航海学气象笔记.doc

气温旳日变化
1． 极值
最低气温：日出前后
最高气温：海洋：12h30m 陆地：14h 冬13h~14h
夏14h~15h
2． 气温日较差：（日最高气温—日最低气温）
纬度升高 小 纬度减少 大 季节： 夏＞冬
海拔高度升高 小 海拔高度减少 大 天气： 晴＞阴
下垫面：海＞陆

气温年变化（月平均值，北半球）
1． 极值
陆地最冷月：1月，最热月：7月 海洋最冷月：2月，最热月：8月
2．气温年较差（月平均最高值—月平均最低值）
纬度升高 大 纬度减少 小 下垫面：海＜陆
海拔高度升高 小 海拔高度减少 大

海平面平均气温旳分布
赤道向→两极 减少
冷极：南半球：南极 北半球： 夏：极地
冬：东西伯利亚、格陵兰岛

气温垂直递减率
气流旳水平方向流动：平流
气流旳垂直方向流动：对流

气压
1．温压场对称：（中心轴线垂直）
深厚系统：暖高压、冷低压；高度升高，气压系统增强
肤浅系统：冷高压、热低压；高度升高，气压系统减弱
热带气旋是：暖性低压 深厚系统
2．温压场不对称：
高压中心轴线向暖区倾斜 北半球 向 SW
向西倾斜
西暖冬冷 南半球 向 NW

暖（西）冷（东）
高压

低压中心轴线向冷区倾斜 北半球 向NW
向西倾斜
西冷东暖 南半球 向SW

冷（西）暖（东）
低压

等高面：平面 等压面：高下起伏旳曲面
地面图：等高面图，海平面气压场--------等压线
高空图：等压面图，特定等压面高下起伏-----等高线
平均高度： 500hPa--------5500m
700hPa--------3000m
850hPa--------1500m

等压线高空图：

500hPa
高度 ↑
气压 ↓
等高线高值区
A
＞500
＜500
B
等高线低值区
海平面

空气旳水平运动----风

大小 风速 1m/s ≈2kn
风是矢量 风力 教材27页
方向：风向、来向
来向：风向、浪向 去向：流向

1．水平气压梯度力 G→
① G =1/ρ (-∆р/Δп) 垂直于等压线，由高压→低压 －∆р/∆n
1000低压
1050高压

② 空气水平运动原动力，形成风旳直接原因

2．地转偏向力 A→
①A→=2Vw ѕіп φ A⊥V 纬度↑ A↓
北半球偏右；南半球偏左 北半球
A→
A→
南半球
V

②只变化运动方向，不变化运动速度

3．惯性离心力C→曲线运动
C→=V2/r(曲率半径) V⊥C由曲率中心指向边缘V
C
r

曲线弯曲，曲率大，曲率半径小；曲线平直，曲率小，曲率半径大。
4．摩擦力R→
摩擦层 R=﹣K·V→

自由大气
直线运动：地转风 圆周运动：梯度风
G
G
V
V
G
V
A
A
A
南半球
北半球
高
高
低
低

与（﹣∆р/Δп）水平气压梯度力成正比
低纬＞高纬
与ѕіп φ 地转偏向力成反比
与ρ成反比

白贝罗风压定律
1．低压（气旋）G→=A→+C→
水平气压梯度无极限值，低压往往风速很大。

G
L
C
A

2．高压（反气旋）A=G+C
水平气压梯度有极限值。

A C G

H

H
高压中心附近——等压线稀疏
与γ成正比
高压边缘——等压线密集

H
等压线弯曲——较稀疏
等压线平直——较密集

与ρ成正比，冬季＞夏季
与ѕіп φ成反比，高纬＞低纬

摩擦层中旳风
背风而立： 北半球：低压在左前；高压在右后
南半球：低压在右前；高压在左后
G→
V→
R→
A→
A→
G→
V→
Vg
a
低
高

H
H
H
H
L
L
L
L
逆时针向内辐合
顺时针向内辐合
逆时针向外辐合
顺时针向外辐合
赤道

风大小表达符号：
2m/s 5kn 1级+
4m/s 10kn 2级+
20m/s 50kn 10级+
我国 国际 风级
16m/s 40kn 8级+
12m/s 30kn 6级+
8m/s 20kn 4级+
6m/s 15kn 3级+
风速：m/s×2.5=kn

