大气科学基础第四章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,大气科学概论,第四章 天气和天气预报,1,天气图,2,温带地区天气系统,3,热带和副热带地区天气系统,4,中小尺度对流系统,5,天气预报,天气,：一定区域短时段内的大气状态（如冷暖、风雨、干湿、阴睛等）及其变化的总称。,天气现象,：指某一瞬时内大气中各种气象要素（如气压、温度、湿度等）和自然现象（如风、云、雨、雪、霜、雷等）空间分布的综合表现。,天气系统,：指引起天气变化和分布的高压、低压、高压脊和低压槽等具有典型特征的大气运动系统。,1,天气图,天气图,：是填有各地同时间的气象观测记录、能反映一定区域天气情况的特制地图。,天气图范围和观测时次,：常用的有亚欧天气图、东亚天气图或区域天气图，以及北半球天气图等。,地面天气图用北京时间,02,、,08,、,14,、,20,时观测资料；,高空天气图用北京时间,08,、,20,时观测资料。,天气图分类,：地面天气图、高空天气图和辅助天气图三类。,1,天气图,1.1,地面天气图,1.2,高空天气图,1.3,辅助天气图,1.1,地面天气图,也称地面图，用于分析某时某个区域的地面天气系统和大气状况的图。它是用数值或符号将某时刻的气象要素观测记录填写到天气图底图上。,1.1,地面天气图,1.1,地面天气图,1.2,高空天气图,气象台业务预报中最常用的有,850,、,700,、,500,、,300hpa,等压面图。,1.2,高空天气图,1.2,高空天气图,1.2,高空天气图,1.3,辅助天气图,地面辅助图中常用的有天气实况演变图、变压图、变温图、降水量图等。,高空辅助图中常用的有热力学图表、流线图、变高图、剖面图等。,复习题,地面天气图和高空天气图的基本构成要素有哪些,?,第四章 天气和天气预报,1,天气图,2,温带地区天气系统,3,热带和副热带地区天气系统,4,中小尺度对流系统,5,天气预报,2,温带地区天气系统,2.1,气团,2.2,锋,2.3,温带气旋,和反气旋,1,、气团的,定义,物理属性（主要指温度、湿度、稳定度）的水平分布比较均匀的大范围空气团。,2,、气团空间尺度：,水平范围：几百千米几千千米；,垂直范围：几千米十几千米。,3,、气团的形成与变性,(1),形成条件,：,a,）大范围性质比较均匀的下垫面；,b,）适合的环流条件。,形成过程,：,辐射、湍流和对流、蒸发和凝结,(2),气团变性,：,气团形成后，当它离开源地移到另一地区时，由于下垫面性质以及物理过程的改变，使气团的物理属性发生变化，这种气团物理属性改变的过程称为气团变性。,3,、气团的形成与变性,变性过程,：,辐射、湍流和对流、蒸发和凝结,变性因子,：,a),下垫面性质差异；,b),离开源地时间长短；,c),空气运动状态变化。,气团变性的难易,冷气团移向暖区时易变暖,暖气团移向冷区时不易变冷；,大陆气团往海洋移动时，容易变湿；,海洋气团往大陆移时不易变干。,4,、气团的分类和特性,（,1,）地理分类,4,、气团的分类和特性,(2),热力分类,：,暖气团,：指气团温度高于下垫面温度，或相邻气团中温度较高的气团。暖气团一般含有丰富的水汽，容易形成云雨天气。,冷气团,：指气团温度低于下垫面温度，或相邻气团中温度较低的气团。冷气团一般形成干冷天气。,5,、影响我国的气团,冬半年,：,通常受极地大陆气团影响，当它与热带海洋气团相遇时，在交界处会形成阴沉多雨的天气。