大氣科學(xué)概論第四講-課件

大氣科學(xué)概論第四講1大氣科學(xué)概論第四講1大氣科學(xué)概論2大氣科學(xué)概論2精品資料3精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒(méi)有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會(huì)認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽(yáng)曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒(méi)有學(xué)問(wèn)無(wú)顏見(jiàn)爹娘……”“太陽(yáng)當(dāng)空照，花兒對(duì)我笑，小鳥(niǎo)說(shuō)早早早……”44課程內(nèi)容第一講概述第二講大氣的基本知識(shí)第三講大氣運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律第四講關(guān)于氣團(tuán)和鋒的介紹第五講氣旋與反氣旋（熱帶氣旋）第六講海氣相互作用的產(chǎn)物——厄爾尼諾第七講天氣預(yù)報(bào)簡(jiǎn)介第八講氣候變化與全球變暖5課程內(nèi)容第一講概述5第一節(jié)氣團(tuán)第二節(jié)鋒和鋒生的概念第三節(jié)鋒面坡度第四節(jié)鋒面天氣第四講關(guān)于氣團(tuán)和鋒的介紹6第一節(jié)氣團(tuán)第四講關(guān)于氣團(tuán)和鋒的介紹6

氣團(tuán)是指氣象要素（主要指溫度和濕度）水平分布比較均勻的大范圍的空氣團(tuán)。在同一氣團(tuán)中，各地氣象要素的垂直分布（穩(wěn)定度）幾乎相同，天氣現(xiàn)象也大致一樣。水平尺度可達(dá)幾千公里，垂直范圍可達(dá)幾公里到十幾公里，常常從地面伸展到對(duì)流層頂。第一節(jié)氣團(tuán)一、氣團(tuán)的概念氣團(tuán)是指氣象要素（主要指溫度和濕度）水平分布比較均勻的大

能使大塊空氣獲得比較均勻的物理屬性的地區(qū)。必須具備大范圍的性質(zhì)比較均勻的下墊面和適合的流場(chǎng)等條件。如海洋，沙漠或冰雪覆蓋的地區(qū)

氣團(tuán)的形成是通過(guò)大氣與下墊面之間的熱量和水汽的交換過(guò)程及大氣本身對(duì)于熱量和水汽的內(nèi)部調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)的。

二、氣團(tuán)的源地8能使大塊空氣獲得比較均勻的物理屬性的地區(qū)。氣團(tuán)的冬季亞洲北部的西伯利亞和蒙古地區(qū)

例如：干、冷的氣團(tuán)我國(guó)東南部的廣大海洋暖、濕的氣團(tuán)9冬季亞洲北部的西伯利亞和蒙古地區(qū)例如：干、冷的氣團(tuán)我國(guó)東南方的暖氣團(tuán)與北方的冷氣團(tuán)10南方的暖氣團(tuán)與北方的冷氣團(tuán)101.輻射大氣本身的長(zhǎng)波輻射，冷卻率甚低，不易構(gòu)成氣團(tuán)形成條件。但地表為冰雪時(shí)，因地表與低層大氣的輻射熱交換，輻射對(duì)北極氣團(tuán)影響大。

輻射對(duì)除北極氣團(tuán)以外的氣團(tuán)形成作用甚微。

三、氣團(tuán)形成的物理過(guò)程111.輻射三、氣團(tuán)形成的物理過(guò)程11把近地面的熱量和水汽，擴(kuò)展到高層，使深厚的氣層都受到下墊面的影響。低緯地區(qū)：溫度高、濕度大、氣層不穩(wěn)定，亂流和對(duì)流易于發(fā)展。

亂流和對(duì)流對(duì)低緯度氣團(tuán)的形成作用突出。

2.亂流和對(duì)流12把近地面的熱量和水汽，擴(kuò)展到高層，使深厚的氣層都受到下墊面的蒸發(fā)和凝結(jié)是空氣與下墊面、空氣與空氣交換水分和熱量的重要方式。直接影響大氣的濕度特征，間接影響大氣的溫度和穩(wěn)定度。

蒸發(fā)和凝結(jié)對(duì)大陸氣團(tuán)變?yōu)楹Ｑ髿鈭F(tuán)以及熱帶氣團(tuán)作用大。3.蒸發(fā)和凝結(jié)蒸發(fā)和凝結(jié)是空氣與下墊面、空氣與空氣交換水分和熱量的重要方式大范圍的下沉運(yùn)動(dòng)→氣團(tuán)溫度升高→穩(wěn)定干燥的氣層更穩(wěn)定；大范圍的上升運(yùn)動(dòng)→氣團(tuán)溫度降低→原來(lái)穩(wěn)定未飽和的氣層變得不穩(wěn)定。