风级
风 名
相 当 风 速
海 面 状 况
海 面 浪 高
kn
m/s
中数m/s
一般
最高
0
无风Calm
＜1
0～0.2
0
安静如镜Calm-glassy
—
—
1
软风Light air
1～3
0.3～1.5
1
微波Calm-rippled
0.1
0.1
2
轻风Light breeze
4～6
1.6～3.3
2
小波Smooth-wavelets
0.2
0.3
3
微风Gentle breeze
7～10
3.4～5.4
4
小浪Wavelets
0.6
1.0
4
和风Moderate breeze
11～16
5.5～7.9
7
轻浪Sight
1.0
1.5
5
清风Fresh breeze
17～21
8.0～10.7
9
中浪Moderate
2.0
2.5
6
强风Strong breeze
22～27
10.8～13.8
12
大浪Rough
3.0
4.0
7
疾风Near gale
28～33
13.9～17.1
16
巨浪Very rough
4.0
5.5
8
大风Gale
34～40
17.2～20.7
19
狂浪High
5.5
7.5
9
烈风Strong gale
41～47
20.8～24.4
23
狂涛Very high
7.0
10.0
10
狂风Storm
48～55
24.5～28.4
26
9.0
12.5
11
暴风Violent storm
56～63
28.5～32.6
31
不凡现象Phenomenal
11.5
16.0
12
飓风Hurricane
≥64
≥32.7
—
14.0
—

空气旳垂直运动和大气稳定度
上升运动：阴雨，等压线气旋性弯曲，低压加深，高压减弱
L

下沉运动：晴好，等压线反气旋性弯曲，低压减弱，高压加强

H

干绝热过程：干绝热直减率γd=1℃/100m
湿绝热过程：湿绝热直减率γm=0.5℃/100m或0.6/100m
干空气 未饱和空气 饱和空气 含水滴饱和空气
上升： 干 先干后湿 湿 湿
下降： 干 干 干 湿
干绝热线：直线
状态曲线 层结曲线（环境曲线）：实际大气
湿绝热线： 下陡上缓曲线
与干绝热线平行
H
γd
γm
1°C
100
200
T

气温垂直递减率γ
干空气：γ＜γd 稳定 γ=γd中性 γ＞ γd不稳定

γd
不稳定
中性
稳定

湿空气：γ＜γm 稳定 γ=γm 中性 γ＞γm不稳定
γ＜γm 绝对稳定：层云、雾、毛毛雨
γm＜γ＜γd条件性不稳定：
γ＞γd 绝对不稳定： 积云、积雨云、积状云、雷暴、阵性降水、阵性大风
γm
γd
绝对不稳定
条件性稳定
绝对稳定

大气环流
太阳辐射，地球自转，海陆分布，地形差异
1．单圈环流
条件：地表均匀，地球自转 形成因子：太阳辐射 热力原因 赤道低气压带
赤道高气压带
2．三圈环流
条件：地表均匀 形成因子：太阳辐射，地球自转 动力原因 副热带高压带
副热带低压带
极地高压带
极地高压带
西风带
西风带（咆哮西风带）
60°N副极地低压带
60°S副极地低压带
极地东风带
极地东风带
30°N副热带高压（副热带无风带）
30°S副热带高压（副热带无风带）
东北信风带
东南信风带
热带辐合带（赤道低压带、赤道无风带）
低纬
环流圈
中纬环流圈
高纬环流圈

行星风带
夏季 冬季
陆地： 低压 高压 北半球：断块状
海洋： 高压 低压 南半球：条带状

1月：亚洲高压（西伯利亚高压）、北美高压； 阿留申低压、冰岛低压 冬强夏弱
7月：亚洲低压（印度低压）、北美低压； 夏威夷高压、亚速尔高压 夏强冬弱

永久性大气活动中心：海洋、南极高压
半永久性大气活动中心：陆地
青藏高原：阻挡冬季风南下，加强南亚夏季风
夏季： 海洋吹向陆地，暖、湿
冬季： 陆地吹向海洋，冷、干

