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氣象科技英語翻譯氣象科技英語翻譯氣象科技英語翻譯xxx公司氣象科技英語翻譯文件編號:文件日期:修訂次數(shù):第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計,管理制度Likeafishintheocean,manisconfinedtoaveryshallowlayerofatmosphere.ThegaseousenvelopeoftheEarthisphysicallyinhomogeneousinboththeverticalandhorizontaldirections,althoughthehorizontalinhomogeneityismuchlessmarkedthantheverticalinhomogeneity.Variouscriteriahavebeendevisedfordividingtheatmosphereintolayers.Thisdivisioncanbebasedonthenatureoftheverticaltemperatureprofile,onthegaseouscompositionoftheairatdifferentaltitudes,andtheeffectoftheatmosphereonaircraftatdifferentaltitudes,etc.Thedivisionbasedonthevariationoftheairtemperaturewithaltitudeisusedmostcommonlyinthemeteorologicalliterature.AccordingtoapublicationoftheagrologicalcommissionoftheWorldMeteorologicalOrganization(WMO)in1961,theEarth’satmosphere,isdividedintofivemainlayers:thetroposphere,thestratosphere,themesosphere,thethermosphereandtheexosphere.Theselayersareboundedbyfourthintransitionregions:thetropospause,thestratospause,themesospause,thethermospause.ThetroposphereisthelowerlayeroftheatmospherebetweentheEarth’ssurfaceandthetropopause.Thetemperaturedropswithincreasingheightinthetroposphere,atameanrateof6.5℃perkilometer(lapserate).Theupperboundaryofthetroposphereliesataheightofapproximately8to12kminthepolarandtropospherecontainsabout75%ofthetotalmassofatmosphericair,whileinthetropicsitcontainsabout90%.Thetropoauseisanintermediatelayerinwhicheitheratemperatureinversionoranisothermaltemperaturedistributionisobserved.Thestratosphereistheatmosphericlayerabovethetroposphere.Inthestratospherethetemperatureeitherincreaseswithheightorremainsnearlyconstant.Inthelowerpartofthestratosphere(uptoapproximately20kmabovetheEarth’ssurface)thetemperatureispracticallyconstant(about-56℃).Whilefurtherupthetemperatureincreaseswithaltitudeatarateofabout1℃/kmatheightsof20to30kmandabout2.8℃/kmataltitudesfrom32to47km.Underthestandardconditionsthetemperatureatthe47kmlevelisnormally-2.5℃.ThisincreaseintemperaturewithheightisduetotheabsorptionofUVsolarradiationbyozonemolecules.Itshouldbenotedthatabout99%ofthetotalmassofatmosphericairisconcentratedinthetroposphereandstratosphere,whichextenduptoanlatitudeof30or35km.Thestratopauseisanintermediatelayerbetweenthestratosphereandthemesosphere(inthealtituderegionfrom47to52km),inwhichthetemperatureremainsconstantatabout0℃.Thethermosphereistheatmosphericlayerabovethemesopause.Thetemperatureinthislayerincreaseswithincreasingaltitude,reachingabout2000℃atabout450km,themeanheightoftheupperboundaryofthethermosphere.ThetemperatureincreaseinthislayerismainlycausedbytheabsorptionofUVsolarradiationbyoxygenmolecules,whichdissociateasaresultofthis.Theexosphereisthefurthestoutandtheleaststudiedpartoftheupperatmosphere.Itislocatedabove450kmaltitude.Theairdensityintheexosphereissolowthatatomsandmoleculescanescapefromitintointerplanetaryspace.Finally,alongwiththeabovedivisionoftheatmosphere,wewillalsomakeuseofadivisionbasedontheextentofatmosphericinteractionwiththeEarth’ssurface.Accordingtothisprincipe,theatmosphereisusuallydividedintoasocalledboundarylayer(sometimesalsocalledthefrictionlayer)andthefreeatmosphere.Theatmosphericboundarylayer(upto1or1.5km)isinfluencedconsiderablybytheEarth’ssurfaceandbyeddy-viscosityforces.Atthesametime,wecanneglect,asafirstapproximation,theinfluenceofeddy-viscosityforcesinthefreeatmosphere.Ofalltheaboveatmosphericlayers,onlythetroposphere(especiallyitsboundarylayer)ischaracterizedbyamarkedinstabilityoftheverticaldistributionofthemeteorologicalparameters.Itisinthislayerthatbothtemperatureinversionsandsuperadiabatictemperaturevariationswithheightareobserved.TheEarth’satmosphereisamixtureofgasesandaerosols,thelatterbeingthenamegiventoasystemcomprisedofsmallliquidandsolidparticlesdistributedintheair.Airisnotaspecificgas:rather,itisamixtureofmanygases.Someofthem,suchasnitrogen,oxygen,argon,neon,andsoon,mayberegardedaspermanentatmosphericcomponentsthatremaininfixedproportionstothetotalgasvolume.Otherconstituentssuchaswatervapor,carbondioxide,andozonevaryinquantityfromplacetoplaceandformtimetotime.Theprincipalsourcesofnitrogen,themostabundantconstituentofair,aredecayingfromagriculturaldebris,animalmatter,andvolcaniceruption.Ontheothersideoftheledger,nitrogenisremovedfromtheatmospherebybiologicalprocessesinvolvingplantsandsealife.Toalesserextent,lightningandhightemperaturecombustionprocessesconvertnitrogengastonitrogencompoundsthatarewashedoutoftheatmospherebyrainorsnow.Thedestructionofnitrogenisintheatmospheresinbalancewithproduction.Oxygen,agascrucialtolifeonEarth,hasanaverageresidencetimeintheatmosphereofabout3000years.Itisproducedbyvegetationthat,inthephotosyntheticgrowthprocess,takesupcarbondioxideandreleasesoxygen.Itisremovedfromtheatmospherebyhumansandanimals,whoserespiratorysystemsarejustthereverseofthoseoftheplantcommunities.Weinhaleoxygenandexhalecarbondioxide.Oxygendissolvesinthelakes,riversandoceans,whereitservestomaintainmarineorganisms.Itisalsoconsumedintheprocessofdecayoforganicmatterandinchemicalreactionswithmanyothersubstances.Forexample,therustingofsteelinvolvesitsoxidation.Fromthehumanpointofview,thescarce,highlyvariablegasesareofgreatimportance.Themassofwatervapor,thatis,H2Oinagaseousstate,intheatmosphereisrelativelysmallandisaddedtoandremovedfromtheatmosphererelativelyfast.Asaresult,theaverageresidencetimeofwatervaporisonly11days.Watervaporisthesourceofrainandsnow,withoutwhichwecouldnotsurvive.Fromcommonexperiencesitiswellknownthatthewatervaporcontentofairvariesagreatdeal.Inadesertregiontheconcentrationofwatervaporcanbesolowastorepresentonlyatinyfractionoftheairvolume.Attheotherextreme,inhot,moistairnearsealevel,sayoveranequatorialocean,watervapormayaccountforasmuchasperhaps5percentoftheairvolume.Therearelargevariationsofatmosphericwatervaporfromplacetoplaceandfromtimetotime,butthetotalquantityovertheentireEarthisvirtuallyconstant.Thesamecannotbesaidaboutcarbondioxide(co2).Theconcentrationofthissparsebutimportantgashasbeenincreasingforthelasthundredyearsorso.Carbondioxideisaddedtotheatmospherebythedecayofplantmaterialandhumusinthesoil,andbytheburningoffossilfuels:coal,oil,andgas.Theprincipalsinksofco2aretheoceansandplantlifethatusesco2inphotosynthesis.Inthemiddle1980s,atmosphericchemistswerestilldebatingabouttheeffectsonatmosphericco2ofburning,harvestingandclearingofforests.Theoceanstakeuplargeamountsofco2,abouthalftheamountreleasedbyfossilfuelcombustion.Itisexpectedthatthisfractionwilldiminishwiththepassingdecadeswhereasthetotalmassofco2releasedwillincrease,atleastthroughtheearlypartofthenextcentury.Duringthe1980satmosphericco2wasaccumulatingatarateofabout1partpermillion(ppm)ofairperyear,butitisexpectedtoincreasemorerapidlyindecadestocome.In1983itaveragedabout340ppmofair.Ozone(o3),anotherimportant,highlyvariablegas,occursmostlyatupperaltitudes,butitisalsofoundinurbanlocalitieshavingagreatdealofindustryandautomotivetrafficandageneroussupplyofsunshine.IncitiessuchasLosAngeles,ozoneconcentrationmaybemorethan0.1ppminextremecases.Mostatmosphericozoneconcentrationsoftenexceed1.0ppmandmaybelargeas10ppm.Theyvarygreatlywithlatitude,season,timeofday,andweatherpatterns.Thehigh-altitudeozonelayerismaintainedbyphotochemicalreactions.Theozonelayerisimportantbecause,byabsorbingUVradiationintheupperatmosphere,itreducestheamountreachingthesurfaceoftheEarth,exposuretoincreaseddosesofultravioletrayswouldcausemoreseveresunburnsandincreasetheriskofskincancers.BiologistsindicatethatasubstantialincreaseinUVradiationcouldalsoaffectothercomponentsofthebiosphere.Certaingages,iftheyexistinsufficientlyhighconcentrations,canbetoxictopeople,animalandplantlife.Forexample,whenozoneoccursinhighconcentrations,itistoxictobiologicalorganisms.Thisdoesnothappenoften,butinheavilypollutedlocalitiessuchasLosAngeles,ozonenearthegroundsometimesissufficientlyabundanttocauseleafdamagetocertainplantspecies.Verylargequantitiesofpotentiallyhazardousgasesareintroducedintotheatmosphereasaresultofhumanactivities.Airpollutantsareemittedfromfurnaces,factories,refineries,andengines,particularlyautomobileengines.Allthesethingsandotherslikethemburnfossilfuels:coal,oil,gasoline,andkerosene.Intheprocesstheyemitgasesandsmokeparticlesthatmayspendagreatdealoftimeintheatmospherereactingwithothersubstancesandcausingtheformationoftoxiccompounds.Themostwidespreadandpotentiallyhazardousgaseouspollutantsarecarbonmonoxide,sulfurdioxide,nitrogenoxide,andhydrocarbons.Thelastofthesecompoundscomesfromvaporizedgasolineandotherpetroleumproducts.就像海洋中的魚一樣,人類被局限在大氣中一個非常狹窄的層次之內(nèi)。雖然地球的大氣層在水平方向上的不均勻性比在垂直高度上的不均勻性要小得多。但它確確實(shí)實(shí)在水平和垂直兩個方向上都是不均勻的。

