天氣學(xué)原理筆記(未排版)

天氣學(xué)原理筆記簡(jiǎn)介筆記來(lái)自劉宣飛先生的上課內(nèi)容，劉先生的課生動(dòng)活潑，引人入勝，為表敬意，將其整理出電子稿，僅供紀(jì)念和參考。其中算法表示是筆者自己加的內(nèi)容，第二章鋒面天氣借唐衛(wèi)亞老師的天氣學(xué)分析課件圖以期表述更加完善，第四章大氣環(huán)流參考了李麗萍老師的大氣環(huán)流概論和李忠賢老師的短期氣候預(yù)測(cè)根底這兩門(mén)課局部?jī)?nèi)容。畢竟上課筆記，難免有些疏忽，如有不當(dāng)，還望斧正。長(zhǎng)望黨支部2023年制前言天氣動(dòng)力學(xué)主要分為三大主干課程：天氣學(xué)、動(dòng)力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)，研究對(duì)象是天氣系統(tǒng)和天氣過(guò)程。一般而言，天氣學(xué)適合于做短期天氣預(yù)報(bào)，這方面經(jīng)驗(yàn)豐富的預(yù)報(bào)員往往準(zhǔn)確率要高于數(shù)值預(yù)報(bào)。數(shù)值預(yù)報(bào)的根底是動(dòng)力學(xué)，根據(jù)方程、參數(shù)等進(jìn)行模擬，模式的運(yùn)用很關(guān)鍵，對(duì)于大尺度的把握較好。而長(zhǎng)期預(yù)報(bào)那么是結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，對(duì)現(xiàn)有資料進(jìn)行分析，一般做概率預(yù)報(bào)為主，短期預(yù)報(bào)中像墨跡天氣的降水概率也是運(yùn)用到此類知識(shí)。關(guān)于學(xué)習(xí)方法，方程的數(shù)學(xué)表達(dá)固然是根底，但天氣學(xué)主旨是要理解方程的物理意義，并給予解釋，“看圖說(shuō)話〞這類圖形表達(dá)也很重要，天氣圖的識(shí)別是天氣學(xué)的重要局部。主要參考書(shū)：1.天氣學(xué)原理和方法〔朱乾根等〕2.天氣學(xué)教程〔梁必騏〕3.現(xiàn)代天氣學(xué)原理〔伍榮生〕4.中國(guó)主要天氣過(guò)程的分析〔壽紹文〕第一章大氣運(yùn)動(dòng)的根本特征——風(fēng)場(chǎng)和氣壓場(chǎng)本章結(jié)構(gòu)：1.影響大氣運(yùn)動(dòng)的力〔1〕2.控制大氣運(yùn)動(dòng)的根本方程組〔2,4〕3.簡(jiǎn)化方程組。突出大尺度運(yùn)動(dòng)根本特征〔3〕4.天氣學(xué)分析的根本原那么〔5〕第一節(jié)影響大氣運(yùn)動(dòng)的力根本作用力氣壓梯度力〔pressuregradientforce〕定義：作用于單位質(zhì)量氣塊上的凈壓力表達(dá)式：推導(dǎo)：對(duì)于一微氣塊而言，B面所受的壓力為正方向，A面應(yīng)為令x正方向?yàn)閴毫φ较颍敲从型恚河懻摚盒再|(zhì)：氣壓梯度力由氣壓不均勻造成的方向：高壓指向低壓，垂直于等壓線大?。号c氣壓梯度呈正比，與密度呈反比分量：但垂直方向上有重力與其到達(dá)平衡〔靜力平衡〕注：等壓線越密，氣壓梯度力越大地心引力定義：表達(dá)式：方向：地心摩擦力慣性力慣性離心力定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的氣塊，因?yàn)榈厍蛐D(zhuǎn)呈現(xiàn)出的一種慣性力表達(dá)式：推導(dǎo)：用一根繩子牽一小球以均勻角速度作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。相心加速度：由于在地球系統(tǒng)上，物體靜止，而在慣性坐標(biāo)系下，物體受向心力影響，為了去掉向心力使其受力為0，加一虛假力討論：A.大?。弘S緯度而變，赤道最大，兩級(jí)為0。B.方向：位于緯圈平面內(nèi)，由地軸指向外地轉(zhuǎn)偏向力〔Coridis〕科氏力定義：當(dāng)氣塊相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，使氣塊運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變的，一種慣性力。條件作用性質(zhì)表達(dá)式：注意與的同異重力定義：地心引力與慣性離心力之和。表達(dá)式：討論：A.方向：并不指向地心。理由：雖然不與地心引力一致，但垂直于地面，即水平面上無(wú)。地球自轉(zhuǎn)使水涌向赤道，使地球成橢球，而能量最低原那么使地球外表與垂直使其無(wú)水平受力?！矂?dòng)力氣象有效位能〕C.大?。撼嗟郎献钚?，隨緯度增加，兩級(jí)最大。一般取緯度海平面為標(biāo)準(zhǔn)，第二節(jié)控制大氣運(yùn)動(dòng)的根本定律旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的速度和加速度〔預(yù)備知識(shí)1〕選定坐標(biāo)系那么是指當(dāng)相對(duì)與地面速度靜止時(shí)氣塊的絕對(duì)速度地球系統(tǒng)下，，那么即的關(guān)系把〔*〕代入，整理得：絕對(duì)加速度相對(duì)加速度地轉(zhuǎn)偏向加速度向心加速度〔科氏加速度〕全導(dǎo)數(shù)的氣象意義〔預(yù)備知識(shí)2〕氣象場(chǎng)下，溫度T是四維場(chǎng)，那么：個(gè)別變化，某一氣塊隨時(shí)間變化全導(dǎo)數(shù)：局地變化，某一空間點(diǎn)隨時(shí)間變化偏導(dǎo)數(shù)：平流，當(dāng)某一屬性隨時(shí)間分布不均時(shí)，在風(fēng)〔〕的作用下，產(chǎn)生輸送作用引起的局地變化平流項(xiàng)平流的條件：1.