航空氣象第10章氣團(tuán)和鋒

航空氣象學(xué)張同榮2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮2第十章氣團(tuán)和鋒氣團(tuán)和鋒天氣系統(tǒng)2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮3定義：以氣象要素的空間分布劃分的具有典型特征的大氣運(yùn)動系統(tǒng)。分類：氣壓空間分布系統(tǒng)：高壓、低壓、高壓脊、低壓槽。風(fēng)分布系統(tǒng)：氣旋、反氣旋、切變線。溫度分布系統(tǒng)：鋒區(qū)、高溫區(qū)、低溫區(qū)。天氣現(xiàn)象分布系統(tǒng)：雷暴、熱帶云團(tuán)。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮4天氣系統(tǒng)統(tǒng)稱天氣系統(tǒng)氣團(tuán)和鋒氣團(tuán)（airmass）2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮5氣團(tuán)就是占據(jù)著廣大空間的一大塊空氣，它的物理屬性（如溫度、濕度、穩(wěn)定度等）在水平方向比較均勻，在垂直方向變化也比較一致。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮61氣團(tuán)的概念1、水平方向物理屬性相對均勻；2、氣象要素垂直分布比較相似；3、水平尺度：幾百——幾千千米，占據(jù)整個大陸或海洋。eg:西伯利亞或太平洋地區(qū)；4、垂直范圍：幾千米——十幾千米，地面伸展到對流層頂。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮72氣團(tuán)的特點(diǎn)1、大范圍性質(zhì)比較均勻的下墊面海洋、冰雪覆蓋的大陸2、適合的環(huán)流條件氣流輻散的準(zhǔn)靜止反氣旋環(huán)流；熱低壓中，風(fēng)力微弱，不大移動的系統(tǒng)。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮83氣團(tuán)形成條件源地：能使大塊空氣獲得比較均勻物理屬性的地區(qū)。由于我國大部分地區(qū)處于中緯度，冷暖空氣交綏頻繁，缺少氣團(tuán)形成的環(huán)流條件，同時地表性質(zhì)復(fù)雜，很少有大范圍均勻的下墊面作為氣團(tuán)的源地，因而活動在我國境內(nèi)的氣團(tuán)，嚴(yán)格說來都是從其它地區(qū)移來的變性氣團(tuán)。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮9源地氣團(tuán)離開源地后，由于氣團(tuán)所經(jīng)地區(qū)的地理緯度和地面性質(zhì)不同而引起氣團(tuán)的溫度、濕度會發(fā)生改變。氣團(tuán)的這種變化，稱為氣團(tuán)變性。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮104氣團(tuán)的變性(1)熱力分類法：冷氣團(tuán)：氣團(tuán)溫度低于流經(jīng)地區(qū)下墊面溫度的暖氣團(tuán)：氣團(tuán)溫度高于流經(jīng)地區(qū)下墊面溫度的2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮115氣團(tuán)的分類(2)地理分類法：根據(jù)氣團(tuán)形成源地的地理位置，氣團(tuán)分類為：七種氣團(tuán)。冰洋氣團(tuán)、極地（中緯度）氣團(tuán)、熱帶氣團(tuán)、赤道氣團(tuán)四大類。由于源地地表性質(zhì)不同，又將每種氣團(tuán)（赤道氣團(tuán)除外）分為海洋性和大陸性兩種。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮125氣團(tuán)的分類2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮13氣團(tuán)的分類2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮14cT－熱帶大陸氣團(tuán)mT－熱帶海洋氣團(tuán)cA－冰洋大陸氣團(tuán)