下沉增溫對(duì)于干冷空氣變?yōu)榕瘹鈭F(tuán)起著重要作用。4.大范圍的垂直運(yùn)動(dòng)14大范圍的下沉運(yùn)動(dòng)→氣團(tuán)溫度升高→穩(wěn)定干燥的氣層更穩(wěn)定；4.氣團(tuán)離開(kāi)源地移至與源地性質(zhì)不同的下墊面時(shí)，氣團(tuán)的物理屬性發(fā)生變化，稱為氣團(tuán)變性。四、氣團(tuán)的變性15氣團(tuán)離開(kāi)源地移至與源地性質(zhì)不同的下墊面時(shí)，氣團(tuán)的物理屬性發(fā)1、地理分類法（見(jiàn)下表）

2、熱力分類法冷氣團(tuán)：氣團(tuán)向比它暖的下墊面移動(dòng)，所經(jīng)之處溫度下降暖氣團(tuán)：氣團(tuán)向比它冷的下墊面移動(dòng)，所經(jīng)之處溫度升高

冷暖氣團(tuán)是相對(duì)而言的，他們之間可以相互轉(zhuǎn)換，其過(guò)程就是氣團(tuán)變性的過(guò)程。五、氣團(tuán)的分類1、地理分類法（見(jiàn)下表）冷暖氣團(tuán)是相對(duì)而言的，他們氣團(tuán)的地理分類17氣團(tuán)的地理分類17Maritimetropical(mT)airContinentaltropical(cT)airContinentalpolar(cP)airContinentalarcticair(cA)ContinentalAntarctic(cAA)airMaritimepolar(mP)airairmasssourceregions18Maritimetropical(mT)airCon六、我國(guó)境內(nèi)的氣團(tuán)與氣團(tuán)天氣六、我國(guó)境內(nèi)的氣團(tuán)與氣團(tuán)天氣我國(guó)冬季的氣團(tuán)活動(dòng)20我國(guó)冬季的氣團(tuán)活動(dòng)20我國(guó)夏季的氣團(tuán)活動(dòng)21我國(guó)夏季的氣團(tuán)活動(dòng)21第二節(jié)鋒和鋒生的概念不同的兩個(gè)氣團(tuán)間的過(guò)渡區(qū)或不連續(xù)面等溫線密集帶，溫度水平梯度大而窄的區(qū)域，隨高度向冷區(qū)傾斜

一、鋒的概念第二節(jié)鋒和鋒生的概念不同的兩個(gè)氣團(tuán)間的過(guò)渡區(qū)或不連續(xù)面一鋒面(Front)在英語(yǔ)中，F(xiàn)ront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。鋒面的名稱起源于第一次世界大戰(zhàn)，挪威氣象學(xué)家V.Bjerknes和他的兒子J.Bjerknes等首先提出的。23鋒面(Front)在英語(yǔ)中，F(xiàn)ront的意思是戰(zhàn)線，鋒面的空間結(jié)構(gòu)鋒面的不同的角度觀察鋒面：(a)側(cè)視圖， (b)俯視圖， (c)三維視圖25不同的角度觀察鋒面：(a)側(cè)視圖， (b)俯視圖， (c)

根據(jù)鋒在移動(dòng)過(guò)程中冷、暖氣團(tuán)所占的主、次地位：冷鋒、暖鋒、準(zhǔn)靜止鋒和錮囚鋒根據(jù)鋒伸展的不同高度：對(duì)流層鋒、地面鋒和高空鋒根據(jù)氣團(tuán)的不同地理類型：冰洋鋒（北極鋒），極鋒和副熱帶（熱帶）鋒。

二、鋒的分類根據(jù)鋒在移動(dòng)過(guò)程中冷、暖氣團(tuán)所占的主、次地位：二、鋒的分鋒的種類

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)。27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。冷鋒WarmCold28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)xz-y29xz-y29鋒面在移動(dòng)過(guò)程中，若暖氣團(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30鋒面在移動(dòng)過(guò)程中，若暖氣團(tuán)起主導(dǎo)作用，推動(dòng)鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)移xz-y31xz-y31當(dāng)冷暖氣團(tuán)勢(shì)力相當(dāng)，鋒面移動(dòng)很少時(shí)，稱為準(zhǔn)靜止鋒。準(zhǔn)靜止鋒32當(dāng)冷暖氣團(tuán)勢(shì)力相當(dāng)，鋒面移動(dòng)很少時(shí)，稱暖氣團(tuán)、較冷氣團(tuán)和更冷氣團(tuán)（三種性質(zhì)不同的氣團(tuán)）相遇時(shí)先構(gòu)成兩個(gè)鋒面，然后其中一個(gè)鋒面追上另一個(gè)鋒面，即形成錮囚。錮囚鋒33暖氣團(tuán)、較冷氣團(tuán)和更冷氣團(tuán)（三種性質(zhì)不同的氣團(tuán)）相遇時(shí)先構(gòu)成沿錮囚鋒不同部位的垂直剖面34沿錮囚鋒不同部位的垂直剖面34錮囚鋒的形成過(guò)程