人們設(shè)計了各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)來劃分大氣的層次。有的基于垂直溫度廓線的性質(zhì),有的根據(jù)空氣在不同高度上的大氣成分,有的根據(jù)大氣在不同高度上對飛機(jī)的影響來劃分等等。根據(jù)空氣溫度隨高度的變化來劃分(大氣的層次)是氣象文獻(xiàn)中用得最普遍的一種劃分方法。根據(jù)1961年世界氣象組織大氣學(xué)委會公布的標(biāo)準(zhǔn),地球大氣被劃分為5個主要層次:對流層,平流層,中層,熱成層以及外逸層。這些層次之間鄰接著4個淺薄的過渡區(qū)域:對流層頂,平流層頂,中層頂以及熱成層頂。

對流層是介于地球表面和對流層頂之間的大氣低層.在對流層中,溫度以平均6.5℃/km的遞減率隨高度的增加而降低,其上邊界在極地和中緯度地區(qū)大約位于8—12Km的高度,在熱帶地區(qū)大約位于16-18Km的高度。在極地和中緯度,對流層包含了大氣層中空氣質(zhì)量的75%左右,然而在熱帶地區(qū),包含了大約90%。對流層頂是一個中間層次,據(jù)觀測,其溫度是逆溫或是等溫分布。平流層是位于對流層之上的大氣層,在平流層中,溫度或是隨高度增加,或是幾乎保持定常。在平流層的低層(直到地球表面之上大約20Km)溫度實(shí)際是一個常數(shù)(大約-56℃)。然而再向上,大約20Km~30Km的高度,溫度隨高度以1℃/km的速度增加,從30Km~47Km高度上,以2.8℃/km的速率增加。在標(biāo)準(zhǔn)情況下,47Km高度上正常的溫度是-2.5攝氏度。溫度隨高度的增加是由于太陽輻射的紫外線被臭氧分子吸收的緣故。值得一提的是大氣層中空氣總質(zhì)量的99%都集中在對流層和平流層中,一直伸展到30-35Km的高度上。平流層頂位于平流層和中間層的中間層(大約從47-52Km的高度上),平流層頂溫度保持定常,約為0攝氏度。熱成層是位于中層頂上的大氣層,其溫度隨高度的增加而增加,到熱成層上邊界的平均高度,即大約在450Km高度上,達(dá)到大約2000攝氏度。該層中溫度的增加主要是因?yàn)樘栞椛涞淖贤饩€被氧分子吸收,分解所致。外逸層是最遠(yuǎn)的,也是研究最少的大氣的上層部分。它位于大約450Km的高度上。外逸層中空氣的密度非常小,以致原子和分子都能逃逸到星際空間。最后,除了以上對大氣的劃分以外,我們也可以根據(jù)大氣和地面的相互作用得到另一種分法。根據(jù)此原則,大氣通常被劃分為所謂的邊界層(有時也稱摩擦層)和自由大氣。地球表面和渦度粘滯力對大氣邊界層(知道1-1.5Km)有相當(dāng)大的影響;同時,作為一級近似,在自由大氣中我們可以忽略渦度粘滯力的影響。以上這些大氣層中,只有對流層(尤其是邊界層)中氣象參數(shù)的垂直分布具有顯著的不穩(wěn)定性的特征。人們觀測到該層中存在逆穩(wěn)和溫度隨高度超絕熱變化。地球大氣是氣體和氣溶膠的混合物,所謂的氣溶膠指的是由分布在空氣中的微小的液體和固體顆粒組成的系統(tǒng)。空氣不是一種特殊的氣體,而是由許多氣體混合成的。其中一些氣體,如,氮,氧,氬,氖等,作為空氣的永久組成成分,總是以固定的比例存在于大氣中。其中一些成分,如,水汽,二氧化碳和臭氧的含量是隨時間和地點(diǎn)的不同而改變。氮在空氣中的含量最多,其中主要來源是腐爛的作物殘?jiān)?,動物尸體及火山爆發(fā)。另一方面,大氣中的氮又為包括植物和海洋生物在內(nèi)的生物過程的所消耗。閃電及高溫燃燒過程將少量氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮化物,再由雨雪帶出大氣。