cP－極地大陸氣團(tuán)mP－極地海洋氣團(tuán)2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮15名稱符號特征冰洋大陸氣團(tuán)cA氣溫低，水汽少，氣層非常穩(wěn)定冰洋海洋氣團(tuán)mA性質(zhì)與cA相同，夏季從海洋獲得熱量和水汽極地大陸氣團(tuán)cP低溫，干燥，天氣晴朗，低層有逆溫，氣層穩(wěn)定極地海洋氣團(tuán)mP夏季與cP相近，冬季比cP氣溫高，濕度大，易出現(xiàn)云和降水熱帶大陸氣團(tuán)cT高溫，干燥，晴朗少云，低層不穩(wěn)定熱帶海洋氣團(tuán)mT溫暖潮濕，底層不穩(wěn)定，中層常有逆溫層赤道氣團(tuán)E濕熱不穩(wěn)定，氣溫高，濕度大，多雷暴天氣1、移經(jīng)暖地表的冷氣團(tuán)的天氣特點(diǎn)。氣溫直減率增大，氣層趨于不穩(wěn)定，利于對流發(fā)展。冷氣團(tuán)具有不穩(wěn)定的天氣特征。夏季，冷氣團(tuán)水汽含量多，積狀云，陣性降水或雷暴。冬季，水汽較少，少云或碧空天氣。日變化明顯，午后地面增溫，ｒ增大，風(fēng)速較大，夜間清晨降溫，氣層趨于穩(wěn)定，風(fēng)速減小。冬季，近地面層輻射冷卻，形成煙幕或輻射霧。冷氣團(tuán)中對流活躍，能見度一般較好，有霧或沙塵時，能見度較壞。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮166氣團(tuán)的天氣特點(diǎn)2、移經(jīng)冷地表的暖氣團(tuán)的天氣特點(diǎn)。氣溫直減率變小，氣層趨于穩(wěn)定，形成逆溫或等溫層。暖氣團(tuán)具有穩(wěn)定的天氣特點(diǎn)。若水汽含量較多，很低的層云、層積云，有時毛毛雨或小雨雪，云層較薄，只有幾百米。若低空氣迅速冷卻，形成平流霧（冬季從海洋移入我國大陸的暖氣團(tuán)）。若干燥，少云天氣。夏季暖氣團(tuán)中產(chǎn)生低云和霧，較強(qiáng)日變化，白天氣溫升高，云霧減弱消失，夜間加強(qiáng)。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮176氣團(tuán)的天氣特點(diǎn)1、我國地形地表性質(zhì)復(fù)雜，不適合作氣團(tuán)的源地；2、我國有很強(qiáng)的西風(fēng)帶，并且熱帶和極地形成的氣團(tuán)不斷北移南移的會合，不具備適合流場。我國氣團(tuán)多為其他地區(qū)移來的變性氣團(tuán)：西伯利亞氣團(tuán)，屬中緯度大陸氣團(tuán)熱帶太平洋氣團(tuán)，屬熱帶海洋氣團(tuán)2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮187我國的氣團(tuán)活動及其天氣特征西伯利亞氣團(tuán)。天氣干冷，冷氣團(tuán)。與熱帶海洋氣團(tuán)的交界處構(gòu)成陰雨天氣，冬季華南地區(qū)常有這種天氣。冬季熱帶太平洋氣團(tuán)影響我國東南部，因水汽含量多，引起冬季江南地區(qū)的降水。云南地區(qū)常受南海氣團(tuán)（熱帶海洋氣團(tuán)）的影響，天氣晴朗，溫暖如春，午后可有積云。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮19冬季氣團(tuán)活動：2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮20冬季氣團(tuán)活動：熱帶太平洋氣團(tuán)（西部高原山地和北方少數(shù)地區(qū)不受其影響）。下沉逆溫，阻礙對流發(fā)展，亢熱無云的天氣。夏季西伯利亞氣團(tuán)只在我國長城以北和西北地區(qū)活動，有時也能南下至江淮流域一帶。與南方熱帶海洋氣團(tuán)交匯，是構(gòu)成我國盛夏北方大范圍降水的主要原因。熱帶大陸氣團(tuán)常影響我國青藏高原和西北地區(qū)，酷暑和嚴(yán)重干旱。來自印度洋的赤道氣團(tuán)，主要影響華南、華東地區(qū)，天氣悶熱、潮濕，午后多積云和積雨云，常有雷暴出現(xiàn)。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮21夏季氣團(tuán)活動：2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮22夏季氣團(tuán)活動：春季：西伯利亞氣團(tuán)和熱帶海洋氣團(tuán)勢力相當(dāng)，是天氣系統(tǒng)活動最頻繁的時期，帶來多變天氣。秋季：變性西伯利亞增強(qiáng)，熱帶海洋退居?xùn)|南海，我國單一氣團(tuán)控制，出現(xiàn)秋高氣爽。