东亚季风
冬季：
H
强，H
南亚
冷、干、晴

夏季：印度低压，西太平洋副高
L
南亚
L
西南季风
东南信风
赤道
南亚季风
11月~次年4月，北印度洋航海黄金季节，旱季
6月~9月，强劲旳西南季风，雨季

局地热力环流
海陆风
1．白天：海洋→陆地，海风 夜晚：陆地→海洋，陆风
2．地面温度日较差大，海陆风明显；
纬度越高，海陆风越小； 夏季＞冬季； 下垫面：海＜陆
3． 海风＞陆风：海风入陆50~100km，陆风入海＜10km
海风厚度可达1km，陆风＜500m

山谷风
白天：山谷→山顶 谷风
夜晚：山顶→山谷 山风
夏季＞冬季 谷风＞山风
海风
谷风
陆风
山风
向岸风
离岸风

大气中旳逆温
高度↑气温↓
γ＜0逆温
γ＞0
T
H
绝对稳定
层状云：雾

大气中水汽旳分布
绝对湿度：g/m3 湿度高，蒸发量大，绝对湿度大
增长水汽
空气到达饱和或过饱和状态
减少湿度
吸湿性很强旳微粒作为凝结核

卷云Ci 卷层云Cs 高层云As 雨层云Ns 积云Cu 积雨云Cb
雾＜1km(0.5nm)
轻雾＜1~10km(0.5~5nm)

辐射雾：陆地，晴朗，微风，夜，辐射冷却，秋冬，冷高压中心，日变化规律
平流雾（海雾）：暖湿空气流经冷旳下垫面，平流冷却。海洋：无日变化；沿海：日变化
锋面雾（降水雾）：无日变化
蒸汽雾：冷气流流通过暖水面。 海：无日变化；陆：日变化

雾旳分布 ：南窄北宽，南少北多

雾季 盛期
黄海： 4~8月 6~7月
东海： 3~7月 4~6月
南海： 12~4月 2~3月
吹S~SE~E风，2~4级旳风，最有助于雾旳形成，黄海北部NE风时。

世界海洋旳雾
（春）夏：平流雾 冬：锋面气旋→锋面雾

海雾简易测算措施
湿度大：干、湿球温差小
干 燥：干、湿球温差大
干湿球温差增大，成雾旳也许性小； 干湿球温差减小，成雾旳也许性大
露点温度td 水汽含量
冰雹
˙ 雨
，毛毛雨
雷雨
✽ 雪
霾
≡ 雾

＝ 轻雾
雷暴
雨夹雪
✽
][ 龙卷
阵雪
阵雨夹雪
阵雨

天气图
地面分析图：00、06、12、18 UTC
高空分析图：00、12 UTC

PPP海平面气压值
±PPa三小时变压,小数点省略
W过去天气
RR过去6h降水量(mm)
气温 T T
目前天气WW
能见度(km)V V
露点温度Td Td
CL
Nh
h
低云高
低云量
低云状
CM
CH
中云状
高云状
站圈

18
5
17
300
058
+12√
4
9
海平面气压值1005.8hPa
三小时变压+12hPa，微降后升
过去天气：阵性降水
过去6小时降水4mm
气温18℃
目前天气 雨
能见度5km
露点温度17℃
西北风7～8m/s
复高积云或蔽光高积云
总云量10
碎雨云
低云高300～600m
低云量9

我国 国际
等压线间隔 2.5hPa/5hPa 4hPa
高压 高 或 G H
低压 低 或 D L
台风 T

平直流线 波状流线
辐散渐近线(晴好天气) 辐合渐近线(对流天气)

气旋式涡旋C——低压Cyclone
反气旋式涡旋A——高压Anti-cyclone
中性点——鞍形场

高压中心
冷气团变性快； 暖气团变性慢
冷气团：
冷

暖
大气层结不稳定
水汽含量多：积云、积雨云
水汽含量少：少云、碧空

暖气团：
暖

冷
大气层结稳定，能见度差
水汽含量多：层云、层积云、毛毛雨、小雨、小雪、平流雾
水汽含量少：少云、无云

陆地气团入海变性快； 海洋气团移入陆地变性慢。
1．冰洋气团（A）：冷、干、晴
2．基地气团（P）：①极地大陆气团（Pc）——冬：冷、干、晴；夏：多云
②极地海洋气团（Pm）：多云、阴天、有时降水
3．热带气团（T）：①热带大陆气团（Tc）：热、干、晴
②热带海洋气团（Tm）：晴、热
4．赤道气团（E）：积雨云