大氣中氮的損耗和產(chǎn)生是平衡的。地球生命必不可少的氣體——氧氣,在大氣中已有三千年左右的時間了。氧氣由植物釋放出來,即通過植物的光合作用吸收二氧化碳,釋放氧氣,被人類和動物所吸收,人和動物的呼吸系統(tǒng)同植物的呼吸系統(tǒng)恰恰相反。我們吸進(jìn)氧氣呼出二氧化碳,氧氣溶進(jìn)湖,河和海洋中,來維持海洋生物的生存。在同其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或是有機(jī)物的腐爛過程也要消耗氧氣,比如說鋼鐵生銹就涉及到氧化過程。對人類來說,稀少的,多變的氣體是非常重要的。水汽,即水的氣態(tài),在大氣的含量是比較稀少的,而且它的生成和消耗是比較快的。因此,水汽在大氣中存在的平均時間只有11天,水汽是雨雪得源泉,沒有水汽我們就不能生存。眾所周知,水汽在大氣中的含量是多變的,在沙漠地帶,水汽含量非常低,只占空氣總量的很少的一部分,相反,在其他地區(qū),特別是潮濕的熱的海面上,或者赤道洋面上,水汽可以占到大氣總量的5%左右。盡管大氣中的水汽的含量隨時間和地點(diǎn)的不同有很大的變化,但它在整個地球上的總量實(shí)際上是不變的。而二氧化碳卻不是這樣的。在過去的一百年里,這種稀少的但卻很重要的氣體的含量一直在上升腐爛的植物,土壤中的腐殖物以及燃燒煤,石油,天然氣,等化石燃料都能向大氣釋放二氧化碳。二氧化碳主要的匯是海洋和植物,植物需要二氧化碳進(jìn)行光合作用,二十世紀(jì)八十年代中期,大氣化學(xué)家就森林的燃燒,砍伐對大氣中二氧化碳產(chǎn)生的影響進(jìn)行了爭論。海洋吸收了大量的二氧化碳,大約占化石燃料燃燒釋放的二氧化碳總量的一半。人們預(yù)測,往后的幾十年,這部分吸收量將會逐步減少,而釋放的二氧化碳的總量則會增加,這種情況至少會延續(xù)到下個世紀(jì)初。二十世紀(jì)八十年代,大氣中的二氧化碳,每年以空氣的百萬分之一的速度增加。但是,據(jù)預(yù)測,這種增加速度在未來的幾十年中還要更快一些。1983年,其含量平均為空氣的百萬分之340。另一種重要多變的氣體-------臭氧(O3),多存在于高層大氣中,但在交通擁擠,有許多工廠或是充足陽光照射的地區(qū)也有臭氧存在。像洛杉磯這樣的城市,O3最多時可超過0.1ppm。大氣中臭氧的含量大多在1.0——10ppm之間。它們隨高度,季節(jié),時間,天氣狀況的不同而不同。高層大氣中的O3層是由光化學(xué)反應(yīng)造成的。臭氧層之所以重要,是因?yàn)樗ㄟ^吸收上層大氣紫外線輻射,從而減少紫外線到達(dá)地面的總量,接受紫外線照射的時間越長,就越容易造成嚴(yán)重的灼傷,從而增加皮膚癌的危險。生物學(xué)家指出,紫外線過度的增加還會影響生物圈中的其它組成成分。有些氣體,如果濃度過高,對人,動物及植物生命可能有害,比如,O3濃度過高會對生物有機(jī)體造成危害。雖然這種情況不常發(fā)生。但洛杉磯這樣污染嚴(yán)重的城市,有時接近地面的O3含量變得足以毀壞某些植物表面的葉片。人類活動將大量具有潛在危險的氣體帶入大氣。大型鍋爐,工廠,煉油廠和發(fā)動機(jī),特別是汽油發(fā)動機(jī)排放出空氣污染物。所有這些場所以及其它特別類似場所:燃燒煤,石油,汽油,煤油等化石燃料,在燃燒過程中,它們向空氣中排放氣體或煙塵顆粒,這些顆粒經(jīng)過相當(dāng)長的時間又和空氣中其他成分發(fā)生反應(yīng),形成有毒的化合物。分布最廣泛的,而且潛在危險最大的氣體污染物是一氧化碳,二氧化硫,氧化氮和碳?xì)浠衔铩_@些化合物最終來源于蒸發(fā)的汽油和其他石油產(chǎn)物。第一課大氣的結(jié)構(gòu)和組成

