天气原理第6章--01-寒潮天气.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,*,*,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,天气学原理,授课教师 尚可政,shangkz,;,shangkz,0931-8912626;15339835153,内蒙古自治区气象局气象知识培训班课件,兰州大学大气科学学院,第六章 寒潮天气过程,主要内容,寒潮概况,定义,冷空气强度划分,冷空气源地和路径,（,寒潮关键区,）,冷高压,冷空气活动和天气,寒潮天气形势,小槽发展型,低槽东移型,横槽型,寒潮预报,寒潮的强冷空气堆积的预报,寒潮爆发的预报,寒潮的路径与强度的预报寒潮天气的预报,大西洋；太平洋；新地岛；巴伦支海；喀拉海；贝加尔湖；巴尔喀什湖；咸海；里海；黑海；地中海；乌拉尔山；萨彦岭；阿尔泰山；堪察加半岛；冰岛；格棱兰岛；孟加拉湾；阿拉伯海；太梅尔（泰米尔）半岛,返回,一、寒潮概述,1.,定义,：（,cold wave,cold current,cold surge),寒潮天气过程是指与强大的冷高压相伴随的一种大规模的强冷空气活动过程。中央气象台规定，对局地而言，由于受冷空气影响,，24小时气温下降10,C,或以上，而且最低温度下降到5,C,或以下，并伴有5级以上偏北大风时,，称为一次寒潮天气过程。寒潮可引起霜冻、冻害、降雪、大风、雨凇等严重灾害性天气现象。,一次冷空气活动使长江流域及以北地区48小时降温10,C,以上，长江流域最低温度达4,C,以下，陆上有相当于三个行政区出现5-7级大风，沿海有三个海区出现7级以上大风者，称,强寒潮,。,2.,寒潮过程等级的划分,全国性寒潮,：凡日平均气温的过程总降温,10,C,，,负距平的绝对,值,5,C,的站点数，北方,=32,站（占北方站点数的三分之一）、,南方,=13,站（占南方站点数的四分之一）；或南北方达到上述,影响强度的总站数,=40,站，且过程总降温,=7,C,，,负距平的绝对,值,3,C,的总站数大于,90,（占全国总站点的,60%,）。,区域性寒潮,：凡日平均气温的过程总降温,10,C,，,负距平绝对值,5,C,的南北方站点数,=20,站，同时过程总降温,=7,C,，,负距平的,绝对值,3,C,的总站数大于,40,站的，则作为,“,区域性寒潮,”,。,强冷空气,：凡同样影响强度的站点数达到区域性寒潮标准的一,半以上时，则作为,“,强冷空气,”,。,一般冷空气,：凡未达到强冷空气标准的过程，一律作为,“,一般,冷空气,”,。,3.,发生频数,发生频率：（1951-1980年资料统计）,平均4.5次/年，全国类2.1,北方类1.1,南方类1.3,强冷空气6.3,3.8,2.1,0.4,一年中寒潮最多9次，最少2次，加上强冷空气分别为17和6次,出现时间：最早9月下旬，结束最晚次年5月,活动最频繁：春季3月和秋季的10-11月,4.,冷空气源地,冷空气的源地：北冰洋,新地岛以西洋面上,（影响我国的占,40%,）：,经巴伦支海、前苏联欧洲地区，次数最多，达到寒潮强度也最多。,新地岛以东洋面上,（,18%,）：,经喀拉海、太梅尔半岛、前苏联；次数少，强度强，达到寒潮强度的占该源地冷空气总数的比例最大。,冰岛以南洋面上,（,33%,）：,经前苏联南部、地中海、黑海、里海；次数多，强度弱，一般达不到寒潮强度。,地理,源地,5.,路径,冷空气从,寒潮关键区,入侵我国有四条路径：,寒潮关键区,：经统计，入侵我国的冷空气有,95%,都要经,过西伯利亚中部（,70E-90E,，,43-65N,）地区在那里积累加,强，该地区就称为寒潮关键区,。,（,1,）,西北路（中路）,：经蒙古,-,河套南下,-,长江中下游、江,南由于从河套到低纬路径短，地势北高南低，往往直冲而下,造成最强寒潮。,（,2,）,东路,：蒙古,-,华北北部,-,主力东移到东北或折向西南,渤海,-,华北,-,黄河下游,-,两湖盆地势力较弱，但易造成阴雨,天气。,（,3,）,西路：,新疆,-,青海,-,西藏高原东南侧,-,西南,江南，,冷空气经河西走廊主力在河套以西南下，侵入中国中、南,部，强度一般。,（,4,）东,+,西路：东路从黄河下游南下，西路从青海东南,下，在黄河、长江间汇合。