1.5锋生锋消PPT参考课件.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,*,*,*,4.,锋生和锋消,4.1,概念,4.2,锋生函数,4.3,影响锋生函数的因子,4.4,中国的锋生锋消概况,4.1,概念,锋生,和 锋消,是锋面动力学和天气分析中的两个重要天气概念。大气中锋的形成、加强或减弱、消失，可导致锋面附近天气的剧烈变化。,锋生,一般是指,密度或温度不连续形成,的一种过程，或者是指已有一条锋面存在，其密度（或温度）,水平梯度增大,的过程。,锋消,是指与锋生过程相反的过程。,按锋的定义，锋的两侧水平温度差异显著是锋的热力场最主要的特征。因此研究锋生、锋消时，可以从,水平温度梯度随时间的变化,入手。,锋面的锋生和锋消过程可以用,锋生函数,来描述,4.2,锋,生函数,锋生函数定义为：,F=d,（,T,n,),/,d,t,T1,T2,T3,T4,T5,1.,F0,有一个狭窄的区域锋生作用最强烈；,2.锋生线为物质线,即,锋生作用发生在同一的空气团上。,n,指向暖空气,n,锋生带,T,n,温度水平升度,T,4,=,锋生函数为：,F=d|,h,|/,d,t,经过一系列推导可得:,d|,h,|/,d,t,=T,1,+T,2,+T,3,+T,4,T,1,=,T,2,=-,T,3,=,非绝热加热,垂直运动,水平运动辐合,水平变形场,锋生函数描述了水平位温梯度随质点运动的,变化率,等压面上,热力学方程,水平散度,伸展变形,切变变形,垂直方向的涡度,1.,非绝热加热项,(F1),冷锋南下，暖锋北上，由于下垫面影响，锋消,冷锋南下，靠冷一侧，下垫面影响大，温度升,高,靠暖一侧，下垫面影响不大，所以等温线密集带变疏，锋消。,F2(,稳定度与垂直运动项,):,a),稳定大气 例：冷锋上山：其上空有等温线密集带，靠近其暖一侧有上升运动，上升绝热膨胀冷却，其暖一侧降温，而靠近其冷一侧上升运动很弱或无上升运动，靠近其冷一侧温度无变化，这样密集带等温线变稀疏，所以锋减弱或消失，锋消。,冷锋下山：靠暖的一侧基本无下沉运动，温度无变化；其靠冷一侧，下沉运动很强，温度升高，等温线变稀疏，锋消。,b,）,不稳定大气,例：冷锋上山，靠暖的一侧，大量水蒸气凝结释放潜热，温度升高；而靠近其冷的一侧上升运动很弱或无上升运动，温度变化不大。这样温度密度集带变密。所以锋生,F3,（,水平辐合辐散项）,:,当 ，即沿温度升度方向，水平气流,辐合，则有锋生作用,当 ，即沿温度升度方向，水平气流,辐散，则有锋消作用,水平运动,3,a,b,c,A,利于锋生,B,利于锋生,C,不利于锋生（等位温线与膨胀轴正交）,三、锋生、锋消的动力学特点,A,B,运动学锋生,a,温度水平梯度加大（热成风加大），风垂直切变加大；等压面间厚度南侧加大北侧减小（等压面梯度上层加大地层减小）,b,热成风平衡破坏，高层西风加速，低层西风减速,c,高层有向东的加速度，产生向北地转偏差，低层有向西的加速度，产生向南地转偏差,d,锋区内地转偏差大于锋区外 有垂直于锋面的环流：锋生次级环流产生,次级环流又对锋生发生作用,高层辐合发生在,b,点（冷边界），低层辐合发生在,a,点（暖边界），使得锋区发生倾斜，使这两处温度梯度加大，锋区加强。,中层暖空气绝热冷却，冷空气绝热增温，中层趋于锋消,4.3,影响锋,生函数的因子,（l）,非绝热加热,T,1,T,1,表示沿已存在温度梯度方向的非绝热加热的梯度产生的锋生作用。,（2）垂直运动作用,T,2,T,2,表示沿温度垂直梯度方向上，垂直速度的水平梯度产生的锋生作用。若大气为稳定层结,/,z0，,当暖气团中下沉运动,w,0，,而冷气团中有上升运动,w,0，,相应有,n,h,w,o，,则,T,2,0，,表示锋生；相反为锋消过程,（3）,水平运动辐合,T,3,T,3,表示在已有的水平温度梯度情况，水平,辐合（,D,0）,或水平辐散（,D,0）,产生的水平温度梯度的增加（或减弱），即锋生或锋消。,（4）水平变形场的作用,T,4,表示整个水平变形产生的锋生作用。