UnitTwo:Frontogenesisandfrontalcharacteristics第二課鋒生和鋒的特征Thefirstrealadvanceinourdetailedunderstandingofmid-latitudeweathervariationswasmadewiththediscoverthatmanyoftheday-to-daychangesareassociatedwiththeformationandmovementofboundaries,orfronts,betweendifferentairmasses.

Observationsofthetemperature,winddirections,humidityandotherphysicalphenomenaduringunsettledperiodsshowedthatdiscontinuitiesoftenpersistbetweenimpingingairmassesofdifferingcharacteristics.

Theterm“front”,forthesesurfacesofairmassconflict,wasalogicaloneproposedduringtheFirstWorldWarbyagroupofmeteorologistsworkinginNorway,andtheirideasarestillanintegralpartofmostweatheranalysisandforecastingparticularlyinmiddleandhighlatitudes.1.

FrontalwavesItwasobservedthatthetypicalgeometryoftheairmassinterface,orfront,resemblesawavefrom.Similarwavepatternsare,infact,foundtooccurontheinterfacebetweenmanydifferentmedia,forexample,wavesonseasurface,ripplesonbeachsand,aeoliansanddunes,etc.Unlikethesewaveforms,however,thefrontalwavesintheatmospherearecommonlyunstable:thatis,theysuddenlyoriginate,increaseinsize,andthengraduallydissipate.Numericalmodelcalculationsshowthat,inmiddlelatitudeswavesinabaroclinicatmosphereareunstableiftheirwavelengthexceedsafewthousandkilometers.Frontalwavecyclonesaretypically1500-3000kminwavelength.Theinitiallyattractiveanalogybetweenatmosphericwavesystemsandwavesformedoninterfaceofothermediais,therefore,aninsufficient-basisonwhichtodevelopexplanationsoffrontalwaves.Inparticular,thecirculationoftheuppertroposphereplaysakeyroleinprovidingappropriateconditionsfortheirdevelopmentandgrowth,aswillbeshownbelow.2.ThefrontalwavedepressionAdepression(alsotermedaloworcyclone)isanareaofrelativelylowpressure,withamoreorlesscircularisobaricpattern.Itcoversanarea100-3000kmindiameterandusuallyhasalife-spanof4-7days.Systemswiththesecharacteristics,whichareprominentondailyweathermapsarereferredtoassynopticscalefeatures.Thedepression,inmid-latitudesatleast,isusuallyassociatedwithaconvergenceofcontrastingairmasses.Theinterfacebetweentheseairmassdevelopsintoawaveformwithitsapexlocatedatthecentreofthelow-pressurearea.Thewaveenclosesamassofwarmairbetweenmodifiedcoldairinfrontandfreshcoldairintherear.Theformationofthewavealsocreatesadistinctionbetweenthetwosectionsoftheoriginalairmassdiscontinuityfor,althougheachsectionstillmarkstheboundarybetweencoldandwarmair,theweathercharacteristicsfoundintheneighborhoodofeachsectionareverydifferent.Thetwosectionsofthefrontalsurfacearedistinguishedbythenameswarmfrontfortheleadingedgeofthewaveandcoldfrontforthatofthecoldairtotherear.Thedepressionusuallyachievesitsmaximumintensity12-24hoursafterthebeginningofocclusion.FrontalcharacteristicsTheactivityofafrontintermsofweatherdependsupontheverticalmotionintheairmasses.Iftheairinthewarmsectorisrisingrelativetothefrontalzonethefrontsareusuallyveryactiveandaretermedana-fronts.Whereassinkingofthewarmairrelativetothecoldairmassesgivesrisetolessinactivekata-fronts.1.ThewarmfrontThewarmfrontrepresentstheleadingedgeofthewarmsectorinthewave.Thefrontalzoneherehasaverygentleslope,oftheorder1/2°-1°,sothatthecloudsystemsassociatedwiththeupperportionofthefrontheralditsapproachsome12hoursormorebeforethearrivalofthesurfacefront.Theana-warmfront,withrisingwarmair,hasmulti-layeredcloudwhichsteadilythickensandlowerstowardsthesurfacepositionofthefront.Thefirstcloudsarethin,wispycirrus,followedbysheetsofcirrusandcirrostratusandaltostratus.Thesunisobscuredasthealtostratuslayerthickens,anddrizzleorrainbeginstofall.Thecloudoftenextendsthroughmostofthetroposphereandwithcontinuousprecipitationoccurringisgenerallydesignatedasnimbostratus.Patchesofstratusmayalsoforminthecoldairasrainfallingthroughthisairundergoesevaporationandquicklysaturatesit.Thedescendingwarmairofthekata-warmfrontgreatlyrestrictsthedevelopmentofmedium-andhigh-levelclouds.Thefrontalcloudismainlystratocumulus,withalimiteddepthasaresultofthesubsidenceinversionsinbothairmasses.Precipitationisusuallylightrainordrizzleformedbycoalescencesincethefreezingleveltendstobeabovetheinversionlayer,particularlyinsummer.Inthepassageofthewarmfrontthewindveers,thetemperaturerisesandthefallofpressureischecked.Therainbecomesintermittentorceasesinthewarmairandthethinstratocumuluscloudsheetmaybreakup.Forecastingtheextentofrainbeltsassociatedwiththewarmfrontiscomplicatedbythefactthatmostfrontsarenotana-orkata-frontsthroughouttheirlengthorevenatalllevelsinthetroposphere.Forthisreason,radarisbeingusedincreasinglytodeterminebydirectmeansthepreciseextentofrainbeltsandtodetectdifferencesinrainfallintensity.Suchstudieshaveshownthatmostoftheproductionanddistributionofprecipitationiscontrolledbyabroadairflowafewhundredkilometresacrossandseveralkilometresdeep,whichflowsparalleltoandaheadofthesurfacecoldfront.Justaheadofthecoldfronttheflowoccursasalow-leveljetwithwindsupto25-30m/satabout1kmabovethesurface.Theair,whichiswarmandmoist,risesoverthewarmfrontandturnssoutheastwardaheadofitasitmergeswiththemidtroposphericflow.Thisflowhasbeentermeda“conveyorbelt”(forlarge-scaleheatandmomentumtransferinmid-latitudes).Broad-scaleconvective(potential)instabilityisgeneratedbytheover-runningofthislow-levelflowbypotentialcolder,drierairinthemiddletroposphere.Instabilityisreleasedmainlyinsmall-scaleconvectioncellsthatareorganizedintoclusters,knownasmeso-scaleprecipitationareas(MPAs).TheseMPAsarefurtherarrangedinbands,50-100kmwide.Aheadofthewarmfront,thebandsarebroadlyparalleltotheairflowintherisingsectionoftheconveyorbelt,whereasinthewarnsectortheyparallelthecoldfrontandthelow-leveljet.Insomecases,cellsandclustersarefurtherarrangedinbandswithinthewarmsectorandaheadofthewarmfront.Precipitationfromwarmfrontrainbandsofteninvolves“seeding”byiceparticlesfallingfromtheuppercloudslayers.Ithasbeenestimatedthat20%-35%oftheprecipitationoriginatesinthe“seeder”zoneandtheremainderinthelowerclouds.Someofthecellsandclustersareundoubtedlysetupthroughorographiceffectsandtheseinfluencesmayextendwelldown-windwhentheatmosphereisunstable.2.Thecoldfront