两股冷空气合并南下，造成大,范围雨雪和大风、降温天气。,冷高压的移动路径与冷空气路径不完全一致,6.,冷高压,冷高压（又称冷性反气旋）的活动与冷空气活动密切相关。在冷空气南下之前，冷高压提供了形成冷气团的最理想的环流条件。而且，,冷高压的强度也能反映冷空气势力的强弱,；冷高压一旦南下，必然带着冷空气南下，常形成寒潮。,从范围和强度上来看，冬季欧亚大陆的冷高压是全球最强大的，水平范围最大可达,4000,5000 km,，占据亚洲大陆面积的,3/4,，当然小的只有几百公里；中心气压强度一般为,1040,l050hPa,，最高达,1083,3,hPa,（,1968,年,12,月对日出现在中西伯利亚北部），不过到达江南一般不超过,1030hPa,，一般冷高压南下后都会减弱。,（,1,）,准静止型冷高压,在冷空气源地较多见，,温压场也较对称,，中心轴线基本上垂直，强度随高度迅速减弱，,500,hPa,以上就变成冷低压或冷槽，这种高压移动缓慢或是准静止状态。,在其控制下，有利于冷空气积聚、冷却和加强,。冬季西伯利亚、蒙古地区常出现这种高压。,（,2,）,移动型冷高压,（这是影响我国最多的冷高压），这种高压的,温压场分布不对称,，低层高压处在开口向北的大冷舌中，为低温冷空气。高层东半部为冷槽，有冷平流，引导冷空气南下；西半部脊部对应有暖脊，有暖平流北上，因而是移动型系统。冷空气表现为东厚西薄，呈楔状。高压中心轴线随高度向西南方倾斜，强度随高度减弱，到,34 km,高度处就变成高压脊。,7.,冷空气活动和天气,冷高压的前沿一般都有冷锋存在，如果冷空气很强，达到寒潮程度，则寒潮前沿的冷锋也被称为,寒潮冷锋,。,强冷空气或寒潮过境时，突出的天气表现是：大风和剧烈降温，有时伴有风沙、雨、雪、雨淞和霜冻，春秋两季江南地区，还可能有雷暴产生。,寒潮大风的风向,在南北方也有差异：东北、内蒙古多为西北大风；华北、黄淮多为偏北大风；长江以南多为东北大风。由于寒潮冷锋的移速愈往南愈慢，有时会在南岭以北地区趋于准静止状态，所以，南方大风持续时间往往比北方长。,冷高压中心出海后，沿海地区有时会出现回流低云，在我国渤,海和东海，有时在南海。,二、中短期寒潮天气形势,小槽发展型,低槽东移型,横槽型,1.,小槽发展型,（经向型、脊前不稳定小槽东移发展）,寒潮酝酿过程,寒潮爆发过程,小槽发展型寒潮过程的基本特征,小槽发展型寒潮过程的基本特征,冷空气源地,在欧亚大陆的西北部，取西北路径侵入我国,500,百帕图上,乌拉尔山,地区有,长波脊,建立,寒潮的爆发由,不稳定小槽,的发展所引发,-,极地冷空气在南下过程中，只有采取气旋式路径，,才能保持其厚度和强度。小槽发展型寒潮的爆发，,是与,500,百帕上小槽发展并,代替东亚大槽的过程,相,伴随的。,-,初期为叠加在西北气流的锋区中的小扰动，称不稳,定小槽。,-,从小槽出现到发展成东亚大槽一般需,5-7,天。,2.,低槽东移型,（西来低槽发展型、纬向型）,酝酿过程,爆发过程,过程的基本特征,冷空气源地和路径偏西,冷空气由位于我国以西的低槽东移发展所引发,西来槽在到达蒙古西部山区前一般不会发展,能引发寒潮的西来槽有两种：一是长波调整中移出的长波槽，另一种是移动性的有一定振幅的低槽,中亚有高脊发展,-,此型中亚高脊比小槽发展型寒潮的乌山地区的高压脊位置偏南，且,很少能形成阻塞形势。,3.,横槽型,（阻高崩溃型）,酝酿过程,爆发过程,过程的基本特征,冷空气的源地偏东,-,多在中西伯利亚以东的内陆或北冰洋上,-,雅库茨克地区三面环山，北面开口面对北冰洋，冬季地,面气温可低达,-50C以下，最有利于冷空气聚集和加强，,且入侵我国路途短，势力较强。,乌拉尔山地区有阻塞高压,，,阻塞高压以东有横槽,-,阻高和横槽切断了正常的西风环流，使亚洲高纬地区成,为北高南低的气压场形势，冷空气突袭方向影响范围与,位置有关,前期稳定，爆发突然,阻高和横槽都是较稳定系统，酝酿期天气形势,稳定（,36,天，,11,天），横槽前平直西风中有小,波动东传,-,阻高崩溃时，横槽转竖，冷空气大举爆发,各类寒潮过程的异同点,相同点：,实质：强冷空气向南侵袭我国、东亚大槽重建的过程,必要条件：冷源、环流条件,高空图上表现：冷中心或冷舌,地面图：冷高压、寒潮冷锋活动,引起天气：温度剧降，气压急升，偏北大风,大范围热量的南北交换,不同点：