北极气团有时也会南下侵袭我国，造成气温剧降的强寒潮天气。,中国,极地大陆气团,干冷,北极气团,干冷,热带海洋气团,暖湿,5,、影响我国的气团,夏半年,：,西伯利亚气团在我国长城以北和西北地区活动频繁，当它碰到热带海洋气团时，会形成大片区域性降水。同时，热带大陆气团影响我国西部地区，造成严重干旱和酷暑。来自印度洋的赤道气团又可以造成长江流域以南地区的大量降水。,中国,极地大陆气团,干冷,热带海洋气团,暖湿,热带大陆气团,干热,印度洋赤道气团,暖湿,5,、影响我国的气团,春 季,：西伯利亚气团与热带海洋气团势力相当，此时是锋和气旋活动最强盛的时期,秋 季,：变性西伯利亚气团主导，热带海洋气团退到海上，我国东部地区在单一的气团控制下，出现秋高气爽的好天气,。,复习题,概念：气团、气团变性及影响因子,影响我国的气团有哪些？,2,温带地区天气系统,2.1,气团,2.2,锋,2.3,温带气旋,和反气旋,2.2,锋,1,、,锋的概念,：,冷暖两种不同性质的气团相遇时，在两气团之间存在一个过渡带，其间气象要素发生剧烈改变，称该过渡带为锋。,2.2,锋,2,、,锋的分类,：,气象图上的锋面符号,暖锋,冷,锋,锢,囚,锋,准静止锋,暖锋：,锋面在移动过程中，暖气团起主导作用，推动锋面向冷气团一侧移动。,推向,冷锋：,锋面在移动过程中，冷气团起主导作用，推动锋面向暖气团一侧移动。,推向,准静止锋：,冷暖气团势力相当，锋面很少移动，有时冷气团占主导地位，有时暖气团占主导地位，使锋面处于来回摆动状态。,暖氣團,昆明准静止锋（,1,）,昆明准静止锋（,2,）,锢囚锋：,当三种冷暖性质不同的气团（如暖气团、较冷气团、更冷气团）相遇时，可以产生两个锋面，前面是暖锋，后面是冷锋，如果冷锋移动速度快，追上前方的暖锋，或两条冷锋迎面相遇，并逐渐合并起来，使地面完全被冷气团所占据，原来的暖气团被迫抬离地面，锢囚到高空，这种由两条锋相遇合并所形成的锋称为锢囚锋。,锋面符号,复习题,锋、暖锋、冷锋、准静止锋、锢 囚锋,按锋在移动过程中冷暖气团所占的主次地位，锋可分为哪几类？,2,温带地区天气系统,2.1,气团,2.2,锋,2.3,温带气旋,和反气旋,低气压,反气旋,高气压,气旋,中心气压低于四周气压,中心气压高于四周气压,气流由四周向中心旋转流入,气流由中心向四周旋转流出,是对,状况的描述。,是对,状况的描述。,气压,气流,1,、气旋与反气旋概念,低,1005.0,1002.5,1000,低压与气旋,北半球,逆,时针,以阴雨天气为主,气旋：,同一高度上中心气压低于四周的水平涡旋，在北半球，空气作逆时针旋转，南半球相反。,高压与反气旋,以晴朗天气为主,1005.0,1002.5,.5,1000.0,高,北半球,顺时针,反气旋：,同一高度上中心气压比四周高的水平涡旋，在北半球，空气作顺时针旋转，南半球则相反。,1,、气旋与反气旋概念,低气压,高气压,四周向中心,中心向四周,上升,下沉,阴雨,晴朗,气压中心,气旋,反气旋,气流运动方向,水平运动,垂直运动,天气状况,气旋,类型,2,、形状及范围,气旋和反气旋,一般是椭圆形。,气旋和反气旋的大小,是以地面图上最外一条闭合等压线的范围来量度。,气旋,：平均,1000km,，最大,2000-3000km,，最小,200-300km,反气旋,的水平尺度一般比气旋大得多，因为盛行下沉气流，地面呈辐散状。,最大：亚洲的,3/4,；最小：几百,km,。,3,、强度,气旋和反气旋的强度,用中心气压值的大小来表示。