Theweatherconditionsobservedatcoldfrontsareequallyvariable,dependinguponthestabilityofthewarmsectorairandtheverticalmotionrelativetothefrontalzone.

Theclassicalcold-frontmodelisoftheana-type,andthecloudisusuallycumulonimbus.OvertheBritishIslesairinthewarmsectorisrarelyunstable,sothatnimbostratusoccursmorefrequentlyatthecoldfront.

Withthekata-coldfrontthecloudisgenerallystratocumulusandprecipitationislight.Withana-coldfrontsthereareusuallybrief,heavydownpourssometimesaccompaniedbythunder.

Thesteepslopeofthecoldfront,roughly2°,meansthatthebadweatherisofshorterdurationpressurebeginstoriseandtemperaturefalls.Theskymayclearveryabruptly,evenbeforethepassageofthesurfacecoldfrontinsomecases,althoughwithkata-coldfrontsthechangesarealtogethermoregradual.

3.Theocclusion

Occlusionsareclassifiedaseithercoldorwarm,thedifferencedependingontherelativestatesofthecoldairmasseslyinginfrontandtotherearofthewarmsector.

Iftheairiscolderthantheairfollowingitthentheocclusioniswarm,butifthereverseisso,itistermedacoldocclusion.TheairinadvanceofthedepressionismostlikelytobecoldestwhendepressionoccludeoverEuropeinwinterandverycoldofairisaffectingthecontinent..Thelineofthewarmairwedgealoftisassociatedwithazoneoflayeredcloudandoftenofprecipitation.HenceitspositionisindicatedseparatelyonsomeweathermapsanditisreferredtobyCanadianmeteorologistsasatrowal.Thepassageisanoccludedfrontandtrowalbringsachangebacktopolarair-massweather.Adifferentprocessoccurswhenthereisinteractionbetweenapolartroughandthemainpolarfront,givingrisetoaninstantocclusion.

Awarmconveyorbeltonthepolarfrontascendsanuppertroposphericjetformingastratiformcloudband,whilealow-levelpolartroughconveyorbeltatrightanglestoitproducesaconvectivecloudbandandprecipitationareapolewardofthemainpolarfrontontheleadingedgeofthecoldpool.

Theoccurrenceofthefrontolysis(frontaldecay)isnotnecessarilylinkedwithocclusion,althoughitrepresentsthefinalphaseofafront’sexistence.Decayoccurswhendifferencesnolongerexistbetweenadjacentairmasses.

Thismayariseinfourways:throughtheirmutualstagnationoverasimilarsurface,asaresultofbothairmassesmovingonparalleltracksatthesamespeed,asaresultoftheirmovementinsuccessionalongthesametrackatthesamespeed,orbythesystemincorporatingintoitselfairofthesametemperature.鋒生隨著許多與不同氣團(tuán)之間的邊界(鋒面)形成與運(yùn)動相聯(lián)系的逐日變化被揭露之后,我們對中緯度天氣變化的詳細(xì)了解才取得了首次真正意義上的進(jìn)步。在這些問題未解決之前,對溫度,風(fēng)向,濕度和其他去理現(xiàn)象的觀測表明具有不同特征而又緊密接觸的氣團(tuán)之間經(jīng)常存在不連續(xù)性。這些不同氣團(tuán)之間交會的面——鋒面,是第一次世界大戰(zhàn)時期由在挪威工作的一批氣象學(xué)家提出的一個邏輯詞匯。他們的想法在大多數(shù)天氣分析和預(yù)報中,尤其是在中,高緯度仍是一個完整的部分。鋒波