有風(fēng)2.要素場(chǎng)是空間分布不均的8:00于連云港，溫度為8℃的氣團(tuán)隨風(fēng)南下于11:00到達(dá)南京，氣塊升溫2℃，而南京8:00溫度為12℃，不考慮其他因素求11:00南京的溫度。運(yùn)動(dòng)方程加速度壓力梯度重科氏摩擦那么，標(biāo)量下的運(yùn)動(dòng)方程：連續(xù)方程表達(dá)式：物理意義：質(zhì)量散度的形式：以x方向?yàn)槔簡(jiǎn)挝粫r(shí)間單位面積所通過(guò)的空氣的質(zhì)量==單位時(shí)間流入A單位面積的空氣質(zhì)量-單位時(shí)間流入B單位面積的空氣質(zhì)量速度散度的形式：表示流體單位時(shí)間內(nèi)體積相對(duì)膨脹率當(dāng)時(shí)，，稱之為不可壓。——補(bǔ)償原理：氣塊在水平方向上輻合，垂直方向必然輻散狀態(tài)方程熱流量方程是與外界熱量交換；是熱功當(dāng)量：非絕熱加熱，氣象海洋上主要是：1.輻射2.潛熱3.感熱短期內(nèi)，由于時(shí)間短，視為絕熱加熱即小結(jié)：大氣運(yùn)動(dòng)的根本方程組：6個(gè)變量，6個(gè)方程，是閉合的，可解第三節(jié)尺度分析和方程組簡(jiǎn)化分類以水平尺度劃分。一般來(lái)說(shuō)，水平尺度越大，時(shí)間尺度也越大。300km以上：上下壓、鋒、行星波〔Rossby〕、槽脊、臺(tái)風(fēng)10~300km：雷暴、積雨云、龍卷10km以下：朵朵白云不確定有沒(méi)有記錯(cuò)尺度分析特征尺度：某種類型的物理場(chǎng)下某物理量的一般大小=1\*GB3①經(jīng)過(guò)L或H距離后，V,W的改變量與V,W量級(jí)相當(dāng)=2\*GB3②=3\*GB3③，那么大尺度變化的運(yùn)動(dòng)方程簡(jiǎn)化水平運(yùn)動(dòng)方程〔假設(shè)大尺度〕零級(jí)近似：僅保存最大項(xiàng)，其他項(xiàng)全部舍棄。一級(jí)近似：保存最大項(xiàng)和比最大項(xiàng)小一量級(jí)的項(xiàng)討論：零級(jí)近似方程：說(shuō)明大尺度，中緯度，自由大氣中，氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力是平衡的，稱之為地轉(zhuǎn)平衡〔Geostrophic〕——風(fēng)壓關(guān)系，此條件下的風(fēng)叫地轉(zhuǎn)風(fēng)記為零級(jí)近似是診斷方程〔，即定?！潮卑肭蝻L(fēng)沿等壓線吹，背風(fēng)而立，高壓在右。低壓中心，風(fēng)呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)——?dú)庑礁邏褐行模L(fēng)呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)——反氣旋式一級(jí)近似：保存了，有預(yù)報(bào)價(jià)值，但因有觀測(cè)誤差，實(shí)際無(wú)法應(yīng)用。垂直運(yùn)動(dòng)方程零級(jí)近似〔一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)近似〕：——靜力方程連續(xù)方程簡(jiǎn)化尺度分析：簡(jiǎn)化結(jié)果：零級(jí)近似：一級(jí)近似：討論：零級(jí)近似：大氣近似水平不可壓一級(jí)近似：由于較小，因此可視為，即大氣近似不可壓熱流量方程簡(jiǎn)化零級(jí)近似：溫度的局地變化由溫度的水平平流與非絕熱加熱所決定——平流模式平流是造成溫度局地變化的主要原因一級(jí)近似：——上升運(yùn)動(dòng)〔〕在穩(wěn)定層結(jié)下會(huì)導(dǎo)致局地溫度下降小結(jié)——大氣運(yùn)動(dòng)的根本特征quasi——“準(zhǔn)〞1準(zhǔn)地轉(zhuǎn)2準(zhǔn)靜力平衡3準(zhǔn)不可壓4準(zhǔn)水平5準(zhǔn)定常第四節(jié)“P〞坐標(biāo)中的方程組引入：1.作用：去除密度ρ2.“p〞：Z軸用氣壓來(lái)衡量位勢(shì)與位勢(shì)高度〔重力〕位勢(shì)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的氣塊從海平面提升一定高度所具有的勢(shì)能由于g不是常數(shù)，因此等高面與等位勢(shì)面不重合單位：位勢(shì)米/位勢(shì)十米等高線轉(zhuǎn)化為等位勢(shì)高度線“p〞坐標(biāo)系與“z〞坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換、：位于同一等壓線上，水平距離為；、：位于同一等高線上，垂直距離為；、：垂直距離為，氣壓差；證：如果，1.令F=z，那么，即2.令F=p，那么等壓線坡度與氣壓梯度成正比，等高線坡度與氣壓梯度也成正比運(yùn)動(dòng)方程連續(xù)方程上升運(yùn)動(dòng)時(shí)，熱流量方程穩(wěn)定層結(jié)下，上升氣流會(huì)使溫度下降第五節(jié)風(fēng)場(chǎng)和氣壓場(chǎng)的關(guān)系地轉(zhuǎn)風(fēng)定義：水平梯度力與水平地轉(zhuǎn)偏向力相平衡時(shí)的風(fēng)條件：1大尺度2中緯度3自由大氣4勻速直線運(yùn)動(dòng)表達(dá)式：討論：定義平衡運(yùn)動(dòng)〔不具備加速度向〕大小=1\*ROMANI.