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮23過渡季節(jié)的氣團(tuán)活動：氣團(tuán)和鋒鋒2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮24冷暖氣團(tuán)之間的狹窄的過度區(qū)域。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮251鋒的概念鋒區(qū)隨高度向冷區(qū)傾斜，其下方是冷氣團(tuán)，上方是暖氣團(tuán)。鋒區(qū)具有一定的厚度和寬度，一般是上寬下窄，水平寬度在近地面層約數(shù)十千米，在高層可達(dá)200－400千米，甚至更寬一些。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮262024/11/12中國民航大學(xué)張同榮27(1)鋒面有坡度：鋒面在空間向冷區(qū)傾斜，具有一定坡度。(2)氣象要素有突變：氣團(tuán)內(nèi)部的溫、濕、壓等氣象要素的差異很小，而鋒兩側(cè)的氣象要素的差異很大。(3)鋒面附近天氣變化劇烈2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮282鋒面的三大特征根據(jù)鋒面兩側(cè)冷暖氣團(tuán)的移動方向及結(jié)構(gòu)狀況，分：冷鋒暖鋒準(zhǔn)靜止鋒和錮囚鋒2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮293鋒的分類冷氣團(tuán)向暖氣團(tuán)一方推移的鋒。冷氣團(tuán)逐漸取代暖氣團(tuán)的位置。冷鋒在我國各地均常見，以冬季最強(qiáng)，鋒區(qū)附近冷平流較強(qiáng)，鋒后地面冷高壓強(qiáng)大，冷鋒過境后，降溫顯著，有時造成寒潮天氣。夏季冷空氣勢力較弱，冷鋒主要在北方活動。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮301)冷鋒（coldfront）2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮31暖氣團(tuán)向暖冷氣團(tuán)一方推移的鋒。暖氣團(tuán)逐漸取代冷氣團(tuán)的位置。暖鋒大多在我國東北地區(qū)和長江中下游活動，并且很少單獨(dú)出現(xiàn)，大多與冷鋒聯(lián)結(jié)在一起。暖鋒過境后，溫度會普遍升高。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮322)暖鋒（warmfront）2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮33當(dāng)冷暖氣團(tuán)勢力相當(dāng)時，鋒面移動緩慢或呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)，稱為準(zhǔn)靜止鋒（主要由地形原因造成）2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮343)準(zhǔn)靜止鋒（stationaryfront）2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮352024/11/12中國民航大學(xué)張同榮36由于冷鋒移速快于暖鋒，冷鋒趕上暖鋒后，把暖空氣抬升到高空，近地面層冷暖鋒重疊，冷鋒后部的冷空氣和暖鋒前部的冷空氣形成交界面，稱為錮囚鋒；或由兩條冷鋒迎面相遇而構(gòu)成的復(fù)合鋒。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮374)錮囚鋒（occludedfront）錮囚鋒的形成2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮382024/11/12中國民航大學(xué)張同榮39（1）暖性錮囚鋒：暖鋒前的冷氣團(tuán)比冷鋒后的冷氣團(tuán)更冷，錮囚鋒有暖鋒性質(zhì)。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮402024/11/12中國民航大學(xué)張同榮41（2）冷性錮囚鋒：暖鋒前的冷氣團(tuán)比冷鋒后的冷氣團(tuán)相對要暖些，稱為冷性錮囚鋒。