为了更进一步简化，,选择,典型变形场,，设,x,轴为变形场的膨胀轴，,y,轴为收缩轴，而等位温线与,x,轴的夹角为,，相应位温梯度,h,与,x,轴的夹角为,90,0,+,，则位温梯度,h,=|,h,|(,sin,-,cos,)，,相应,T,4,表达式为,T,4,=-,Esin,2,2,F,sin,cos,E,cos,2,/,|,h,|,/2,，对线性变形场,F=0(,无切变变形），,所以 相应,当,45,0,，,T,4,表示锋生作用，当,45,0,，,表示锋消作用，当,=0，,表示锋生作用最大。,水平运动-,辐合场,鞍型场,4.4,中国的锋生锋消概况,4.4.1,中国的锋生区,一个是,北方锋生区,，位于河西走廊到东北一带;,一个是,南方锋生区,，位于华南到长江流域一带。,自春到夏，锋生带逐渐北移,自夏到冬，锋生带逐渐南移,北方锋生区,北方锋生区,季节变化特征,冬季,，由于这一带经常位于高空脊前槽后，地面反,气旋活动频繁而强，所以锋生不多。,3月以后,，这一带冷空气势力减弱，暖空气势力增强，高空槽活动频繁，锋生逐渐增多。,5,月以后,高空锋区北移，中蒙边界一带锋生减少。,（东北冷涡；河西地区,冷空气路径）,南方锋生区,南方锋生区，在冬半年（105月）位于江南地区，以春季最为活跃，因冷暖空气逐渐趋于势均力敌，高空东移低槽增多，地面倒槽容易发展，有利于锋生。67月间锋生带移到长江流域，盛夏北移到华北，9月后逐渐南移。,4.4.2,锋生的天气形势和气象要素变化,（,1,）天气形势,高空温压场形势,地面气压形势,冷式切变,暖式切变,（,2,）气象要素场的变化,锋生在,变压场,上有明显的反映：,冷锋锋生前，由于冷平流，地面常有明显的正变压；,暖锋锋生前，有明显的负变压。,另外，锋生往往配合有云量增加和云层变厚，,以及雨区的扩大和发展的,天气现象,。,东北地区的冷锋锋生,东北地区的冷锋锋生，天气形势和气象要素有下列变化：高空有低槽移入，出现明显的冷平流或冷平流加强。地面低槽显著加深，使槽后有较强冷空气侵入，且天空出现云量810份的密卷云。原停滞性的大陆高压突然向东或东南移动，高压前部3小时正变压达23,hPa,，,同时偏北风加强。,江南地区,锋生,江南地区，锋生天气形势特点为：,500,hPa,常有高空槽自青藏高原上空东移，700,hPa、850hPa,图上都有明显的切变线，有时表现为一个变形场。南海高压或高脊往往加强北伸，江南上空出现大片偏南风，暖平流很强。,4.4.3,锋消,中国的,锋消区,主要在青藏高原以东 北纬3040度一带。,这是因为该地区常处于东亚大槽后部，又处于高原东侧，下沉气流往往较强，有利于锋消,。,锋消，一般有下列几种情况：,与地面锋线配合的,高空槽,减弱，地面甚至出现辐散流场，锋将减弱、消失。,维持锋面的,冷暖平流,减弱、消失，锋也将减弱、消失。如东北地区冷锋锋消与冷平流减弱、中断有关。当冷中心位于低槽的西南或南部时，冷平流较弱甚至出现暖平流，锋减弱消失。,当地面锋两侧,变压差,减弱或与锋相联系的,天气区强度,减弱，范围缩小，都是锋消的征兆。,气团变性,：锋在南下过程中由于下垫面的热力作用，总是引起锋消。,1,、气团的概念及分类。锋，锋面，锋线，锋区含义是什么？,2,、请写出冷锋、暖锋、锢囚锋、冷性锢囚锋、暖性锢囚锋定义,(,空间结构及等温线分布,),3,、锋在空间状态为什么会随高度往冷的方向倾斜？,4,、锋区内等温线及等位温线为什么会存在密集带？,5,、对锋面坡度公式进行讨论,6,、请用锋面坡度公式解释锋面附近气压分布特征,7,、锋面附近要素场的特征是什么？锋面附近气压场、变压场、风场特征如何？（以密度零级和一级不连续不连续模拟锋面）,7,、风随高度逆转快为什么可能有冷锋通过？同样，风随高度顺转快为什么表示可能有暖锋即将来临？,8,、如何在单站高空风分析图上判断测站上空，有无锋、锋的性质及其走向？,9,、锋生函数，锋生条件是什么？并用锋生，锋消公式讨论稳定及不稳定大气中，冷锋上山、下山是加强还是减弱？（注意讨论中包含物理解释）,11,、锋面分析的基本原则？,12,、我国有几个锋生带？主要锋消区在何处？锋生时要素场的特点如何？,在图中标出单站上空有无等平均温度线密集带。锋的分布，锋的走向及性质,在图中标出地面锋线对应的大致位置及性质,