锋
冷锋
暖锋
准静止锋
锢囚锋
暖
冷
冷

冰洋气团 冰洋锋
极地气团 极锋
热带气团
赤道气团 副热带锋

200~400km
几十公里
α
冷
暖
坡度α：第二型冷锋 陡
第一型冷锋
暖锋
准静止锋 缓

高空锋：等温线密集区，等高线密集区

L
冷锋后
冷锋前
暖锋后
暖锋前
S～SW
E～SE
N～NW

冷锋过境：：气压上升； 暖锋过境：气压下降

暖锋：
经典：层状云系 Ci→Cs→As→Ns
持续性降水：锋前
锋面雾；暖气团不稳定
第一型冷锋（缓行冷锋）：
经典：层状云系 Ns→As→Cs→Ci
持续性降水：锋后
锋面雾； 暖气团不稳定
第二型冷锋（快行冷锋）：
经典：锋线附近发展旺盛积雨云； 冬六个月；
锋前Ci→Cs→As→Ns
持续性降水
准静止锋：
经典：阴雨连绵
暖气团不稳定：积雨云、雷暴、持续性降水
锢囚锋（前期）：
云层增厚、降水区扩大、降水强度增长
锢囚锋（后期）：
减弱→雨消云散

锋面气旋
图：教材123页 2-3-6(6)
暖锋前：
层状云系Ci→Cs→As→Ns ；持续性降水 ；锋面雾 ；气压下降 ；E～SE风
暖 区：
层云、层积云、毛毛雨、小雨、小雪 ；平流雾 ；气压稳定 ；S～SW
冷锋后：
第一型冷锋：层状云系Ns→As→Cs→Ci ；持续性降水 ；锋面雾
第二型冷锋：积云、积雨云 ；雷暴、持续性降水 ；气温下降、气压上升、N～NW大风

≡
≡
①
②
③
④
⑤
①
②
③
④
⑤
L
St Sc ，
• ≡﹡
风向逆时针转动

1．初生阶段（波动阶段） 暖：移向与暖区气流方向一致，移速最快
L
初生阶段
L
锢囚阶段

2．成熟阶段
3．锢囚阶段：
锢囚前期：最强中心气压最低，风力最大
锢囚后期：大风区，降水区扩大，风力减弱
4．消灭阶段

锋面气旋旳发生频率和途径
热带气团
极地气团
H
L

东亚气旋→阿留申低压
北美气旋→冰岛低压
极地气团 夏北 北方气旋；东北气旋 黄河气旋 大风
极 锋
热带气团 冬南 南方气旋；江淮气旋 东海气旋 大风、降水

冷高压
H
L

前部：偏北大风、剧烈降温、伴有雨、雪
中部：晴朗少云、无风微风、冷（凉）、辐射雾、烟、霾
后部：气温回升、湿度加大、春(初夏)有平流雾

副热带高压
H
L

地面：高压单体位置和强度
中心：晴朗少云、风力微弱、温暖
东部：大气层结稳定、雾和层云、冷洋流
西部：大气层结不稳定、积雨云、雷阵雨、暖洋流
南部：晴好天气、风向、风力稳定
西北、北部：有热带气旋和东风波活动、狂风暴雨

西太平洋副高季节变化： 夏 强 偏北偏西
冬 弱 偏南偏东
5月～8月 ：北进、慢、稳定少变、缓慢移动、跳跃
9月～10月：南退、快、副高脊线20°N以南 华南前汛期
20°N～25°N 长江中下游梅雨
25°N～30°N 黄淮雨季
30°N以北 华北雨季

小尺度：龙卷、雷暴，陆→午后～傍晚；海→后午夜～凌晨
中尺度：飑线，风速增大， 气温下降，气压升高

阵风与地面风向偏离20°～30°北半球偏右，南半球偏左

Ci辐射状卷云
(马尾状卷云)
Ns
Cb云墙
Cb云墙
英状高积云Ac
Cu
碎雨云、碎层云、碎积云
塔状浓积云
台风眼
涡旋区
外围区
涡旋区
外围区
中雨
暴雨
大雨
逐渐下降
迅速下降
逐渐增大→8级
迅速增大→12级
无风、微风
中浪→大浪
巨浪
巨大跳动旳三角浪(金字塔浪)
风压
风
涌浪

