第八講.鋒面和氣旋

Ch08：鋒面和氣旋本講內(nèi)容氣團(tuán)：不同的性質(zhì)鋒面：兩個(gè)不同氣團(tuán)的界面冷鋒：冷氣團(tuán)勢(shì)力強(qiáng)暖鋒：暖氣團(tuán)勢(shì)力強(qiáng)靜止鋒：冷暖氣團(tuán)勢(shì)力相當(dāng)錮囚鋒：冷鋒趕上暖鋒后，把暖空氣抬離地面，近地面層冷暖鋒合并鋒面氣旋模型鋒面氣旋天氣閱讀：MeteorologyToday，第12、13章1在專業(yè)課<天氣學(xué)原理>中包括兩章的內(nèi)容概要的介紹一下有關(guān)的基本概念參考:

教學(xué)博客:2氣團(tuán)和鋒面性質(zhì)相對(duì)均勻的大團(tuán)空氣稱為氣團(tuán)(airmass);不同的下墊面作用形成了不同的冷－暖、干－濕的氣團(tuán);不同性質(zhì)氣團(tuán)之間的交界面被稱為鋒面(front),一般把熱力學(xué)場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)具有顯著變化的狹窄傾斜帶定義為鋒面;鋒面是中緯度地區(qū)大氣斜壓性的反映,鋒面作為一種天氣系統(tǒng)，它同時(shí)又與其他的天氣系統(tǒng)和天氣現(xiàn)象有密切的聯(lián)系。3南方的暖氣團(tuán)與北方的冷氣團(tuán)4氣團(tuán)的形成與變性氣團(tuán)的形成主要受下墊面溫度和濕度的影響,具有形成氣團(tuán)比較均勻的溫度和濕度屬性條件的地區(qū)稱為氣團(tuán)源地。氣團(tuán)運(yùn)動(dòng)離開(kāi)源地移至與源地性質(zhì)不同的下墊面時(shí)，兩者間又產(chǎn)生了熱量與水分的交換，氣團(tuán)的物理屬性逐漸發(fā)生變化，這種變化稱為氣團(tuán)變性。5氣團(tuán)的分類干冷的冰洋氣團(tuán)和極地氣團(tuán)，源自北冰洋和極地地區(qū)。暖濕的熱帶氣團(tuán)和赤道氣團(tuán)，來(lái)源于熱帶洋面和赤道洋面。6影響我國(guó)的氣團(tuán)活動(dòng)冬季:大陸西伯利亞的干冷氣團(tuán)與熱帶海洋氣團(tuán)相遇時(shí)在交界處形成陰雨天氣，如冬季華南地區(qū)的陰雨。北極氣團(tuán)南下侵入我國(guó)可造成氣溫劇烈下降的強(qiáng)寒潮天氣。熱帶海洋氣團(tuán)可影響到華南、華東和云南等地，形成溫?zé)?、濕?rùn)的天氣。夏季:西伯利亞氣團(tuán)與南方海洋氣團(tuán)在我國(guó)大陸相遇并由南向北推進(jìn)，造成我國(guó)大范圍的降水。來(lái)自印度洋的赤道氣團(tuán)（季風(fēng)氣團(tuán)）可造成長(zhǎng)江流域以南地區(qū)大量降水.而熱帶大陸氣團(tuán)也可影響我國(guó)西部地區(qū)，出現(xiàn)嚴(yán)重的干旱和酷暑。春季:西伯利亞氣團(tuán)和熱帶海洋氣團(tuán)兩者勢(shì)力相當(dāng)，互有進(jìn)退，是鋒系及氣旋活動(dòng)最盛的時(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(guó)東部地區(qū)在單一氣團(tuán)控制下，出現(xiàn)全年最宜人的秋高氣爽的天氣。7我國(guó)冬季的氣團(tuán)活動(dòng)8我國(guó)夏季的氣團(tuán)活動(dòng)9鋒面(Front)在英語(yǔ)中,Front的意思是戰(zhàn)線,尤其指第一次世界大戰(zhàn)時(shí)的西歐戰(zhàn)線(thewestfront).鋒面的名稱起源于第一次世界大戰(zhàn)，挪威氣象學(xué)家Vilhelm

Bjerknes和他的兒子JacobBjerknes等首先提出的.10不同的角度觀察鋒面：(a)側(cè)視圖， (b)俯視圖， (c)三維視圖11挪威學(xué)派的極鋒模型:以挪威氣象學(xué)家VilhelmBjerknes為代表的一個(gè)學(xué)派在20年代初認(rèn)為,鋒面從地面延伸到大氣高層.可是,后來(lái)的觀測(cè)表明,鋒面僅達(dá)2-3公里的高度.雖然高空和地面鋒區(qū)的配置對(duì)鋒面的發(fā)展非常重要,但鋒面的空間結(jié)構(gòu)與挪威學(xué)派的模型有很大不同.12鋒的種類:

