農(nóng)林氣象學(xué)第五章

第五章天氣和氣象災(zāi)害

第一節(jié)氣團和鋒

一．氣團

（二）氣團的形成和變性（一）概念

在一定范圍內(nèi)，水平方向物理屬性（主要指溫度、濕度、穩(wěn)定度等）比較均勻的一大塊空氣，稱為氣團。1.形成條件：一是大范圍性質(zhì)比較均勻的下墊面；二是利于空氣停滯和緩行的環(huán)流條件。

(1)

輻射作用：

(2)

亂流和對流作用

(3)

蒸發(fā)和凝結(jié)作用2．

氣團的變性

由于下墊面性質(zhì)的改變和大范圍空氣垂直運動狀況的變化，氣團的物理屬性及其天氣特點也將發(fā)生相應(yīng)的改變，稱為氣團變性。

主要的物理過程有：（二）氣團的種類和天氣1.氣團的分類

地理分類法和熱力分類法。（1）地理分類法

依據(jù)氣團源地的地理位置,把氣團分為4個基本類型：冰洋（北極）氣團，極地氣團，熱帶氣團和赤道氣團。

根據(jù)下墊面性質(zhì)，把氣團分為海洋性氣團和大陸性氣團。（2）熱力分類法

分為暖氣團和冷氣團。(三)影響我國的氣團1.冬季：變性極地大陸氣團，變性熱帶海洋氣團。2.夏季：變性極地大陸氣團，變性熱帶海洋氣團，熱帶大陸氣團。3.春秋季：

變性極地大陸氣團，變性熱帶太平洋氣團。二、鋒（－）鋒的概念

鋒是冷暖氣團之間的過渡帶。

鋒面與地面的交線，稱為鋒線。鋒是鋒面與鋒線通稱。（二）鋒的類型和天氣

1.鋒的類型

2.鋒面天氣

主要是指鋒附近的云系、降水、風(fēng)、能見度等氣象要素的分布情況。

（1）冷鋒

冷氣團推動鋒面向暖氣團一側(cè)移動。

（2）暖鋒

暖氣團推動鋒面向冷氣團一側(cè)移動。

（3）靜止鋒

鋒面很少移動。

（4）錮囚鋒

當(dāng)有三種冷、暖性質(zhì)不同的氣團，相遇時，便產(chǎn)生兩個鋒面。

（1）暖鋒天氣：

連續(xù)性降水，降水在鋒前（圖5－1）。

圖5－1暖鋒天氣示意圖2）冷鋒天氣

第一型冷鋒（緩行冷鋒）

鋒移動緩慢、鋒面坡度較小100）。降水區(qū)出現(xiàn)在鋒后（圖5－2）。圖5－2第一冷鋒示意圖第二型冷鋒

是一種移動快、坡度大（1／40－1／80）的冷鋒（圖5－3）。圖5－3第二冷鋒示意圖（3）靜止鋒天氣：降水強度小，持續(xù)時間長，可能造成連陰雨天氣。我國準(zhǔn)靜止鋒主要出現(xiàn)在華南、西南和天山北側(cè)，出現(xiàn)時間多在冬半年。（4）錮囚鋒天氣：

錮囚鋒是由兩條移動的鋒面相遇合并而成（圖5－4，圖5－5）。云層加厚降水加強降水區(qū)擴大冷冷暖東北地區(qū)華北地區(qū)★

錮囚鋒圖5－4暖鋒錮囚鋒示意圖圖5－5冷鋒錮囚鋒天氣模式第二節(jié)溫帶氣旋和反氣旋

一、氣旋和反氣旋概述

一般高壓和低壓是從氣壓場特征說的，氣旋和反氣旋是針對流場特征而言（圖5－6）。圖5－61958年4月5日08時地面天氣圖

在北半球，氣旋內(nèi)的空氣作逆時針方向旋轉(zhuǎn)；反氣旋內(nèi)空氣作順時外方向旋轉(zhuǎn)。在南半球則相反。。

氣旋和反氣旋的強度通常用其中心氣壓值和最大風(fēng)速來表示。

二、鋒面氣旋也稱溫帶氣旋.