取決于氣壓梯度／等高線密度／等壓面坡度〔正比〕=2\*ROMANII.氣壓梯度一定時(shí)，由于在高緯大，所以高緯風(fēng)較弱〔實(shí)際情況，高緯由于等高/壓線較密，因此，速度與低緯相差不大〕=3\*ROMANIII.在區(qū)域根本成立低緯地區(qū)，地轉(zhuǎn)風(fēng)幾乎忽略地轉(zhuǎn)風(fēng)根本無(wú)水平散度梯度風(fēng)定義：慣性離心力〔〕與水平氣壓梯度力〔〕與地轉(zhuǎn)偏向力〔〕三力平衡，是一種勻速率曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程一級(jí)近似：自然坐標(biāo)系下的水平方程原點(diǎn)：氣塊質(zhì)點(diǎn)：與風(fēng)速相切，與方向一致：指向左側(cè)與垂直梯度風(fēng)方程令，那么，即沿s方向氣壓不變，即等壓線與流線重疊梯度風(fēng)方程：慣性離心力氣壓梯度力科氏力記為：討論：注：氣旋性環(huán)流中心對(duì)應(yīng)低壓反氣旋性環(huán)流中心對(duì)應(yīng)高壓由于，大尺度下，大，因此小，使得為了平衡，指向外側(cè)，符合在天氣圖分析中，確定G，D位置必須考慮環(huán)流型梯度風(fēng)速率約束條件：氣旋式環(huán)流〔〕——為保證，取“+〞號(hào)，而所以反氣旋式環(huán)流〔〕——假設(shè)取負(fù)號(hào)，似乎能保證，但是當(dāng)時(shí)，，解不合理時(shí)，，解不合理〔無(wú)梯度應(yīng)無(wú)風(fēng)〕假設(shè)取正號(hào)前提是：時(shí)，，解合理時(shí)，，解合理綜上，討論：反氣旋環(huán)流氣壓梯度上限要求：此時(shí)因此在天氣圖分析上，高壓場(chǎng)風(fēng)不會(huì)很大，即梯度不會(huì)很大，但對(duì)氣旋式環(huán)流沒(méi)有限制。和比擬當(dāng)時(shí)，梯度風(fēng)指導(dǎo)意義熱成風(fēng)由,以上是熱成風(fēng)在y上的分量定義：地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化〔矢量差〕表達(dá)式：性質(zhì)和特點(diǎn)=1\*GB3①性質(zhì)：由于溫度水平分布不均勻?qū)е碌娘L(fēng)=2\*GB3②方向：與等溫線即等厚度線平行，背風(fēng)而立，高溫在右〔北半球〕=3\*GB3③大?。号c厚度梯度〔〕呈正比，緯度反比=4\*GB3④特點(diǎn)：越到高空，地轉(zhuǎn)風(fēng)越接近熱成風(fēng)應(yīng)用三者之間的關(guān)系，但也有使用條件。地轉(zhuǎn)風(fēng)，靜力平衡，中高緯訂正錯(cuò)誤記錄判斷溫度〔冷/暖〕平流假設(shè)地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度逆時(shí)針轉(zhuǎn)，冷平流；順時(shí)針，暖平流中緯度溫壓場(chǎng)結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)〔紅線〕落后于高度場(chǎng)〔細(xì)黑線〕大尺度運(yùn)動(dòng)垂直結(jié)構(gòu)冷低壓，暖高壓，深厚系統(tǒng)；暖低壓，冷高壓，淺薄系統(tǒng)左圖的氣壓剖面圖如下：南亞季風(fēng)環(huán)流正壓大氣與斜壓大氣可知，同一高度上密度相同即等壓面既是等溫面，又是等密度面，有，那么稱為正壓大氣〔barotropic〕一般而言，兩層大氣是非平行的〔理由見(jiàn)動(dòng)力氣象的有效位能章節(jié)〕，即，稱為斜壓大氣〔baroclinic〕通過(guò)高空層上等溫線的密集程度判斷斜壓性。地轉(zhuǎn)偏差概念定義：實(shí)際風(fēng)與地轉(zhuǎn)風(fēng)的矢量差，一般而言，在海面上，小于陸地討論：氣壓場(chǎng)的重新分布做功〔克服氣壓梯度力〕造成垂直運(yùn)動(dòng)摩擦層中的地轉(zhuǎn)偏差表達(dá)式：——在摩擦力右側(cè)，即加速度左側(cè)討論：地轉(zhuǎn)偏差的起因：有摩擦一定指向低壓側(cè)〔加速度左側(cè)〕的大小與摩擦力呈正相關(guān)，夾角為10°~20°以內(nèi)如圖，會(huì)引起水平輻合輻散水平輻合，垂直輻散，抬升，降水水平輻散，垂直輻散，下沉，晴朗自由大氣中的地轉(zhuǎn)偏差表達(dá)式：討論：地轉(zhuǎn)偏差垂直于加速度項(xiàng)〔該項(xiàng)由于和不平衡導(dǎo)致〕且指向加速度左側(cè)態(tài)勢(shì)圖：天氣圖上判斷地轉(zhuǎn)偏差的方法〔1〕〔其中以地轉(zhuǎn)風(fēng)近似〕與變高梯度、變壓梯度方向一致〔2〕——沿氣流方向，速度增大，等高線是輻合的，必有指向低壓的地轉(zhuǎn)偏差，稱為次地轉(zhuǎn)風(fēng)；沿氣流方向，速度減小，等高線是輻散的，必有指向高壓的地轉(zhuǎn)偏差，稱為超地轉(zhuǎn)風(fēng)。說(shuō)明：A.在加速度左側(cè)B.，即指向速度反向C.〔3〕、綜合分析：底層以為主，高層以為主槽前脊后負(fù)變壓，合，槽后脊前正變壓，散；恰相反，沿氣流2s，垂直是2n?！沧约翰碌目谠E，未經(jīng)官方認(rèn)證〕〔4〕推導(dǎo)理由：上升運(yùn)動(dòng)，，與梯度方向一致：下沉運(yùn)動(dòng)，，與梯度方向相反臺(tái)風(fēng)第二章鋒與氣團(tuán)本章結(jié)構(gòu)：1.氣團(tuán)根本概念〔1〕略2.鋒與鋒的坡度〔2〕3.鋒面附近氣象要素場(chǎng)的特征〔3〕4.