地面圖和垂直剖面35錮囚鋒的形成過(guò)程

地面圖和垂直剖面35基本定義鋒生：密度不連續(xù)性形成的過(guò)程，或已有鋒面的溫度（位溫）水平梯度加大的過(guò)程鋒消：與鋒生相反的過(guò)程實(shí)際工作鋒生：鋒面附近天氣現(xiàn)象，氣象要素變得更加明顯鋒消：與鋒生相反三、鋒生、鋒消的概念36基本定義三、鋒生、鋒消的概念36一、水平氣流輻合、輻散二、空氣垂直運(yùn)動(dòng)三、空氣的熱量交換鋒生和鋒消的三個(gè)基本條件37一、水平氣流輻合、輻散鋒生和鋒消的三個(gè)基本條件37

鋒面在空間向冷空氣一側(cè)傾斜，有一定的坡度，這是鋒面的重要特征。但是鋒面在空間為什么呈傾斜狀態(tài)呢？由于鋒面處在由冷氣團(tuán)指向暖氣團(tuán)的氣壓梯度力，使得冷氣團(tuán)向暖氣團(tuán)下方楔入，抬舉暖氣團(tuán)，又由于科氏力的平衡作用，不至于使鋒面變得水平，而呈現(xiàn)傾斜狀態(tài)。第三節(jié)鋒面坡度鋒面在空間向冷空氣一側(cè)傾斜，有一定的坡度，這是鋒面的重要xyzxyz鋒面的坡度40鋒面的坡度40當(dāng)鋒面保持穩(wěn)定時(shí)，鋒面與地平面的交角稱鋒面傾斜角（α），其簡(jiǎn)化的表達(dá)式為：式中f為地轉(zhuǎn)參數(shù)，g為重力加速度，ΔT=T2-T1（T2、T1分別為暖、冷氣團(tuán)氣溫），Tm=（T1＋T2）/2，ΔVg=Vg1-Vg2（Vg1、Vg2分別為冷暖氣團(tuán)平行于鋒線的風(fēng)速分量）。表達(dá)式說(shuō)明鋒面坡度角的大小與Tm成正比。而當(dāng)ΔT=0，ΔVg=0，f=0時(shí)，α=90

和α=0

，即不會(huì)有鋒出現(xiàn)。鋒面的坡度41當(dāng)鋒面保持穩(wěn)定時(shí)，鋒面與地平面的交角稱鋒面傾斜角（α），其簡(jiǎn)第四節(jié)鋒面天氣鋒面天氣主要是指鋒面附近的云和降水。鋒面云系和降水的形成，主要是暖氣團(tuán)沿著冷氣團(tuán)斜坡爬升時(shí)，由于絕熱冷卻作用使暖氣團(tuán)中的水汽發(fā)生凝結(jié)的結(jié)果。鋒經(jīng)過(guò)的地區(qū)，天氣往往有突然的變化，甚至有急劇的災(zāi)害性天氣。42第四節(jié)鋒面天氣鋒面天氣主要是指鋒面附近的云和降水。42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。等壓線過(guò)冷鋒有一折角，溫度,風(fēng)向和風(fēng)速都很大發(fā)生變化，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)。43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)一冷鋒附近地面

氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)和天氣現(xiàn)象由于鋒面坡度大于暖鋒，因而云區(qū)和雨區(qū)都比暖鋒窄些，且多穩(wěn)定性降水。44冷鋒附近地面

氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)和天氣現(xiàn)象由于鋒面坡度大于暖鋒，因暖鋒鋒面在移動(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。45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)鋒面向冷氣暖鋒附近地面

氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)和天氣現(xiàn)象云層的厚度視暖空氣上升的高度而異，一般可達(dá)幾千米，厚者可到對(duì)流層頂，而且距地面鋒線愈近，云層愈厚。暖鋒降水主要發(fā)生在雨層云內(nèi)，多是連續(xù)性降水。46暖鋒附近地面

氣壓場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)和天氣現(xiàn)象云層的厚度視暖空氣上升的靜止鋒當(dāng)冷暖氣團(tuán)勢(shì)力相當(dāng)，鋒面移動(dòng)很少時(shí)，稱為準(zhǔn)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。47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)，稱為準(zhǔn)靜止鋒。靜止準(zhǔn)靜止鋒