（一）鋒面氣旋結(jié)構(gòu)（圖5－7）

圖5－7氣旋模式（二）鋒面氣旋天氣三、冷性反氣旋和寒潮（一）冷性反氣旋（冷高壓）

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。

（二）寒潮1.寒潮的概念

中央氣象臺規(guī)定:長江中下游及其以北地區(qū)，48小時內(nèi)降溫10℃以上，長江中下游最低氣溫＜4℃，陸上三個大區(qū)有5級以上大風(fēng)，海上有3個海區(qū)出現(xiàn)7級以上大風(fēng)，作為寒潮警報標(biāo)準(zhǔn)。2.寒潮的源地和入侵路徑（1）源地：北冰洋和歐亞大陸以北的高緯地區(qū)。（2）路徑：（關(guān)鍵區(qū)）西路、中路和東路（圖5－8）。3.影響我國的季節(jié)

第一次：

10月底-11月初

第二次：

11月底-12月初圖5－8寒潮路徑示意圖第三次：

12月底-1月初第四次：

1月中下旬。4.寒潮天氣

劇烈降溫、大風(fēng)和降水第三節(jié)副熱帶高壓

太平洋高壓是副高壓中最突出的一個，它常年存在，穩(wěn)定少動。

1.西太平洋副高有著明顯的季節(jié)變化和短期變化（圖5－9）。2.西太平洋副高內(nèi)的天氣，一般晴朗少云。圖5-9西太平洋副高壓脊5-8月（a）和8-10月（b）500mb平均位置

季節(jié)性移動：

6月中、下旬，脊線迅速北跳，穩(wěn)定于200－25oN之間；

7月上、中旬，躍進到250N以北地區(qū)；

7月底到8月初，脊線跨越300N；

9月份，脊線開始自北向南退縮；

10月上旬，跳到20oN

以南地區(qū)。

西太平洋副高的季節(jié)活動與我國大陸主要降水帶的季節(jié)位移是相一致的。

實際上，副高的南北季節(jié)移動，往往出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，造成一些地區(qū)干旱，另一些地區(qū)水澇的反常天氣。

干旱和雨澇都是降水量過于集中所產(chǎn)生的某一地區(qū)持續(xù)少雨和多雨現(xiàn)象。所以，往往一地澇而另一地區(qū)干旱.

第四節(jié)低溫災(zāi)害

一、霜凍

在春、秋過渡季節(jié)，植物表面和土壤表面的溫度短時間內(nèi)下降到使作物（或果樹）遭受凍害的現(xiàn)象，稱為霜凍。

霜凍和霜是不同的現(xiàn)象。（一）霜凍的類型1.根據(jù)霜凍的成因

（1）平流霜凍

由于寒潮和強冷空氣入侵而引起。特點：范圍大，持續(xù)時間長，各地小氣候差異不明顯。

（2）輻射霜凍

由于夜間地面和植物表面的輻射冷卻作用而形成。

影響范圍小，危害較輕，各地的小氣候差異較大。

2.按霜凍發(fā)生的季節(jié)分類

秋霜凍春霜凍（3）混合霜凍

由于強冷空氣入侵和輻射冷卻共同作用所引起的霜凍。(二)影響霜凍的因素

l.天氣

晴朗無風(fēng)、低濕的夜間有利于地面和植物表面的輻射冷卻，易發(fā)生霜凍。。2.地形

霜凍危害程度以盆地最為嚴(yán)重3.土壤

干燥疏松的砂質(zhì)土壤較潮濕緊實且質(zhì)地較粘重的土壤嚴(yán)重。(三)霜凍的防御

1.生物學(xué)方法

（1）選擇和培育抗寒品種

（2）適時播種（3）合理多施磷、鉀肥（4）營造防風(fēng)林2.物理方法（1）煙霧法

原理：①煙幕可阻擋地面長波輻射，增加大氣逆輻射。②煙粒具有吸濕性，釋放潛熱。③燃燒直接釋放熱量。（2）灌水法提高溫度2～3℃二、低溫冷害

在生長季出現(xiàn)0℃以上的低溫。（一）低溫冷害的類型

。

延遲型冷害

作物營養(yǎng)生長期遭受長時間的低溫危害。

障礙型冷害

在作物生殖生長期內(nèi)（從穎花分化到抽穗開花期）短時間異常低溫。（3）覆蓋法提高1～3℃（4）直接加熱法

混合型冷害

是指延遲型冷害和障礙型冷害在同一生長季中相繼出現(xiàn)。（二）低溫冷害的防御

1.

根據(jù)地區(qū)氣候資源，合理地布局作物及其品種熟型搭配，

2.

采取綜合措施，促進作物早熟。。

3.