根據(jù)鋒在移動(dòng)過(guò)程中冷、暖氣團(tuán)所具有的主次位可將鋒分為：冷鋒(coldfront),暖鋒(warmfront),靜止鋒(stationaryfront),錮囚鋒(occludedfront)。13冷鋒鋒面在移動(dòng)過(guò)程中，冷氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動(dòng)鋒面向暖氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)，這種鋒面稱為冷鋒。冷鋒過(guò)境后，冷氣團(tuán)占據(jù)了原來(lái)暖氣團(tuán)所在的位置。溫度、風(fēng)向和風(fēng)速都發(fā)生很大變化，降水和雷暴天氣也發(fā)生在冷鋒的附近。冷鋒一年四季在我國(guó)都有，冬半年更為常見(jiàn)。14冷鋒附近的氣流和云系分布

(溫度是華氏溫標(biāo))15冷鋒的3維示意圖16冷鋒附近地面

氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)和天氣現(xiàn)象17鋒面垂直剖面溫度分布18位于美國(guó)東海岸一條冷鋒(第1天)19位于美國(guó)東海岸一條冷鋒(第2天)20暖鋒鋒面在移動(dòng)過(guò)程中，如果暖氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動(dòng)鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)，這種鋒面稱為暖鋒。暖鋒多在我國(guó)東北地區(qū)和長(zhǎng)江中下游地區(qū)活動(dòng)，大多與冷鋒聯(lián)結(jié)在一起。暖鋒附近的等壓線也有一折角，但沒(méi)有冷鋒明顯。溫度有變化,風(fēng)向在暖鋒兩側(cè)發(fā)生變化，幾乎相互垂直。暖鋒降水范圍比冷鋒寬的多。21暖鋒的3維示意圖22暖鋒附近地面

氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)和天氣現(xiàn)象23靜止鋒當(dāng)冷暖氣團(tuán)勢(shì)力相當(dāng)，鋒面移動(dòng)很少時(shí)，稱為靜止鋒。靜止鋒的個(gè)別地段有時(shí)會(huì)向暖氣團(tuán)方向移動(dòng)，或者向冷氣團(tuán)方向移動(dòng)，因此它可以轉(zhuǎn)變?yōu)槔滗h或暖鋒。在我國(guó),靜止鋒常常在華南和華東地區(qū)活動(dòng)，形成持續(xù)的陰雨天氣。在我國(guó)華南和云貴高原等地區(qū)常見(jiàn)到冷鋒由于受到山脈阻擋和適當(dāng)?shù)牧鲌?chǎng)共同作用而形成準(zhǔn)靜止鋒。24準(zhǔn)靜止鋒示意圖25錮囚鋒由于冷鋒移速遠(yuǎn)快于暖鋒，冷鋒趕上暖鋒后把暖空氣抬離地面，近地面層冷暖鋒合并而形成一種鋒叫錮囚鋒。這時(shí)表現(xiàn)出暖空氣、冷空氣和比較強(qiáng)的冷空氣。有時(shí)由于地形作用，使兩條冷鋒相對(duì)而行，也可以形成錮囚鋒。26錮囚鋒的形成27沿錮囚鋒不同部位的垂直剖面28錮囚鋒的形成過(guò)程

地面圖和垂直剖面29挪威學(xué)派的鋒面氣旋模型30初始狀態(tài)31發(fā)生32發(fā)展33成熟34錮囚35氣旋的形成和發(fā)展過(guò)程36地面鋒面和高空氣流的配置地面鋒面系統(tǒng)總是與其上空的氣流緊密結(jié)合在一起的,尤其是與高層大氣波動(dòng)(Rossbywaves)密切相關(guān).一般地說(shuō),當(dāng)?shù)孛鏆庑挥诓▌?dòng)低壓槽前或急流前時(shí),鋒面會(huì)發(fā)展和加強(qiáng).否則,地面鋒面會(huì)減弱.37氣旋和反氣旋與高空氣流的配置38羅斯貝波:Rossbywaves39地面氣旋和高空氣流的配置40高空急流41急流附近的散度分布42地面鋒面和高空急流43地面鋒面和高空流場(chǎng)的配置44地面鋒面和高空流場(chǎng)的配置45北大西洋上空的強(qiáng)風(fēng)暴(氣旋)462001年4月7日

影響華北地區(qū)的強(qiáng)風(fēng)暴和沙塵暴472000年4月6日

衛(wèi)星云圖顯示的是氣旋大風(fēng)與沙暴，鋒后的黃色沙塵已經(jīng)開(kāi)始影響北京481999年4月3日我國(guó)風(fēng)云（FY-1C）衛(wèi)星觀測(cè)到的北太平洋溫帶氣旋可見(jiàn)光和近紅外合成云圖.49作業(yè):影響我國(guó)的氣團(tuán)有哪些?在一年的四季中,這些氣團(tuán)是怎樣影響我國(guó)天氣的?什么是鋒面?鋒面有哪些種類?分別畫(huà)出它們的垂直剖面簡(jiǎn)圖,標(biāo)出冷暖氣團(tuán)以及鋒面的移動(dòng)方向.畫(huà)圖和簡(jiǎn)述氣旋的發(fā)生,發(fā)展和消散的過(guò)程（平面圖）.畫(huà)圖并簡(jiǎn)述地面氣旋位于高空急流的什么位置時(shí)有利于氣旋的發(fā)展?50思考題高層氣流呈波動(dòng)，在北緯45°附近，如果圍繞地球有5個(gè)波，每個(gè)波的波長(zhǎng)是多少（地球半徑為6400km)？一般來(lái)說(shuō)，波谷（槽）對(duì)應(yīng)壞天氣（氣旋風(fēng)暴等