,气旋,：中心气压愈低，表示强度愈大；,平均气压：,1010-970hPa,反气旋,：中心气压值愈高，强度愈大。,平均气压：,1020-1030hPa,当气旋中心气压随时间降低时，称,气旋发展或加深,；,当气旋中心气压随时间升高时，称,气旋减弱或填塞,；,当反气旋中心气压随时间升高时，称,反气旋发展或加深,；当反气旋中心气压随时间降低时，称,反气旋减弱,4,、气旋和反气旋分类,温带气旋也称锋面气旋，是温带地区产生大范围云雨天气的主要天气系统。,锋面气旋（北半球为例）,高,低,高压脊,低压槽,低,冷锋,高压脊线上气流以,辐散,为主，不易形成锋面,。,低压槽线上气流以,辐合,为主，易形成锋面,。,暖锋,锋面气旋,1005,1000,995,1005,1000,冷气团,以我国为中心的地面天气系统图,冷气团,暖气团,反气旋,气旋,冷锋,暖锋,4,、气旋和反气旋分类,温带反气旋也称冷性反气旋，以晴朗少云天气为主。夏季一般强度很弱，而冬季强大的冷高压活动会带来寒潮。,1、出现阴雨天气的气压和气流状况是(,),A、低压或反气旋 B、高压或气旋,C、低压或气旋 D、高压或反气旋,2、我国北方广大地区，秋季经常出现“秋高气爽”的天气，这是因 为（,）,受低压的影响受高压的影响,受气旋的影响受反气旋的影响,A、B、C、D、,3,、,关于气旋的叙述，正确的是（,）,A、气旋是天气系统气压状况的描述。,B、北半球的气旋空气流动方向是呈逆时针方向。,C、气旋控制的地区，天气晴朗。,D、气旋中心的空气被迫下沉。,课堂练习题：,复习题,气旋、反气旋定义及分类,第四章 天气和天气预报,1,天气图,2,温带地区天气系统,3,热带和副热带地区天气系统,4,中小尺度对流系统,5,天气预报,3,热带和副热带地区天气系统,3.1,副热带高压,副热带高压,.,wmv,3.2,台风,3.1,副热带高压,1,、副热带高压：,在南北半球的副热带地区，经常维持着近似地沿纬圈排列的高压带，受海陆分布的影响，在,500,百帕图上，高压带常断裂成,67,个高压单体，称为副热带高压。,在北半球，副热带高压主要出现在太平洋、印度洋、大西洋和北非大陆上。,2,、副高的结构与天气,南侧：盛行东风气流，当无气旋性环流时，一般天气晴好，但当有东风波和台风等热带天气系统活动时，则常出现云、雨、雷暴或大风暴雨等恶劣天气。,西北、北：与西风带交界，多锋面和气旋活动，上升运动强，多阴雨天气。,东部：受北向冷气流影响，大气层结稳定，大洋上有时会出现低的层云和雾。而长期受其控制的陆地，久旱无雨，甚至变成沙漠气候。,3,、副高活动规律及对我国东部地区天气影响,西太平洋副高冬季位置最南，夏季最北，从冬到夏向北偏西移动，强度增大；夏至冬则向南偏东移动，强度减弱。,西太平洋副热带高压脊线,58,月变化图,西太平洋副热带高压脊线,8,10,月变化图,副高活动规律及对我国东部地区天气影响小结（,1,）,冬季位置最南，夏季最北，从冬到夏向北偏西移动，强度增大；夏至冬则向南偏东移动，强度减弱。,冬季,，副高脊线位于,15,N,附近。华南出现连续的低温阴雨天气；,大约到,6,月中旬,，脊线出现第一次北跳过程，越过,20,N,，在,20,N-25,N,之间徘徊。华南前汛期结束，江淮流域出现梅雨。,7,月中旬,出现第二次跳跃，脊线迅速跳过,25,N,，以后摆动于,25,N-30,N,之间；梅雨结束，黄河出现,汛期，长江流域进入伏旱季节。,副高活动规律及对我国东部地区天气影响小结（,2,）,7,月底至,8,月初,，脊线跨过,30N,到达最北位置。