選育和推廣適宜的品種。三、凍害

0℃以下低溫對植物造成的傷害。－、干旱

干旱是由于長期降水顯著偏少或無雨，使土壤水分不能滿足植物正常生長發(fā)育的氣象現(xiàn)象。1．干旱的類型及對農(nóng)業(yè)的危害

（1）季節(jié)性干旱

春旱在3～5月發(fā)生，主要在秦嶺、淮河一線以北。夏旱包括初夏旱和伏旱。

第五節(jié)干旱和雨澇

秋旱發(fā)生于8月下旬到9月下旬，華北、華南和華中等廣大地區(qū)均能出現(xiàn)。

（2）常年干旱2．干旱的影響因素

干旱的發(fā)生主要取決于天氣和氣候條件，干旱程度輕重還受地形、地貌、土壤性質(zhì)和植被等多種因素影響。3、指標(biāo)：

D：降水量距平百分率，R：當(dāng)年該地某一時段的實際降水量，：同期多年平均降水量。如果Ｄ＞O表示該地區(qū)當(dāng)年某一時段降水量偏多，Ｄ＜0則表示降水量偏少。

干旱指標(biāo)旱期干旱指標(biāo)一般干旱大旱（重旱）連續(xù)3個月以上－25%～－50%－50%～－80%連續(xù)2個月－50%～－80%－80%以上1個月－80%以上

指標(biāo)1：指標(biāo)2：旱澇指數(shù)

I=（Rī-R）/σ

式中:I為旱澇指數(shù)，Rī為某年降水量，R為多年平均降水量，σ為降水量標(biāo)準(zhǔn)差。其中I＞2為大澇年，1＜I≤2為澇年，-1＜I≤1為正常年，-2≤I＜-1為旱年，I≤-2為大旱年指標(biāo)3：降水量和標(biāo)準(zhǔn)差

1級澇Rī＞(R+1.17σ)2級偏澇(R+0.33σ)＜Rī≤(R+1.17σ)3級正常(R-0.33σ)＜Rī≤(R+0.33σ)4級偏旱(R-1.17σ)＜Rī≤(R-0.33σ)5級旱Rī≤(R-1.17σ)其中,Rī為某年5－9月份的降水量，R為同期多年降水的平均值，σ為標(biāo)準(zhǔn)差。

按照降水量偏少的程度，干旱可分為五個等級：無旱：降水正?；蜉^常年偏多，地表濕潤，無旱象；輕旱：是降水偏少，地表空氣干燥，土壤水分輕度不足；中旱：是降水持續(xù)偏少，土壤表面干燥，地表植物葉片白天出現(xiàn)萎蔫；重旱：指植物萎蔫、葉片干枯，果實脫落，工業(yè)生產(chǎn)和人畜飲水有一定影響；特旱：是指地表植物干枯死亡，對生態(tài)環(huán)境、人畜飲水有較大影響。4.干旱的防御：

★正確估計水資源，充分利用水資源：我國有大量的水文氣象資料，只有準(zhǔn)確分析各地的降水量和水資源的分布狀況，才可能合理地利用水資源。

★加強植被建設(shè)，改善生態(tài)環(huán)境：因地制宜地開展退耕還林、退牧還草；營造農(nóng)田防護林，可防風(fēng)固沙，保持水土。

★優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，發(fā)展旱地農(nóng)業(yè)：因地制宜推進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，建設(shè)穩(wěn)定高產(chǎn)農(nóng)田，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)和特色作物；積極推廣各種抗旱、耐旱、耐瘠的品種；利用不同耕作方式的相互配合，充分利用降水，控制蒸發(fā)，增加土壤蓄水保墑的能力。

★搞好水利建設(shè)，應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，提高水的利用率：興修水利、修建水庫、修筑梯田、跨流域調(diào)水、搞好農(nóng)田水利建設(shè)；修建水窖、塘壩、集雨窖等截蓄雨水；因地制宜地改變灌溉方式，進行節(jié)水灌溉，提倡中水在工農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。

★人工降水：開發(fā)大氣中的水資源是抗旱減災(zāi)的主動性措施。

干旱椰棗耐旱，根深，阿拉伯人的最愛！椰棗熟了椰棗熟了營養(yǎng)，抗癌，一日六顆可活命，阿聯(lián)酋最多塔克拉瑪干沙漠羅布泊：在1972年蒸發(fā)完最后的一滴水塔克拉瑪干沙漠邊緣塔里木河畔內(nèi)蒙的草原2內(nèi)蒙的草原二、雨澇1.雨澇類型及其對農(nóng)業(yè)的危害（1）春澇及春夏澇

（2）夏澇

（3）夏秋澇或秋澇

2．雨澇的成因通常是在低氣壓、靜止鋒、鋒面氣旋、臺風(fēng)等天氣系統(tǒng)控制下形成的。

我國幅員遼闊，雨澇災(zāi)害分布廣泛，在我國幾千年的發(fā)展歷史中，從公元前206年到公元1911年的2116年中，發(fā)生水災(zāi)1011次，平均約2年發(fā)生一次。近百年來，水災(zāi)依然頻繁出現(xiàn)，并且隨著全球氣候的變暖、人口的增加和社會的發(fā)展，水災(zāi)損失不斷增長。我國的水災(zāi)害主要發(fā)生在東部地區(qū)，尤其在七大江河中下游以及四川盆地最為嚴(yán)重。其中長江流域（特別是中下游）是頻率高、成災(zāi)范圍大、洪水峰高量大、歷時長、常伴隨地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，是水災(zāi)最嚴(yán)重的水系；