鋒生與鋒消〔5〕氣團(tuán)根本概念〔略〕概念：氣象要素〔主要是溫度、濕度〕水平分布較均勻的大范圍空氣團(tuán)特征：溫度分布較均勻形成條件：氣團(tuán)所在的下墊面均一廣闊〔假設(shè)：氣團(tuán)的溫度主要由地面決定〕有適合的大氣環(huán)流條件〔移動(dòng)緩慢〕有氣團(tuán)變性的變化氣團(tuán)的分類：我國(guó)所處中緯度地區(qū)，根本不是氣團(tuán)源產(chǎn)地，因此多是外部地區(qū)氣團(tuán)移動(dòng)進(jìn)入我國(guó)，即變性氣團(tuán)。鋒與鋒的坡度鋒的概念定義：冷暖氣團(tuán)交界處的界面特點(diǎn)：等溫線密集幾何特征：狹窄、傾斜狹窄——相較于氣團(tuán)而言，水平尺度很小〔寬度上m〕傾斜——向冷空氣傾斜實(shí)際鋒面圖：鋒面的坡度假設(shè)：物質(zhì)面〔鋒面由固定質(zhì)點(diǎn)確定〕對(duì)于鋒面上任意一點(diǎn)，兩邊氣壓相等，否那么物質(zhì)面不存在。坐標(biāo)選?。骸狹argules鋒面坡度公式代入狀態(tài)方程，，令那么，那么有：討論：〔1〕與緯度〔〕成正比，與成反比〔2〕鋒面附近，風(fēng)呈氣旋式彎曲適用條件接近真實(shí)大氣的物質(zhì)面滿足地轉(zhuǎn)平衡密度零級(jí)不連續(xù)，即，或——假設(shè)，零級(jí)不連續(xù)，，稱為一級(jí)不連續(xù)想到劉先生上課說(shuō)的一個(gè)笑話：有個(gè)男孩把腿摔斷了，女學(xué)霸說(shuō)：你叫你踢球，摔成零級(jí)不連續(xù)了吧，太丟人現(xiàn)眼了。這男孩也很聰明，愣了一下，說(shuō)：那也比你處處二級(jí)連續(xù)好→_→鋒的分類按移動(dòng)方向，看主動(dòng)方分類。假設(shè)冷氣團(tuán)向暖氣團(tuán)傾斜，為冷鋒；假設(shè)暖氣團(tuán)向冷氣團(tuán)傾斜，為暖鋒；假設(shè)冷暖氣團(tuán)相持，為準(zhǔn)靜止鋒。〔觀察6小時(shí)天氣圖，看鋒面位置變化〕錮囚鋒：冷氣團(tuán)、更冷氣團(tuán)將暖氣團(tuán)抬到高空附鋒：鋒面附近的氣象要素場(chǎng)特征溫度場(chǎng)特征從垂直方向看鋒區(qū)間溫度水平變化非常大鋒區(qū)間溫度垂直變化非常小從探空曲線看從等壓面看鋒區(qū)在等高面上等溫線密集處，高空風(fēng)與地面風(fēng)一致〔500hPa的引導(dǎo)氣流〕把各個(gè)鋒區(qū)投影到一張圖上，通過(guò)其距離判斷坡度。高空冷平流對(duì)應(yīng)冷鋒，高空暖平流對(duì)應(yīng)暖鋒錮囚鋒：根據(jù)暖舌〔高空暖中心位置，圖見(jiàn)上節(jié)鋒的分類〕投影到地面鋒線的位置從位溫看鋒區(qū)附近，等位溫線密集且走向與鋒面一致，那么，對(duì)高度求導(dǎo)、與特征〔密度零級(jí)不連續(xù)〕海平面氣壓場(chǎng)海平面變壓場(chǎng)風(fēng)場(chǎng)上節(jié)得到密度零級(jí)不連續(xù)下的坡度公式，那么氣壓場(chǎng)特征〔〕說(shuō)明冷氣團(tuán)氣壓梯度大于暖氣團(tuán)氣壓梯度，在垂直于鋒面方向上，鋒面兩側(cè)氣壓梯度不連續(xù)實(shí)際情況：=1\*GB3①密度零級(jí)不連續(xù)氣壓一級(jí)不連續(xù)=2\*GB3②鋒面往往位于低壓槽當(dāng)中或隱槽中氣壓線折角指向高壓特征風(fēng)場(chǎng)在鋒面具有氣旋性切變，即〔見(jiàn)鋒面坡度討論〕變壓場(chǎng)特征〔〕物理上：冷鋒后有正變壓，暖鋒前有負(fù)變壓假設(shè)：物質(zhì)面——〔〕坐標(biāo)系：x軸：由暖指向冷，鋒面平行于y軸〔〕鋒面上，雖然鋒面移動(dòng)〔〕，但，而靜止鋒下，兩邊變壓都接近為0氣壓傾向方程假設(shè)：靜力平衡下，，那么一般而言，鋒面動(dòng)力因子在天氣圖上不明顯，冷鋒后有冷平流，暖鋒前有暖平流正變壓負(fù)變壓、、特征〔密度一級(jí)不連續(xù)——〕鋒面坡度密度一級(jí)不連續(xù)時(shí)，，即要求氣壓二級(jí)不連續(xù)。由于，同理：、特征，要求鋒區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋒區(qū)外。即鋒區(qū)內(nèi)的二階導(dǎo)數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋒區(qū)外，可以證明：氣壓的二階導(dǎo)數(shù)與其曲率呈正比。因此，等壓線如圖：鋒區(qū)內(nèi)等壓線兩邊氣旋式切變大風(fēng)區(qū)的氣旋式切變大鋒區(qū)內(nèi)熱成風(fēng)大〔等溫線密〕變壓場(chǎng)特征那么有與密度零級(jí)不連續(xù)類似，可知，暖鋒的變壓梯度小于暖氣團(tuán)的變壓梯度；冷鋒的變壓梯度大于冷氣團(tuán)的變壓梯度。濕度場(chǎng)特征露點(diǎn)——溫度差很大鋒面天氣〔略，僅介紹冷鋒天氣，圖取自唐衛(wèi)亞老師的天分PPT〕1.第一型冷鋒：坡度小，移動(dòng)慢，高空有后傾槽2.第二型冷鋒：坡度大，移動(dòng)快，高空有前傾槽鋒面分析〔略，詳見(jiàn)天氣學(xué)分析〕鋒生與鋒消概念數(shù)學(xué)表達(dá)式物理?xiàng)l件分析：A．鋒生函數(shù)〔〕B．極大值要求C．物質(zhì)面/物質(zhì)線，此條件下：——個(gè)別鋒生函數(shù)規(guī)定：為溫度上升方向，對(duì)展開(kāi)并帶入熱流量方程：各項(xiàng)分析：〔1〕由于坐標(biāo)系取法，，因此鋒生那么要求即產(chǎn)生輻合幾種特殊的氣壓場(chǎng)：橫槽：槽前：偏西風(fēng)很小槽后：偏北風(fēng)〔或東風(fēng)〕為正因此倒槽：槽前：偏南風(fēng)為負(fù)槽后：偏北風(fēng)〔或東風(fēng)〕很小因此變形場(chǎng)：垂直于n方向是膨脹軸，與之平行的是壓縮軸。