周圍的空氣，致使?jié)袂驕囟认陆?。?dāng)濕球因蒸發(fā)所消耗的熱量和從周圍空氣中獲得熱量相平衡時(shí)，濕球溫度就不再繼續(xù)下降，結(jié)果干、濕球溫度示度出現(xiàn)了一個(gè)差值。這個(gè)差值大小，取決于蒸發(fā)的快慢程度，而蒸發(fā)的快慢又取決于空氣的濕度大小以及當(dāng)時(shí)的氣壓和風(fēng)速?？諝鉂穸扔。瑵袂蛩终舭l(fā)快，濕球溫度降得愈多，干濕球差就愈大；反之，濕度大，濕球水分蒸發(fā)得慢，濕球降低的少，干濕球差值就小。因此可以利用干濕球溫度差來(lái)測(cè)定空氣的濕度。 計(jì)算空氣濕度的基本公式是： e=Et-AP(t- t) 式中：e：絕對(duì)濕度 Et：濕球t時(shí)的飽和水汽壓 t：干球溫度 t：濕球溫度 A：干濕表系數(shù)，它不是一個(gè)常數(shù)。其值決定于濕球附近的空氣流速。在實(shí)際工作中，濕度的計(jì)算是利用氣象常用表第一號(hào)進(jìn)行查算的。二毛發(fā)濕度表和濕度計(jì)人的頭發(fā)經(jīng)過脫脂后會(huì)隨著空氣相對(duì)濕度變化而有改變長(zhǎng)度的特性。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)相對(duì)濕度由0增加到100時(shí)，毛發(fā)伸長(zhǎng)量為原來(lái)長(zhǎng)度的2.5，但在不同濕度上其伸長(zhǎng)量是不均等的。利用這一特性可以制成毛發(fā)濕度表和毛發(fā)濕度計(jì)。實(shí)驗(yàn)五氣壓的觀測(cè)氣壓的觀測(cè)，通常包括測(cè)定本站氣壓，以及根據(jù)本站氣壓計(jì)算出海平面氣壓。本站氣壓是指氣象臺(tái)站所安置的氣壓表的海拔高度以上的大氣