我們觀測到氣團(tuán)的交界面即鋒面是一種典型的幾何狀,類似于一種波的形成。實(shí)際上,相似的波形也出現(xiàn)在許多不同介質(zhì)的交界面,例如,海洋表面的波,沙灘上的漣漪和風(fēng)吹成的沙丘等等。然而,并不象這些波形,大氣中的鋒面通常是不穩(wěn)定的,也就是說,它們突然生成,發(fā)展,然后逐漸消散。數(shù)值模式計算表明,在中緯度斜壓大氣中,如果鋒波波長超過幾千公里,那些鋒波是不穩(wěn)定的。鋒波的波長通常是1500-3000km。因此,最初引起興趣大氣波動系統(tǒng)和其他介質(zhì)交界面所形成的波類似的東西不適宜作為進(jìn)一步解釋鋒面的基礎(chǔ)。尤其是對流層上層的環(huán)流對鋒波的發(fā)展和壯大才是引起至關(guān)重要的適當(dāng)條件(就這一點(diǎn)),我們將在以下的論證中給出。鋒波低壓低壓(又稱低壓區(qū)域氣旋),低壓(又稱低壓區(qū)域氣旋),是一個有著或多或少閉合等壓線的相對低壓區(qū)。他們直徑覆蓋100-3000Km,通常有4-7天的生命史。具有這些特征的系統(tǒng)在每日的天氣圖上很突出,被稱為具有天氣尺度的特點(diǎn)。至少在中緯度地區(qū),低壓通常是與相對的氣團(tuán)之間的輻合聯(lián)系在一起的。這些氣團(tuán)之間的交界面發(fā)展成波的形式,它的峰位于低壓區(qū)的中心。鋒波圍住了波前變性的冷空氣和波后新鮮冷空氣之間的一團(tuán)暖空氣。鋒波的形成也造成了原始空氣團(tuán)不連續(xù)的兩部分之間的差異。每一部分在冷暖空氣之間具有明顯的邊界,每一部分鄰近區(qū)域的天氣特征十分不同。鋒面的這兩部分由名為暖鋒-----波的前邊緣和冷鋒-----波后冷空氣來區(qū)分。低壓通常在開始錮囚后12-24小時強(qiáng)度達(dá)到最大。鋒的特征從天氣方面來說,鋒的活躍程度依靠空氣團(tuán)的垂直運(yùn)動。如果暖區(qū)中的空氣相對鋒區(qū)是上升的,那么,鋒通常是十分活躍的,被稱為上滑鋒。相反,暖空氣相對于冷空氣團(tuán)下沉的,則會產(chǎn)生不活躍的下滑鋒。暖鋒

暖鋒是指鋒波中暖區(qū)的前邊緣。這兒所提的鋒區(qū)是一個十分輕微的坡度,量級在1/2°----1°之間,所以,與鋒的上部相聯(lián)系的云系在地面鋒到來之前的12小時甚至更早就預(yù)示了鋒的臨近。隨著暖空氣上升的上滑暖鋒有多層云系,這些云系穩(wěn)定的增厚,并向鋒的地面位置下降。最開始的云石薄而縹緲的卷云,緊接著是成片的卷層云和高層云。當(dāng)高層云加厚開始下毛毛雨或者開始下大雨時,太陽就開始昏暗了。經(jīng)常會伸展到對流層大部分地區(qū)而且伴隨著連續(xù)性降水發(fā)生的云系通常叫做雨層云。當(dāng)下降的雨水穿過冷空氣時經(jīng)過蒸發(fā),迅速的達(dá)到飽和,也可能形成一片片的層云。下滑鋒中的下沉暖空氣極大限制了中高層云的發(fā)展。鋒面云系主要是層積云,由于在冷暖空氣團(tuán)中下沉逆溫的作用,云系的厚度受到了限制。降水通常是由雨滴的合并作用引起的小雨或毛毛雨,因?yàn)閮鼋Y(jié)高度比較多地傾向于在逆溫層之上,尤其是在夏季。

暖鋒過境時,風(fēng)向發(fā)生轉(zhuǎn)變,溫度升高,氣壓下降。暖空氣中,降水是間歇性的或者無雨,薄的片狀層積云也可能斷裂開來。因?yàn)榇蠖鄶?shù)鋒在對流層的所有層次上或者說貫穿鋒的整個長度并不都是上滑鋒或者下滑鋒,所以要預(yù)報與暖鋒相聯(lián)系的雨帶的范圍是很復(fù)雜的。由于這個原因,雷達(dá)波越來越多的用來直接測定雨帶的精確范圍和雨量強(qiáng)度的差異。這些研究表明,大多數(shù)降水的產(chǎn)生和分布是由寬達(dá)幾百公里,厚達(dá)幾公里的寬闊氣流所控制,這股氣流平行于地面冷鋒,位于地面冷鋒之前就是在冷鋒之前,在離地表約1Km之上隨著風(fēng)速增大到25-35m/s,這股氣流形成了低空急流。暖濕空氣在暖鋒上上升,在暖鋒前轉(zhuǎn)向東南方,同時與對流層中部分的氣流合并。這股氣流被稱之為“傳送帶”。(因?yàn)樵谥芯暥葌鬏敶蟪叨鹊臒崃亢蛣恿浚4蠓秶膶α鳚撛诓环€(wěn)定是由與對流層中部潛在的干冷空氣在低層氣流上爬越作用而造成的。不穩(wěn)定主要在形成的對流群---即中尺度降水區(qū)的小尺度對流單體中釋放。這些中尺度降水區(qū)進(jìn)一步排列進(jìn)帶狀,大約50---100Km寬。在暖鋒前,這條帶狀區(qū)域橫向平行于傳送帶上升區(qū)中的氣流,然而,在暖區(qū)中,則平行于冷鋒和低空急流。在某些情況下,對流單體和對流群在暖區(qū)中和暖鋒前進(jìn)一步排列成帶狀。