溫度場(chǎng)受北風(fēng)南壓，南風(fēng)北抬雙重作用。地形作用〔2〕——穩(wěn)定層結(jié)下，，以鋒消為主——暖空氣上升，冷空氣下沉〔注：這里指相對(duì)的上升/下沉運(yùn)動(dòng)〕。Question：穩(wěn)定層結(jié)，冷氣團(tuán)爬坡而上，鋒消還是鋒生？〔3〕隨溫度升度，非絕熱加熱增強(qiáng)，鋒生一般而言，暖區(qū)由于潛熱釋放非絕熱加熱比冷區(qū)強(qiáng)，特別是考慮降水。第三章氣旋與反氣旋本章結(jié)構(gòu)：1.渦度與渦度方程〔2〕2.位勢(shì)傾向方程與方程〔3〕3.溫帶氣旋與反氣旋〔4〕第一節(jié)渦度與渦度方程渦度定義：度量流體〔劉先生云空氣〕的旋轉(zhuǎn)程度和方向的物理量表達(dá)式：吐槽：老是搞混-_-|矢量表達(dá)式：自然坐標(biāo)下的表達(dá)式：推導(dǎo)如下：旋轉(zhuǎn)XOY坐標(biāo)系，使，那么有，那么一般情況下，曲率渦度很大，切變渦度較小。地轉(zhuǎn)風(fēng)渦度:——拉普拉斯算子，反映梯度的散度絕對(duì)渦度大尺度下，渦度方程即1.傾側(cè)項(xiàng)風(fēng)存在垂直切變，會(huì)有水平方向渦度，同時(shí)假設(shè)垂直運(yùn)動(dòng)在水平方向分布不均勻，會(huì)導(dǎo)致一局部水平方向渦度轉(zhuǎn)化成為垂直方向渦度。2.散度項(xiàng)，水平輻合，絕對(duì)渦度增加；水平輻散，絕對(duì)渦度減小。3.相對(duì)渦度的垂直輸送項(xiàng)P坐標(biāo)下大渦度上升，會(huì)有正的渦度輸送〔Z〕下沉4.相對(duì)渦度平流項(xiàng)〔水平方向〕影響平流項(xiàng)大?。?.風(fēng)的大小2.3.與風(fēng)的夾角5.地轉(zhuǎn)渦度平流，而方程簡(jiǎn)化略去小項(xiàng)，得：又比小一個(gè)量級(jí)，假設(shè)大氣水平無(wú)輻散，，絕對(duì)渦度守恒。第二節(jié)位勢(shì)傾向方程與方程引言準(zhǔn)地轉(zhuǎn)渦度方程=1\*GB3①這里直接給出準(zhǔn)地轉(zhuǎn)熱流量方程：=2\*GB3②是高度場(chǎng)，是大氣靜力穩(wěn)定度推導(dǎo)位勢(shì)傾向方程出發(fā)點(diǎn)準(zhǔn)地轉(zhuǎn)渦度方程和準(zhǔn)地轉(zhuǎn)熱流量方程推導(dǎo)獨(dú)立變量是、、和，得：位勢(shì)傾向地轉(zhuǎn)風(fēng)平流溫度/厚度平流的垂直變化非絕熱加熱位勢(shì)傾向方程的物理意義位勢(shì)傾向令，那么原式=即地轉(zhuǎn)風(fēng)平流使槽脊發(fā)生移動(dòng)而不影響其開(kāi)展——?jiǎng)恿σ蜃印?〕西風(fēng)帶中，兩者相互影響，牽制，短波中，前者重要，但隨著波的拉長(zhǎng)，曲率大大下降，長(zhǎng)波變得主要。短期天氣系統(tǒng)下根本是前移為主〔300km以下〕〔2〕在槽脊線上，因此無(wú)渦度平流。溫度/厚度平流的垂直變化〔熱力因子〕，那么=暖平流隨高度增強(qiáng)或冷平流隨高度減弱，那么冷平流隨高度增強(qiáng)或暖平流隨高度減弱，那么一般情況下，中緯度冷暖平流都是隨高度減弱的，理由：地面風(fēng)與溫度夾角大，因此平流大；高空風(fēng)與溫度夾角小，因此平流小。中緯度暖平流使等壓面抬高，冷平流使等壓面下降。非絕熱加熱非絕熱加熱隨高度降低，等壓面上升，隨高度加大，等壓面下降。如果某個(gè)地區(qū)下層地區(qū)等壓面增溫大于上層，那么等壓面上升，反之下降。推導(dǎo)方程，那么渦度平流垂直變化項(xiàng)溫度平流的非絕熱加熱的方程的物理意義〔與位勢(shì)傾向方程類似，簡(jiǎn)單概括〕項(xiàng)：，動(dòng)力因子：地轉(zhuǎn)風(fēng)絕對(duì)渦度平流垂直變化項(xiàng)。假設(shè)隨p的下降〔z的上升〕該項(xiàng)變大，那么為上升運(yùn)動(dòng)，反之，下沉運(yùn)動(dòng)。因此槽前脊后上升運(yùn)動(dòng)，槽后脊前下沉運(yùn)動(dòng)。熱力因子：1.溫度平流的暖平流上升運(yùn)動(dòng)，冷平流下沉運(yùn)動(dòng)。2.非絕熱加熱的：加熱，上升；冷卻，下沉第二．五節(jié)小結(jié)(本節(jié)取自劉先生PPT)一．三大方程位勢(shì)傾向方程ω方程二.位勢(shì)傾向第三節(jié)溫帶氣旋與反氣旋(本節(jié)取自劉先生PPT)一、溫帶氣旋生命史四個(gè)階段：波動(dòng)階段，開(kāi)展階段，錮囚階段，消亡階段二、溫帶氣旋的開(kāi)展〔一〕斜壓系統(tǒng)開(kāi)展的物理過(guò)程及開(kāi)展因子假設(shè)：高空溫度場(chǎng)位相落后于高度場(chǎng)；高空槽前為地面氣旋；槽后為地面反氣旋。上、下層大氣運(yùn)動(dòng)相互影響氣壓場(chǎng)與渦度場(chǎng)變化協(xié)調(diào)統(tǒng)一〔二〕溫帶氣旋開(kāi)展過(guò)程中，空間溫壓場(chǎng)的相應(yīng)變化第四章大氣環(huán)流本章結(jié)構(gòu)：1.根本觀測(cè)事實(shí)〔1〕2.控制大氣環(huán)流的根本因子和模型〔2〕3.東亞環(huán)流根本特征〔7〕這局部主要內(nèi)容將在《中國(guó)天氣》這門(mén)課里進(jìn)行講解。