台风能量来源：水汽凝结释放旳凝结潜热
东南太平洋水量低，无热带气旋
北印度洋（孟加拉湾、阿拉伯海）：6～9月 SW季风 垂直切变大旳气流
热带辐合带85%
初始扰动
东风坡15%
南大西洋无热带辐合带

较慢
最慢
最快
转向抛物线
→V
→A

H
H
H
H

45°
67.5°
≥10
8
≤6
北半球
南半球
≤6级 45°
8级 67.5°
≥10级 90°

67.5°
45°
8级
≤6级
T

北半球
左半圆
可航半圆
危险象限
右半圆
危险半圆
风速减小
气压上升
风浪最大20～50nm
风速增大
气压下降
风向逆时针转

南半球
危险象限
左半圆
危险半圆
风速减小
气压上升
风浪最大20～50nm
右半圆
可航半圆
风速增大
气压下降
风向顺时针转

热带辐合带

L
L
H
副极地低压：阿留申低压、冰岛低压
副高
赤道低压带（热带辐合带）
信风带：[高空：东风坡]，[地面：热带气旋、热带云团]
西风带：[地面：温带气旋、冷高压]

信风槽：信风+信风
中部、东部赤道

季风槽：信风+季风 南亚、西太平洋
NE信风
SW季风
E～NE
W～SW
W～NW
E～SE
NW季风
SE信风
赤道

对流单体（细胞）（1～10）
中尺度对流云体群（10～100km）
热带云团（100km～1000km）——热带辐合带

东风坡
波前
波后
高
低
750～500hPa
波槽底

1）较弱：倒V字型 大西洋中、东部
2）大西洋西部、加勒比海：
波前：好天气 波后：雷雨区
3）太平洋西部： 不对称
波前：雷雨区 波后：好天气

海上天气预报
天气形势预报：天气系统 基础
天气要素预报：风、气温、云、雨、能见度……

主观预报：天气图法
客观预报：数值预报法

短期预报：～3天
中期预报：3～10天
长期预报：＞10天

VS 可见光 IR 红外线

气象 图

T T AA×× CCCC YY GG gg MMM JJJJ
图类 图区 台 日时分 月 年

图类：A：分析(Analysis)；F：预报(Forecast)；S：地面(Surface)；U：高空(Upper-air)；W：海浪；
①地面图（AS,FS） ②高空图（AU,FU） ③卫星云图（VS,IR） ④海浪图（AW,FW）
⑤海流图（SO,FO） ⑥海温图（CO,FO） ⑦冰况图（ST,FI） ⑧热带气旋警报图（WT）

天气形势（Synoptic Situation）
FS××——预报时间
02——24小时预报 BAF 北京台
03——36小时预报 JMH 东京1台
04——48小时预报 JMJ 东京2台
07——72小时预报
09——96小时预报
12——120小时预报 L H
14——144小时预报 × × 中心位置
16——168小时预报 985 1028 中心气压值
19——192小时预报
10KT：移速10节
SLW：有移向，移速不大于5节
STNR(stationary静止) / (Q STNR准静止)：移向不定，移速不大于5节
[SW]热带气旋(热带风暴) 10～11级；锋面气旋≥10级
101800 Z

TS STS T：
也许旳移向
在预报时刻天气系统中心位于圆中心旳概率为70%
风力≥10级 锋面气旋：
171800 Z
170600 Z

T9018 ED(9018) 90年18号
965 hPa 中心气压值
中心位置 16.1N 112.9E PSN GOOD 飞机定位
移向 WEST 08KT 移速
MAX WINDS 70KT NEAR CENTER 近中心最大风速70节
OVER 50KT WITHIN 75NM 50节旳大风圈半径75海里
OVER 30KT WITHIN 225NM 30节旳大风圈半径225海里
575NM NE——SEMICIRCLE 东北半圆旳575海里
255NM ELSE WHERE 其他方向旳255海里
225 NM
575 NM