暖鋒雨帶的降水經(jīng)常隨著來自上層云層“散布”的冰粒。據(jù)估計,大約20--35%的降水來源于“催化劑”區(qū),其余的來源于低層云系。一些對流單體和對流群天氣會通過地形影響而成,而且但大氣不穩(wěn)定時,這些影響會延伸到下風(fēng)方向。冷鋒冷鋒的天氣狀況同樣是多變的,它依賴于暖區(qū)氣團(tuán)的穩(wěn)定性和相對于鋒區(qū)的垂直運(yùn)動。經(jīng)典的冷鋒模式是上滑型的,云系通常是積雨云.在大不列顛島上空暖區(qū)中的空氣很少是不穩(wěn)定的,導(dǎo)致在冷鋒上出現(xiàn)雨層云的概率更多。伴隨下滑型鋒面的云系一般是層積云,降水較少。伴隨著上滑型冷鋒,通常會短暫的傾盆大雨,有時還會伴隨打雷。冷鋒的坡度大約是2°,這意味著壞天氣的持續(xù)時間比暖鋒要短。冷鋒過境,風(fēng)向急劇變化,氣壓開始上升,溫度下降。天空會突然放晴,有些情況下,甚至在地面冷鋒過境前就放晴了,雖然下滑鋒的變化總的來說要緩和得多。1.錮囚鋒錮囚鋒分為冷式和暖式。區(qū)別在于暖區(qū)前和暖區(qū)后的冷氣團(tuán)的相對狀態(tài)。如果氣團(tuán)比其后更冷,則為暖式錮囚鋒,相反,則成為冷式錮囚鋒。當(dāng)冬季歐洲上空的低壓錮囚以及很冷的空氣影響大陸時,低壓前的空氣很可能是最冷的。暖空氣楔形隆起的形狀是與層云區(qū)相聯(lián)系的,經(jīng)常會有降水。因此,在一些天氣圖上,它的位置會單獨(dú)標(biāo)識,加拿大氣象學(xué)家稱之為高空暖舌。這一段的錮囚鋒和高空暖舌帶來與極地空氣團(tuán)天氣相反的變化。當(dāng)極地槽和主要的極鋒相互作用,會產(chǎn)生不同的過程,會引起短暫的錮囚。極鋒的暖傳送帶上升到對流層上部的急流區(qū)形成層狀云帶,然而在低空極地槽傳送帶與之呈90度角,則在冷空氣前邊緣形成主要極鋒向極的對流云帶和降水區(qū)。

盡管鋒消代表鋒面存在的最后階段,但鋒消并不一定與錮囚聯(lián)系在一起。當(dāng)臨近的氣團(tuán)之間的差異不再存在時,消亡就發(fā)生了。這可能是由4個方面引起的:一是由于它們在同一平面共同停滯;二是因?yàn)閮蓺鈭F(tuán)的相同的速度平行的軌跡行動;三是因?yàn)樗鼈兙o接著以相同的速度沿著相同的軌跡運(yùn)動;四是由于系統(tǒng)并入到與它本身具有同樣溫度的空氣中。注意表“原因”的幾種用法

1.since因?yàn)樵驙钫Z從句

例sincetheoperatorhadmoreexperiencewithmountingtapethanaprogrammer,setupwasreduced

鑒于操作員比程序員有更多的安裝磁盤的經(jīng)驗(yàn),所以(由操作員進(jìn)行的)安裝時間減少了。

2.for因?yàn)?/p>

例theoutputpowercanneverequaltheinputpower,fortherearealwayslosses

輸出功率決不可能等于輸入功率,因?yàn)榇嬖诤膿p。

3.bythefactthat

:though介詞,由于,因?yàn)?/p>

asaresultof……

作為……結(jié)果,因?yàn)?/p>

例theroughly365-dayyearistheresultoftheearthtravelingaroundthesuninoneperiod

365天左右約一年里地球圍繞太陽轉(zhuǎn)動一個周期的結(jié)果。

其他表原因的用法

1.

becauseof,dueto(由于),bethecauseof(是……的原因),onaccountof(原因)等等

例inthecloudlessnightgroundtemperaturedecreasesonaccountoftheheatlosttothespace

在無云夜間地面溫度由于其熱量散失到空間而下降。

2.as……引導(dǎo)原因狀語從句

Asnomachineeverrunswithoutsomefriction,overcomingthewasteswork

因?yàn)闆]有一臺機(jī)器可以無摩擦的運(yùn)轉(zhuǎn),所以克服摩擦力只是白費(fèi)工夫。

3.itthat因?yàn)椋ń訌木洌?/p>

Insummerpeoplefeelstockinginthatrelativehumidityisquitehigh.

4.inviewof介詞后接名詞或代詞做賓語(后不能接that從句)必須加詞

Inviewoftheimportanceoftheplatentotheweatherandclimateoverbroadareas,ascientificinvestigationwascarriedoutafewyearsago.UnitThree:

MeteorologicalForecasts第三課:氣象預(yù)報NationalMeteorologicalServicesperformavarietyofactivitiesinordertoprovideweatherforecasts.Theprincipalonesaredatacollection,thepreparationofbasicanalysesandprognosticchartsatmosphereconditionsforusebylocalweatheroffices,thepreparationofshort-andlong-termforecastsforthepublicaswellasspecialservicesforaviation,shipping,agriculturalandothercommercialandindustrialusers,andtheissuanceofsevereweatherwarnin

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