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮422024/11/12中國民航大學(xué)張同榮43（3）中性錮囚鋒：暖鋒前的冷氣團(tuán)與冷鋒后的冷氣團(tuán)溫度差別不大，稱為中性錮囚鋒。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮442024/11/12中國民航大學(xué)張同榮45氣溫鋒區(qū)內(nèi)水平溫度梯度遠(yuǎn)比其兩側(cè)氣團(tuán)內(nèi)部大。溫度變化是識別鋒面經(jīng)過的最簡便方法之一。鋒區(qū)內(nèi)垂直溫度梯度特別小。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮464鋒面附近氣象要素分布10倍剖面圖上鋒區(qū)附近的等溫線2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮47地面天氣圖上，溫差特別大的地區(qū)，一般就是地面鋒線的位置。在等壓面圖上表現(xiàn)為等溫線相對密集區(qū)。走向與地面鋒線基本平行。等溫線越密集，則水平溫度梯度越大，鋒區(qū)越強(qiáng)。氣壓鋒處于低壓槽中，等壓線最大曲率在鋒線處。鋒面臨近，氣壓逐漸降低。最低氣壓區(qū)正好在鋒上。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮484鋒面附近氣象要素分布2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮49鋒處于低壓槽中，最大曲率在鋒線處風(fēng)從鋒后到鋒前，鋒呈氣旋式逆轉(zhuǎn)進(jìn)入冷區(qū)，風(fēng)速加大，進(jìn)入暖區(qū)風(fēng)速減小風(fēng)斜穿等壓線吹向低壓地面鋒線是氣流的輻合線2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮504鋒面附近氣象要素分布2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮512024/11/12中國民航大學(xué)張同榮52自下而上穿越暖鋒，風(fēng)向順轉(zhuǎn)

自下而上穿越冷鋒，風(fēng)向逆轉(zhuǎn)氣團(tuán)和鋒鋒面天氣及對飛行的影響2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮53坡度1/100－1/200云區(qū)相當(dāng)寬廣2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮541暖鋒天氣2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮55如果暖氣團(tuán)是穩(wěn)定的，水汽比較充沛，在暖鋒移來時就依次出現(xiàn)Ci、Cs、As和Ns

暖鋒附近多云雨。云區(qū)寬廣?？拷孛驿h線附近處，云最低、最厚，離鋒線越遠(yuǎn)，云就越薄越高。遠(yuǎn)離鋒線的地方觀測其云序?yàn)椋壕碓?、卷層云、高層云、雨層云等層狀云（穩(wěn)定的暖氣團(tuán)），連續(xù)性降水常出現(xiàn)在鋒前雨層云中，降水寬度在200千米以上。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮56暖鋒天氣層狀云中會有積狀云突起，地面鋒線附近有積雨云2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮57不穩(wěn)定的暖鋒天氣暖氣團(tuán)不穩(wěn)定時地面鋒線附近有積雨云2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮58如果暖氣團(tuán)來自干燥地區(qū)，水汽很少，鋒上也可能出現(xiàn)一些高云，甚至無云。有時暖鋒上的云層并不一定是連續(xù)成片的云層，而是夾著某些厚度不同的無云間隙，特別是當(dāng)鋒趨于消散時，云系通常是分層的。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮59水汽含量少的暖鋒天氣暖氣團(tuán)穩(wěn)定時，在暖鋒云中飛行，氣流比較平穩(wěn)，不會產(chǎn)生危險(xiǎn)。如果飛機(jī)升限允許，最好在云上飛行。注意Cb。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮60暖鋒對飛行的影響暖鋒鋒線附近和降水區(qū)能見度很差，低碎云高度很低，具有復(fù)雜氣象條件。