大氣環(huán)流是指全球范圍的大尺度大氣運(yùn)行的根本狀況，水平尺度——數(shù)千公里以上，垂直尺度——10公里以上，時(shí)間尺度——幾天。根本觀測(cè)事實(shí)平均緯向風(fēng)風(fēng)量的經(jīng)向分布中緯度都是西風(fēng)，低緯度為東風(fēng)帶，西風(fēng)峰值在200~250高度上。西風(fēng)大值位于冬半球，且隨著行星風(fēng)帶南北位移——1~7月北移，7~1月南移。極區(qū)近地面為弱東風(fēng)帶，冬季對(duì)流層至平流層均為西風(fēng)，夏季極區(qū)平流層為極地東風(fēng)。平均經(jīng)向風(fēng)分量的經(jīng)向分布圖4.2與圖4.1相比，風(fēng)的量級(jí)要小，說(shuō)明大氣運(yùn)動(dòng)以東西為主，南北為輔。經(jīng)向運(yùn)動(dòng)主要表達(dá)在赤道地區(qū)的垂直環(huán)流存在。地球上根本是環(huán)繞緯圈的大氣運(yùn)動(dòng)，有弱的南北向氣流交換大值區(qū)在200高度和近地面層。北半球上，冬季200高度上南風(fēng)，地面北風(fēng)，夏季200高度上北風(fēng)，地面南風(fēng)。平均水平環(huán)流〔一〕500高度場(chǎng)——引導(dǎo)氣流極區(qū)為極渦控制—冬強(qiáng)夏弱，冬季2個(gè)低渦中心：格陵蘭西部、東西伯利亞，夏季1個(gè)低渦中心：極區(qū)中高緯是以極渦為中心的環(huán)繞緯圈的西風(fēng)環(huán)流—冬強(qiáng)夏弱，西風(fēng)帶中有“冬三夏四〞的平均長(zhǎng)波槽。冬季三個(gè)長(zhǎng)波槽：東亞大槽—140°E北美大槽—70°w歐洲淺槽—40°E夏季四個(gè)長(zhǎng)波槽：東亞大槽—160°-180°E北美大槽—60°w歐洲西海岸槽—0°-10°E貝加爾湖西部槽—90°E冬季中低緯有5個(gè)西風(fēng)帶槽：東亞、北美、孟加拉灣、地中海、東太平洋低緯度為副熱帶高壓控制—冬弱夏強(qiáng)，隨季節(jié)南北位移——588線〔二〕對(duì)流層底部——大氣活動(dòng)中心大氣活動(dòng)中心〔ACA〕：月平均的海平面氣壓場(chǎng)〔SLP〕上全年或季節(jié)性存在于某一特定區(qū)域的巨大上下壓系統(tǒng)。全年存在的ACA稱為半永久型，季節(jié)性存在的稱為季節(jié)型。①北半球有５個(gè)半永久性的大氣活動(dòng)中心—海洋系統(tǒng)太平洋副高和大西洋副高：夏強(qiáng)冬弱，南北位移阿留申低壓和冰島低壓：冬強(qiáng)夏弱格陵蘭高壓②北半球有４個(gè)季節(jié)性大氣活動(dòng)中心—大陸系統(tǒng)冬季：亞洲冷高壓和北美冷高壓夏季：亞洲熱低壓和北美熱低壓大氣環(huán)流概論上，把全年存在的ACA稱為永久型：北太平洋副高、北大西洋副高、南太平洋副高、南大西洋副高、南印度洋副高；把季節(jié)性存在的稱為半永久型：蒙古高壓〔10月~4月〕、阿留申低壓〔9月~5月〕、冰島低壓〔9月~4月〕、印度低壓〔4月~10月〕、非洲低壓〔10月~4月〕、澳大利亞印度尼西亞低壓〔10月~3月〕、南美低壓〔11月~2月〕注：這一塊《天原》和《環(huán)流》貌似有些出入大氣環(huán)流的季節(jié)轉(zhuǎn)換1、北半球大氣環(huán)流的季節(jié)特點(diǎn)①11月～５月為冬季環(huán)流型：西風(fēng)帶三個(gè)長(zhǎng)波槽，西風(fēng)急流強(qiáng)位置偏南，東亞南北兩支西風(fēng)急流②７月～９月為夏季環(huán)流型：西風(fēng)帶四個(gè)長(zhǎng)波槽，西風(fēng)急流弱偏位置北，東亞一支西風(fēng)急流2、兩次季節(jié)突變①6月突變——冬季環(huán)流型轉(zhuǎn)為夏季環(huán)流型②10月突變——夏季環(huán)流型轉(zhuǎn)為冬季環(huán)流型第二節(jié)控制大氣環(huán)流根本因子與模型因子：大氣水平運(yùn)動(dòng)尺度——準(zhǔn)水平運(yùn)動(dòng)太陽(yáng)輻射隨緯度分布不均勻——以緯向運(yùn)動(dòng)為主，經(jīng)向?yàn)閱稳Νh(huán)流〔極赤環(huán)流〕地球自轉(zhuǎn)——經(jīng)向三圈環(huán)流，東西風(fēng)帶狀環(huán)流地球外表不均勻性——緯向環(huán)流被破壞，產(chǎn)生經(jīng)向環(huán)流地面摩擦——有利于東西風(fēng)帶的維持大氣內(nèi)部動(dòng)力學(xué)過(guò)程和非線性相互作用〔取自短期氣候〕一般來(lái)說(shuō)，1~5為主要因子，6的作用表達(dá)在大氣低頻變化上大氣水平運(yùn)動(dòng)尺度水平尺度——，垂直尺度——，因此垂直運(yùn)動(dòng)<<水平運(yùn)動(dòng)太陽(yáng)輻射隨緯度分布不均勻——單圈環(huán)流Hadley〔1735〕設(shè)想的大氣環(huán)流圖案1、太陽(yáng)輻射能是大氣環(huán)流形成的根本能源，太陽(yáng)輻射能在整個(gè)地球外表分布不均勻，隨緯度增大而減小?！矆D4.10〕(1)低緯度〔40°N~40°S〕是太陽(yáng)輻射能凈得區(qū)(2)中高緯〔40°N~北極、40°S~南極〕是太陽(yáng)能凈失區(qū)2、大氣的平均溫度特征〔圖4.11〕(1)對(duì)流層中，低緯為暖中心，向極地溫度逐漸遞減，冬季南北溫差大于夏季。(2)平流層中，低緯為冷中心，夏季溫度由赤道向極地逐漸升高。