,-,冷空气源地不同,-,路径不同（西北路；西路；北路；东北路）,-,强度和影响范围不同,-,冷高压南下形式不同：（整个冷高东移；冷高,分裂南下；冷高补充南下；冷高扩散南下）,-,寒潮爆发的形式不同,三、寒潮的预报,寒潮的预报主要从以下四个方面的预报来考虑：,寒潮的强冷空气堆积的预报,寒潮爆发的预报,寒潮的路径与强度的预报,寒潮天气的预报,寒潮的强冷空气堆积的预报,预报关键,：是否有强冷空气在西伯利亚、蒙古堆积,判断冷空气是否堆积，主要从地面冷高压的强度和高空冷中心强度两方面考虑：地面有强冷高压，且周围又有很大的气压梯度，同时,500,百帕,上有,-48,C,的,冷中心,（,700hPa-36,C,），,则说明已有冷空气堆积了。,预报强冷空气的堆积,，可从以下四方面考虑：,与冷空气配合的小槽有否较大发展,有否新鲜冷空气补充或合并加强,极涡是否分裂南下,冷舌中有否产生绝热上升冷却的环流条件,寒潮爆发的预报,在冷空气源地堆积的强冷空气，不一定能向我国爆发成为寒潮，一般只有,在下列情况下才能爆发寒潮,：,符合寒潮环流形势,东亚大槽有可能重建,（重建过程可以是上游长波槽向下游频散效应，也可以是移动性长波进入东亚发展，也可以是阻塞形势破坏引起东亚大槽重建）,南支槽与北支槽叠加,地面气旋发展（全国性寒潮往往先有北方气旋发展，到达南方后有南方气旋发展）,寒潮爆发的预报,对三种类型的寒潮爆发的预报可以分别从以下几个方面着眼：,小槽发展型寒潮的爆发,：,预报着眼点：乌拉尔山或西西伯利亚长波脊的建立、加强和东移以及不稳定小槽的发展。,低槽东移型寒潮的爆发,：,预报着眼点：北支锋区上的低槽与中支锋区上的低槽合并，其上游有槽脊发展，,经向环流增强,，同时高空锋区和冷空气势力都加强，,500,百帕,槽后出现低于,-40C,的,冷中心,时，则低槽在东移过程中将发展为东亚大槽，当冷空气到达蒙古后，地面冷高压加强南下，形成一次寒潮爆发。,-,横槽型寒潮爆发,：,预报着眼点：关键是,阻高和其前部横槽的形成,，以及,阻高崩溃引起横槽转竖。,寒潮爆发的预报,槽脊发展的预报,：,温、压槽配置好，等温槽落后于等高槽,冷暖平流的配置：暖平流随高度减弱，脊发展,槽与其他系统关系：槽与其后的脊发展与否,南北两支波动同位相叠加（阶梯槽）,上下游效应、长波调整,二冷涡打转（气旋式）,脊的崩溃,-,当冷空气堆积不明显时，考虑有无不稳定槽脊发展,-,当冷空气堆积已以明显，而相应的环流形势是稳定,的长波系统时，则预报寒潮的着眼点放在长波槽的,移动及长波脊的破坏与东移上。,-,乌山脊后其上游“赶槽”东移的影响,寒潮的路径与强度的预报,强度含义,：,地面冷高压,的强度：中心数值、范围大小、等,压线密集程度,高空图,上冷中心数值、高空锋区强度、冷区范,围、冷平流强度,地面图,上冷锋强度、冷锋后降温程度、变压中,心强度,路径含义：,地面冷高中心、高空冷中心、地面冷锋、,24,小,时变压、高空负变温中心的移动路径,寒潮,冷高压,强度与移动预报,作,动态图,：用外推法,用,引导气流,：,-,地面系统中心移速为,500,百帕地转风速的,0.5-0.7,倍，为,700,百帕的,0.8-1.0,-,在风速小时系数较大，而在风速大时系数较小,-,对于浅薄系统效果较好,-,须注意地形对地面气压系统的影响。,变压的应用,：,-24,小时负变压中心为未来冷空气主力侵袭的地方,-24,小时正、负变压中心之差达,40-50,百帕，则可达寒潮强度,-,涡度平流与热成风涡度平流的应用,地面冷高上空,500,百帕有负涡度平流或负热成风涡度平,流，则有利于冷高发展,地面冷高处于高空槽后脊前，同时高空暖舌落后于高压,脊，地面冷高压也处于暖舌和冷舌之间，则高压易发展,当温压场结构趋于对称，地面高压上空涡度平流和热成,风涡度平流均为零，则高压强度变化与否取决于热力因,子、地面摩擦和地形影响,-,非绝热因素,冬季冷高移到暖洋面上减弱,寒潮天气的预报,寒潮天气：大风、降温、沙尘暴、降水、霜冻、冻雨,强度影响：寒潮强度越大，则风越大，降温越猛烈,寒潮大风：,6,级（,10.8-13.8m/s),风压场关系,-,摩擦作用,-,变压风,温度层结,-,热力环流,地形作用：狭管效应、下坡风,降温预报,温度平流、垂直运动、非绝热因子（下垫面）,霜与霜冻,关键预报冷空气活动与最低温度,返回源地,返回路径,