暖鋒中若暖空氣潮濕不穩(wěn)定，形成的積雨云常隱藏在其他云層中。要注意判斷。暖鋒中容易產(chǎn)生嚴(yán)重積冰，鋒兩側(cè)溫差可達(dá)5~10℃，故兩側(cè)積冰區(qū)高度不同。暖鋒中湍流比冷鋒弱，最大湍流緊貼鋒面之上。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮61在暖鋒中飛行可能遇到的危險(xiǎn)是：暖空氣穩(wěn)定，則與暖鋒云系相似，排列次序相反。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮622冷鋒天氣暖空氣不穩(wěn)定，會出現(xiàn)對流云，鋒線附近有Cb，有雷雨。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮63我國冬半年暖氣團(tuán)多數(shù)比較穩(wěn)定，而夏半年暖氣團(tuán)比較潮濕，多數(shù)是不穩(wěn)定的。根據(jù)冷鋒移速快慢，又可以把冷鋒分為：移動較慢的稱為第一型冷鋒，也叫緩行冷鋒，移動較快的稱為第二型冷鋒，也叫急行冷鋒。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮64移動速度較慢，坡度較小云和降水主要出現(xiàn)在地面鋒線后且較窄層狀云系出現(xiàn)的次序：Ns→As→Cs→Ci暖氣團(tuán)不穩(wěn)定時，鋒線上和鋒后會形成Cb2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮65緩行冷鋒2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮66穩(wěn)定的緩行冷鋒天氣2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮67不穩(wěn)定的緩行冷鋒天氣云系和降水分布在鋒線前和附近的狹窄范圍內(nèi)暖氣團(tuán)穩(wěn)定，依次出現(xiàn)Ci→Cs→As→Ns暖氣團(tuán)不穩(wěn)定，沿鋒線形成狹窄積狀云帶，并能形成旺盛的積雨云鋒線一過云消雨散，風(fēng)速增加，出現(xiàn)大風(fēng)2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮68急行冷鋒2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮69穩(wěn)定的急行冷鋒天氣2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮70不穩(wěn)定的急行冷鋒以積云為主1）在具有穩(wěn)定性天氣的冷鋒區(qū)域飛行，與在暖鋒區(qū)域飛行大體相同。在鋒面附近可能有輕到中度的顛簸云中飛行可能有積冰降水區(qū)中能見度較壞道面積水，對降落有影響。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮71冷鋒對飛行的影響2）在不穩(wěn)定天氣的冷鋒區(qū)域飛行常有強(qiáng)烈的湍流、雷電、惡劣的能見度以及近地面的大風(fēng)，還會產(chǎn)生飛機(jī)積冰和顛簸。由于云系發(fā)展旺盛，高度很高，升限不高的飛機(jī)難以穿越或繞行，因此一般不要穿越鋒區(qū)飛行。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮72冷鋒對飛行的影響靜止鋒的鋒面坡度很小，云和降水區(qū)比暖鋒更寬廣，降水強(qiáng)度小，持續(xù)時間很長。若暖空氣潮濕且不穩(wěn)定，常可出現(xiàn)積雨云和雷陣雨。在靜止鋒區(qū)域飛行與在暖鋒區(qū)域飛行有類似的特點(diǎn)，但是穿越靜止鋒云系需要更長的時間。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮73靜止鋒對飛行的影響在錮囚鋒區(qū)域飛行，錮囚鋒形成初期在錮囚點(diǎn)以上，將會遇到較寬廣的云層和降水，還可能有雷暴、積冰和顛簸。錮囚點(diǎn)以下在低壓中心附近廣大范圍內(nèi)存在相當(dāng)惡劣的能見度和低的云幕。在錮囚鋒后期，氣象條件逐漸好轉(zhuǎn)。2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮74錮囚鋒對飛行的影響2024/11/12中國民航大學(xué)張同榮75氣團(tuán)和鋒我