华南出现台风，华北、东北进入雨季。黄河处于副高下。,9,月上旬，,脊线向南撤退,25N,附近，江淮出现降水，长江以北秋高气爽。,10,月上旬,，再次跳到,20,以南地区，从此结束了一年为周期的季节性南北移动。华南降水，台风减少，华南以北都是秋高气爽的天气,。,4,、西太平洋副高的异常活动,副高进退时间的早晚，位置的偏北或偏南，停留时间的长短往往造成我国一些地区干旱或者一些地区洪涝。,中央气象台,2006,年,8,月,30,日,18,时继续发布高温警报：,受副热带高压的影响，预计明天白天，四川盆地东部、重庆、贵州北部和东部、湖北大部、湖南、江西、安徽中南部、江苏西南部、浙江中西部、福建大部、广东中北部、广西中东部等地将出现,35,37,的高温天气，其中四川盆地东部偏东地区、重庆、湖南北部、湖北东南部、浙江西部、福建中部等地最高气温可达,38,39,，四川盆地东部偏东地区、重庆大部地区可达,40,42,。另外，新疆吐鲁番盆地也将出现,35,36,的高温天气。,3,热带和副热带地区天气系统,3.1,副热带高压,3.2,台风,台风的形成,(1).flv,1,、热带气旋分类：,热带低压,风力,8,级,热带风暴,风力,8,9,级,强热带风暴,风力,10,11,级,台风（飓风）,风力,12,级,2,、台风定义：,发生在热带海洋上，近中心最大持续风速达,12,级以上，具有暖中心结构的强烈气旋性涡旋,总是伴有狂风暴雨,常给受影响的地区造成严重的灾害。,3,、台风形成原因,水汽上升,凝,结,放,热,空气升温,气压变低,4,、台风结构,：,解剖台风，美丽台风眼,.,flv,水平流场,：,（,1,）外圈，大风区，风速向中心急增；,（,2,）中圈，涡旋区，最具破坏力的区域；,（,3,）内圈，台风眼，风速迅速减小或静风。,4,、台风结构：,垂直流场：,（,1,）低层流入层，气流强烈向中心辐合；,（,2,）上升气流层，气流主要沿切线方向环绕台风眼壁上升；,（,3,）高空流出层，气流从中心向外流出。,5,、台风形成的天气,外螺旋云带，由层积云或浓积云组成，云带常常被高空风吹散成“飞云”。,内螺旋云带，由数条积雨云或浓积云组成，直接卷入台风内部，并有降水形成。,云墙，由高耸的积雨云组成的围绕台风中心的同心圆状云带，形成狂风、暴雨等恶劣天气。,眼区，气流下沉，晴朗无云天气。,6,、台风的移动和路径,西太平洋台风移动路径的分类,广西,广东,福建,浙江,江苏,山东,朝鲜,海南,日本,台湾海峡,台湾,巴士海峡,琉球群岛,菲律宾,南海,上海,6,、台风的移动和路径,西太平洋台风移动路径的分类,(1),西移路径：,（,19%,）最多出现在,6,月、,10,月,11,月,菲律宾以东洋面向西移动，经南海或越南登陆一带登陆；,(2),西北移路径：,（,27%,）最多出现在盛夏,7,9,月,菲律宾以东洋面,台湾,福建（或经琉球群岛,在浙江）,(3),转向路径：,（抛物线）（,49%,）全年均可出现,菲律宾以东洋面,我国东部海面,转向东北方向，路径呈抛物线状,日本和朝鲜（东转向、中转向、西转向）,(4),异常路径,（,5%,）,蛇形路径；打转路径；突然转向路径,复习题,概念：副热带高压、台风,副高的结构和天气,副高活动规律及对我国东部地区天气影响,台风的水平流场和垂直流场分布特点,台风形成的天气,西太平洋台风移动路径,第四章 天气和天气预报,1,天气图,2,温带地区天气系统,3,热带和副热带地区天气系统,4,中小尺度对流系统,5,天气预报,4,中小尺度对流系统,对流性天气系统：,在暖季，当大气层结处于不稳定状态、空中有充沛水汽、并有足够对流冲击力的条件下，大气中对流运动得到强劲发展，其所形成的天气系统。