3、洪澇災(zāi)害的空間分布：

淮河是我國南北氣候的過渡帶，降水的年際變化大、下游行洪能力差、防洪抗洪困難；黃河水災(zāi)主要是發(fā)生在下游的潰堤泛濫，由于上游水土流失和下游河道淤積嚴(yán)重，使該地區(qū)成為我國洪災(zāi)最為嚴(yán)重的區(qū)域之一；海河的水災(zāi)主要來源于太行山和燕山的暴雨，洪水流量大、來勢猛、年際變化大、水土流失嚴(yán)重，行洪和蓄洪能力差；珠江是洪水特別頻繁的水系，受臺風(fēng)、風(fēng)暴潮的影響，頻率高、洪峰高、流量大、時間長、年際變化小，是洪水多發(fā)水系；松花江大約3～4年出現(xiàn)一次大的洪水，主要是歷時較長、流量較大、年際變化大于長江、珠江，小于黃河、海河、淮河等，是我國北方洪災(zāi)多發(fā)水系；遼河洪水年際變化大，河道淤積嚴(yán)重。

三、防澇措施

★

提高監(jiān)測預(yù)報水平

★

搞好水利建設(shè)，實施綜合治理

★

加強生態(tài)建設(shè)九江，1998.08.09洪水廣西梧州，2005.06.孟買的暴雨孟買的暴雨

第六節(jié)干熱風(fēng)

一、定義

高溫、低濕并伴有一定風(fēng)力的大氣干旱現(xiàn)象。二、干熱風(fēng)指標(biāo)（1）日最高氣溫大于或等于30℃，（2）14時相對濕度小于或等于30％，（3）14時風(fēng)速大于等于3米／秒。

1．高溫低濕型2．雨后熱枯型三、干熱風(fēng)的類型3．旱風(fēng)型四、干熱風(fēng)的危害

1.

熱害

2.干害五、干熱風(fēng)的防御

1．營造防護林帶。2．選用抗干熱風(fēng)的優(yōu)良品種。3．澆麥黃水（一般在麥?zhǔn)涨?～8天）。3.噴灑化學(xué)藥劑。4.運用綜合農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，

第七節(jié)冰雹冰雹分布的特點是：山地多于平原，內(nèi)陸多于沿海，中緯度地區(qū)比低緯地區(qū)多，植被少的地區(qū)比植被多的地區(qū)多。

一、冰雹的形成條件

1．近地層大氣層結(jié)呈超絕熱狀態(tài)。

2．地形的強迫抬升和熱力作用，加強了氣沉的上升運動。.

3.零度層高度在600hPa（4km高度）附近。二、人工防雹防雹措施：播撒催化劑和爆炸法。顏色

云烏黑，黑中帶暗紅，上部黃色，呈黑云黃邊狀。

聲音

雷聲沉悶，連綿不斷，象推磨一樣，稱為“拉磨雷”。

2005年5月31日下午，一場突如其來的冰雹突襲京城。最大的冰雹尤如雞蛋大小，

2005年5月31日北京城區(qū)的冰雹北京順義遭冰雹襲擊約千畝田地因冰雹絕收

第八節(jié)大風(fēng)和龍卷風(fēng)

一、大風(fēng)

（4）氣旋（低壓）中心附近常有大風(fēng)天氣。

1．大風(fēng)的成因

（1）冷鋒后的偏北大風(fēng)（寒潮大風(fēng)）：范圍大。

（2）高壓后部的偏南大風(fēng)：春季。

（3）雷暴大風(fēng)：夏半年從積雨云中急速下沉的冷空氣到達(dá)地面時引起大風(fēng)。

（5）地形2．大風(fēng)對農(nóng)業(yè)的危害

機械損傷，蒸騰加強，土地沙化，傳播病蟲。3．大風(fēng)的防御（l）營造防護林帶，保護作物。

（2）架設(shè)風(fēng)障，防御季節(jié)性大風(fēng)。

（3）選擇抗風(fēng)性能強的作物品種。二、龍卷風(fēng)特點

:

（1）范圍小:在地面造成破壞的寬度，一般只有1～2km；（2）中心氣壓極低:為200～400hpa（3）風(fēng)速大，直線運動:移動速度約15m/s,最快的有70m/s（4）生命短。壽命只有幾分鐘到幾十分鐘，只有極個別的可維持幾小時.陸龍卷海龍卷龍卷風(fēng)1龍卷龍卷風(fēng)2龍卷

沙塵暴是風(fēng)與沙相互作用的一種高強