3、溫度分布不均勻必然產(chǎn)生熱力環(huán)流假定：地球不旋轉(zhuǎn)、地球外表性質(zhì)一樣對(duì)流層中低緯暖，高緯冷，使空氣在赤道上升，極地下沉，在南北溫差的作用下，高空為赤道吹向極地的南風(fēng)；在氣壓梯度力作用下，低層為極地吹向赤道北風(fēng)——構(gòu)成直接熱力環(huán)流圈地球自轉(zhuǎn)——三圈環(huán)流Thomson〔1857，1892〕的大氣環(huán)流圖案Ferrel〔1859〕的大氣環(huán)流圖案1、北半球?qū)α鲗哟髿猸h(huán)流模式三圈經(jīng)向環(huán)流：極地環(huán)流圈－－－強(qiáng)費(fèi)雷爾環(huán)流圈——弱哈德萊環(huán)流圈——強(qiáng)2、低層三風(fēng)四帶三風(fēng)：極地東風(fēng)〔東北風(fēng))、中緯西風(fēng)〔西南風(fēng))、低緯東風(fēng)〔東北信風(fēng)〕四帶：極地高壓帶、副極地低壓帶、副熱帶高壓帶、赤道低壓帶3、高空主要為西風(fēng)帶:高緯西風(fēng)帶——極鋒西風(fēng)急流中緯東風(fēng)帶——弱低緯西風(fēng)帶——副熱帶西風(fēng)急流二條行星鋒區(qū)：極鋒和副熱帶鋒地表不均海陸分布大氣環(huán)流中心ACA的位置冷極位置：高位陸地〔而不是極點(diǎn)〕大槽位置地形作用動(dòng)力作用熱力作用以青藏高原為例：〔1〕高原的動(dòng)力作用季極鋒的西風(fēng)急流在東亞明顯分為南北兩支，在高原東側(cè)形成“北脊南槽〞高原東側(cè)形成特殊天氣系統(tǒng)〔2〕高原的熱力作用①②冬季為相對(duì)冷源總體而言，北支槽本身遠(yuǎn)離海洋，再加上地形導(dǎo)致的反氣旋所產(chǎn)生的高壓，使該地區(qū)降水稀少；南支槽有印度低壓和印度洋水汽輸送，使得地形導(dǎo)致的低壓氣旋向我國(guó)輸送水汽，降水多地面摩擦——影響角動(dòng)量的輸送源〔source〕：中緯度u>0,大氣遇山失去西風(fēng)角動(dòng)量。匯〔sink〕：低緯u<0,大氣遇山得到西風(fēng)角動(dòng)量。為使得角動(dòng)量平衡，在西風(fēng)急流的兩側(cè)，中、低緯槽呈西南——東北向〔使大氣槽前西風(fēng)大于槽后〕——導(dǎo)式槽高緯槽呈西北——東南向〔使大氣槽后西風(fēng)大于槽前〕——曳式槽大氣內(nèi)部動(dòng)力學(xué)過(guò)程和非線性相互作用〔該觀點(diǎn)取自李忠賢老師的《短期氣候預(yù)測(cè)根底》〕注：能量收支在《天動(dòng)》中有詳細(xì)解釋第七節(jié)東亞環(huán)流的根本特征A點(diǎn),且，即為副高脊面。副高實(shí)際上是起到了隔離東風(fēng)帶與西風(fēng)帶的作用，在冬季，自平流層到低層大氣，副高向南傾斜，但在夏季，該傾向轉(zhuǎn)向北傾斜。前者稱之為冬季型，后者稱之為夏季型。第五章天氣形勢(shì)及天氣要素的預(yù)報(bào)天氣要素是天氣形勢(shì)的攜帶因素，天氣形勢(shì)是要素的大前提。形勢(shì)預(yù)報(bào)分為兩種：本章結(jié)構(gòu)：1.天氣系統(tǒng)的外推預(yù)報(bào)法2.運(yùn)動(dòng)學(xué)方法3.高空形勢(shì)預(yù)報(bào)方程——重點(diǎn)4.地面天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)5.地形與摩擦對(duì)系統(tǒng)的影響本章僅涉及《天氣學(xué)原理》一書(shū)第五章的第一節(jié)〔天氣系統(tǒng)及天氣形勢(shì)的天氣學(xué)預(yù)報(bào)方法〕內(nèi)容。天氣系統(tǒng)的外推預(yù)報(bào)法定義：將天氣系統(tǒng)過(guò)去的演變趨勢(shì)外延以推測(cè)未來(lái)的狀況假設(shè)：天氣系統(tǒng)的變化緩慢或不顯著且連續(xù)的——這種方法時(shí)效不長(zhǎng)，當(dāng)然預(yù)報(bào)時(shí)要慮日變化。第二節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)方法〔變壓法〕以為研究對(duì)象，槽線脊向升度方向移動(dòng)槽向梯度方向移動(dòng)得到脊向升度方向移動(dòng)槽向梯度方向移動(dòng)移速與變壓的梯度/升度成正比，方向一致或相反彎曲程度越大，開(kāi)展越強(qiáng)，速率越慢分母上反映等高/壓線的彎曲程度彎曲程度越大，開(kāi)展越強(qiáng)，速率越慢氣旋中心或槽線上出現(xiàn)負(fù)變壓，系統(tǒng)加深，反之填塞；反氣旋中心或脊線上出現(xiàn)正變壓，系統(tǒng)加強(qiáng)，反之減弱。XXXX槽前移對(duì)于圓形氣旋，，，即沿著變壓的梯度方向移動(dòng)對(duì)于橢圓形氣旋，焦點(diǎn)在X軸上，，，一般而言，沿著變壓的梯度與X軸之間的方向移動(dòng)，橢圓越扁，越接近于X軸，越圓，越接近〔變壓的梯度方向〕。變壓梯度變壓梯度強(qiáng)度預(yù)報(bào)：以P為研究對(duì)象，以固定坐標(biāo)系下的原地氣壓變化等同于移動(dòng)坐標(biāo)系下固定坐標(biāo)的氣壓變化注：是一個(gè)瞬時(shí)預(yù)報(bào)，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)失效第三節(jié)高空形勢(shì)預(yù)報(bào)方程概念平均層：選取幾個(gè)反映大多數(shù)層次的氣象特征層次，該層次的物理量認(rèn)為是各層的平均。