,4.1,雷暴,1,、雷暴成因,：,视频：揭秘闪电的成因,.,flv,4.1,雷暴,2,、雷暴定义,：雷暴是由旺盛积雨云所引起的伴有闪电、雷鸣和强阵雨的局地风暴。,3,、雷暴活动特点,：,（,1,）持续时间一般较短,（,2,）我国雷暴南方多于北方，山区多于平原。,（,3,）一年内多出现在夏季和秋季。,（,4,）一天中多出现在下午。,4.2,龙卷,灵壁龙卷风,.,flv,1,、定义：,龙卷是自积雨云底部伸出来的漏斗状的涡旋云柱，龙卷伸展到地面时引起的强烈旋风，称龙卷风。,江苏澄阳湖水龙卷,陆龙卷,4.2,龙卷,2,、尺度：,水平尺度：近地层直径一般几米到几百米；,垂直范围：,3-15km,；,生存时间：几分钟到几十分钟；,中心附近的风速：几十到几百米,/,秒。,3,、天气：,龙卷是一种强烈旋转的小涡旋，中心附近有下沉气流，自中心向外是强盛的上升气流，形成漏斗状云柱，其周围被水或尘土所包围。,第四章 天气和天气预报,1,天气图,2,温带地区天气系统,3,热带和副热带地区天气系统,4,中小尺度对流系统,5,天气预报,5,天气预报,5.1,资料来源,5.2,天气预报分类,5.3,天气预报方法,5.4,常用气象图标,5.1,资料来源,1,、,常规,观测资料：,气温、露点温度、气压、风、云、,能见度、降水、水温、风浪等。,2,、,非常规,观测资料：,气象卫星、气象雷达、,大气廓线仪等。,5.2,天气预报分类,按天气预报的,时效,不同：,1,、甚短期预报（,112,小时），包括,02,小时的临近预报,2,、短期预报（,12,天）,3,、中期预报（,310,天）,4,、长期预报（,101,年）,5,、超长期预报（,1,年以上）,5.3,天气预报方法,1,、天气学预报方法：形势预报、天气现象预报,2,、数值预报方法：初始场、模式方程组、数值方法,3,、统计预报方法：概率论和数理统计,模式输出量法（,MOS,）,5.4,常用气象图标,(1),5.4,常用气象图标,(2),5.4,常用气象图标,(3),复习题：,1,、常规资料与非常规资料有哪些？,2,、天气预报按时效不同，可分为哪几类？,本章小结：,1,、地面天气图和高空天气图的基本构成要素,2,、,概念,：气团、气团变性、锋、冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋、气旋、反气旋定义及分类,相关问题,：,（,1,）气团的形成条件，气团变性因子,（,2,）影响我国的气团是哪些气团？,（,3,）按锋在移动过程中冷暖气团所占的主次地位，锋可分为哪几类？锋面附近气象要素特征？,（,4,）温带气旋与反气旋的天气特点是什么？,本章小结：,（,5,）温带气旋与反气旋的天气特点是什么？,3,、,概念,：副热带高压、台风,相关问题,：,（,1,）副热带高压的天气特点是什么？,（,2,）西太平洋副高的活动规律及对我国东部地区天气影响？,（,3,）台风的水平流场和垂直流场分布特点。,（,4,）台风形成的天气。,（,5,）西太平洋台风移动路径分类,本章小结：,4,、对流性天气系统，雷暴定义及活动特点，龙卷定义及尺度大小，形成天气,5,、识别常规资料与非常规资料有哪些？,若天气预报按时效不同，可分为哪几类？,谢 谢,Thanks,for your attention!,