高空形勢(shì)預(yù)報(bào)根本方程出發(fā)點(diǎn)：簡(jiǎn)化的渦度方程假設(shè)：地面平坦，那么時(shí)，大氣頂〔〕時(shí)，正壓大氣未考慮熱力因子斜壓大氣假設(shè)：多層等溫線走向一致，那么，熱成風(fēng)平行，風(fēng)在垂直方向上單調(diào)遞增。平均層到地面的熱成風(fēng)平均層到地面的熱成風(fēng)認(rèn)為：、與無(wú)關(guān)；地面，高空，，，其中是垂直方向上的平均。那么得到斜壓大氣的高空形勢(shì)預(yù)報(bào)方程：即平均層渦度平流的局地變化等于平均層的絕對(duì)渦度平流和熱成風(fēng)渦度平流。討論斜壓大氣對(duì)高空中槽脊開(kāi)展有影響幾個(gè)近似條件：各層等溫線近似平行沒(méi)有考慮地形和摩擦作用平均層應(yīng)當(dāng)為600，一般用500代替動(dòng)力因子與熱力因子相比，動(dòng)力因子作用較大〔熱力乘上了0.6〕渦度平流判斷地轉(zhuǎn)渦度平流的判斷，南風(fēng)：<0，北風(fēng)：>0，東、西風(fēng)：=0南北向槽脊：使槽西退〔向變高梯度走〕使槽西退〔向變高梯度走〕槽區(qū)=0，即槽不開(kāi)展>0<0=0東西向槽脊：不會(huì)使槽/不會(huì)使槽/脊移動(dòng)，但會(huì)影響槽/脊強(qiáng)度由于項(xiàng)較小，一般天氣預(yù)報(bào)不看該項(xiàng)。相對(duì)渦度平流的判斷由于，可得：將地轉(zhuǎn)近似帶入：散合項(xiàng)：的物理意義：等高線的密度反映了地轉(zhuǎn)風(fēng)的大小氣旋式彎曲：，對(duì)稱槽槽后——集合槽前——離散說(shuō)明槽前離散，槽后集合的對(duì)稱槽向下游移動(dòng)但不開(kāi)展〔〕疏散槽ABC即，，槽加深開(kāi)展，移動(dòng)方向待定集合槽類似疏散槽，可得知集合槽下，槽減弱、填塞。反氣旋式彎曲，對(duì)稱脊向下游移動(dòng)但不開(kāi)展疏散脊脊加強(qiáng)集合脊脊減弱小結(jié)：散合項(xiàng)使對(duì)稱槽/脊向下游移動(dòng)但不開(kāi)展；疏散槽/脊開(kāi)展；集合槽/脊減弱。曲率項(xiàng)由于恒成立，因此由正負(fù)決定曲率項(xiàng)符號(hào)<0>0<0>0=0<0>0=0<0說(shuō)明曲率項(xiàng)影響下，槽/脊向下游移動(dòng)但不開(kāi)展疏密〔離〕項(xiàng)：切變渦度：切變渦度隨氣流方向減小，有負(fù)變高。一般來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)是小項(xiàng)，實(shí)際不考慮。熱成風(fēng)渦度平流的判斷一般來(lái)說(shuō)，溫度槽脊都是落后于高度槽脊——槽〔脊〕加深〔開(kāi)展〕而溫度槽脊都是超前于高度槽脊——槽〔脊〕減弱〔填塞〕渦度平流的綜合判斷第四節(jié)地面天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)概述與平均溫度有關(guān)，利用熱流量方程求解與平均溫度有關(guān)，利用熱流量方程求解推導(dǎo)靜力方程：熱流量方程：那么有：即地面變高與高空平均層變高、平均冷暖平流、平均垂直運(yùn)動(dòng)、平均非絕熱變化有關(guān)。注：“〞表示地面到平均層的平均值討論假設(shè)h不變，平均層高度變高，說(shuō)明地面增壓假設(shè)不變，地面與平均層之間增溫，那么↑，地面減壓對(duì)于非絕熱加熱而言，其他因素不變，其導(dǎo)致地面減壓早春江淮氣旋如海加強(qiáng)〔海陸差異〕寒潮南下，高壓減弱〔南北差異〕氣旋中有降水會(huì)使氣旋開(kāi)展〔潛熱釋放〕垂直運(yùn)動(dòng)造成絕熱變化項(xiàng)穩(wěn)定大氣下，，上升運(yùn)動(dòng)<0，地面加壓——異化過(guò)程氣旋/反氣旋開(kāi)展中，由于垂直運(yùn)動(dòng)造成絕熱變化，制約其自身開(kāi)展溫度平流項(xiàng)冷平流——地面減壓近似地轉(zhuǎn)風(fēng)暖平流——地面加壓近似地轉(zhuǎn)風(fēng)引導(dǎo)氣流——500的氣流對(duì)地面閉合系統(tǒng)的移動(dòng)有著指示作用，因此得名?！?〕由可知，即——地面氣壓變化為地轉(zhuǎn)風(fēng)與厚度的平流〔2〕閉合系統(tǒng)的移動(dòng)公式由約束關(guān)系：，同理：即地面閉合系統(tǒng)中心的移速與其所在地的地面到平均層之間的熱成風(fēng)相當(dāng)，大致與高層地轉(zhuǎn)風(fēng)相當(dāng)。總的來(lái)說(shuō)，地面閉合系統(tǒng)中心的移速小于引導(dǎo)氣流，地面的低壓中心移動(dòng)的方向偏于500hPa氣流的右側(cè)；地面的高壓中心移動(dòng)的方向偏于500hPa氣流的左側(cè)。隨時(shí)間，引導(dǎo)氣流從西南到西北風(fēng)，實(shí)際運(yùn)動(dòng)取、的累積，即在、之間。由于絕熱變化項(xiàng)和非絕熱變化項(xiàng)對(duì)溫度平流項(xiàng)有抵消作用，地面系統(tǒng)中心移速為500hPa風(fēng)速的50～70％。半經(jīng)驗(yàn)得到暖平流區(qū)對(duì)應(yīng)上升氣流，且<0，這樣平流對(duì)應(yīng)的減壓與絕熱變化項(xiàng)和非絕熱變化項(xiàng)所造成的加壓相互抵消，即前面所提的異化作用。同樣的，冷平流也會(huì)有類似的情況。第五節(jié)地形與摩擦對(duì)系統(tǒng)的影響地形造成的垂直運(yùn)動(dòng)，其中引起垂直運(yùn)動(dòng)所以，由此可見(jiàn)，影響垂直運(yùn)動(dòng)的因素有：風(fēng)速坡度大小