气象学第六章天气与气象灾害.ppt

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1、与天气系统有关的几个概念,天气：指某地某一瞬间或短时间内大气状态和大气现象的综合天气系统：指主要气象要素的空间分布上，具有典型特征并能引起天气变化的的大气运动系统，如：气团、锋面、气压系统等。天气过程：天气系统以及天气现象随时间和空间的演变过程，如：寒潮天气过程、台风天气过程、大型降水天气过程等。,第六章 天气与灾害性天气,一、气团和锋,1.概念：同一时段，气象要素(T、U、r)在水平方向上分布比较均匀，在铅直方向上变化比较相似，在它控制下天气特点大致相同的大范围空气。空间尺度：水平整个海洋或大陆（几百几千公里）垂直对流层顶（几十几公里）,几十几公里,几百几千公里,（一）气团(air mass

2、),第一节 天气系统,比较静稳的环流条件，使气团物理性质趋于均匀化（如半永久性高压）,水汽、热量交换,2.气团的形成条件,大范围性质均一的下垫面，决定气团的性质,3.气团的变性气团在移动过程中，物理属性会发生变化，称为气团的变性，变性后的气团称为变性气团。,4.气团的分类,地理分类法源地、下垫面性质,热力分类法热量对比 冷气团：温度相对低 暖气团：温度相对高,4.气团的分类,5.气团天气,所经之处气温降低，气团下暖上冷，层结不稳定,冷气团天气,夏季：水汽多，常形成积云、积雨云，产生降水或雷雨天气冬季：水汽少，只出现淡积云，甚至无云,暖气团天气,所经之处气温升高，气团下层变冷，层结稳定。,空气干

3、燥：天气晴好，无降水水汽充足：产生平流雾、层云或毛毛雨,6.影响我国的主要气团,冬季气团,西伯利亚气团,热带海洋气团,陆上,海上变性,变性,夏季气团,西伯利亚气团,热带海洋气团,赤道气团,热带大陆气团,1.锋的定义 锋区（锋面）：两种不同性质的气团相遇时形成的狭窄而倾斜的过渡区。,(二)锋,锋线,暖气团,锋区(面),锋线：锋面与地面交线锋：锋面和锋线的统称锋面坡度：锋面的倾斜程度,高空200400km,近地层数十公里,锋面特点,狭窄倾斜的过渡带两侧温度、湿度差异大附近伴有云雨（锋面雨）、大风,锋面天气：锋面附近的云、雨、风等天气,锋面天气,2.锋的分类分类：根据锋的移动方向、结构,（1）冷锋冷

4、气团推动锋面向暖气团方向移动（2）暖锋：暖气团推动锋面向冷气团方向移动（3）准静止锋：锋面少动（4）锢囚锋：冷锋快行赶上暖锋，或两条冷锋合并而成,锋前连续性降水，雨区宽300400km不稳定时，出现积雨云 形成阵性降水,暖锋天气模式,（1）暖锋天气,3.锋面天气,过境前：过境时：过境后：,暖,冷,晴朗、低温，气压高,云层加厚，多产生连续性降水雨区在锋前，暖锋坡度小，雨区较冷锋宽,气温升高、气压下降、雨过天晴,a.第一型冷锋(缓行冷锋)：移速较慢。云系与降水和暖锋相似，但顺序相反。产生连续性降水b.第二型冷锋（急行冷锋）：移速很快，锋前暖空气被迫急剧上升，产生阵性降水及强对流天气，坡度更陡，雨区

5、更小,冷锋的移动速度相差很大，可分为两种类型：,（2）冷锋天气,锋后连续性降水，雨区宽150200km不稳定时，出现积雨云，形成阵性降水,第一型冷锋（缓行冷锋）天气模式,过境前：温暖、晴朗过境时：阴天、下雨、大风、降温，雨区在锋后过境后：气压升高、温湿度骤降、天气转晴,第二型冷锋（急行冷锋）天气模式,锋前降水，雨区宽几十km干冷锋：无云、无降水 大风（风沙）,如果云由低变高、由厚变薄、成层的云崩裂为零散状的云时，说明,当天空中的云按照卷云、卷层云、高层云、雨层云这样的次序从远处连续移来，而且逐渐由少变多，由高变低，由薄变厚时，说明,暖锋移近，就预兆很快会有阴雨天气到来,冷锋远离，就不会有阴雨天

6、气,坡度更小，云区、雨区更为宽广，降水强度小，持续时间长，地面风速小，日照少,(3)准静止锋天气成因：（1）冷暖空气势均力敌 往往出现在冷锋南下，冷空气势力逐渐减弱以后。（2）地形的阻滞作用 冷锋移动过程中受高大山脉的阻挡，移速减慢后形成。,静止锋天气模式,北侧吹偏北、东北风，南侧吹偏南风静止锋北侧连续性降水（连阴雨天气）雨区宽600km不稳定时，出现积雨云，形成阵性降水,（4）锢囚锋天气 保留着原来两条锋的天气特征，中心暖空气上升运动增强，降水增强，雨区扩大，两侧都有降水,锢囚锋天气模式,云层加厚 降水加强 降水区扩大,（一）、气旋 气旋：具有封闭的等压线，中心气压比周围低的涡旋。低压（气压

7、场）中心气压比周围低 气旋（流场）气流逆时针旋转（北半球）气流顺时针旋转（南半球）天气：气旋内部，气流辐合上升，多阴雨天气 气旋的发展（加深）气旋的减弱（填塞）范围：最外围闭合的等压线的直径 强度：中心的海平面气压,二、气旋和反气旋,分类：形成区域温带气旋和热带气旋 热力结构锋面气旋和无锋面气旋,锋面气旋：锋面气旋气流上升更为强烈，往往产生云、雨、雷雨、大风天气。如蒙古气旋、江淮气旋等 江淮气旋是造成江淮地区暴雨的重要天气系统,温带气旋（锋面气旋）,活动在中高纬地区的气旋，多为锋面气旋。,结构,锋面气旋是一个呈逆时针方向旋转的涡旋，自中心向前方伸展出一条暖锋，向后方伸展出一条冷锋，冷、暖锋以南

8、为暖空气，以北为冷空气。,发展成熟的锋面气旋内部，可分为冷、暖两个区。通常东、北、西三面为冷区，南面为暖区。暖区和冷区之间，存在着暖锋和冷锋。暖锋与冷锋相接的一点，即锋线向高纬度突出的一点，气压最低，即为气旋中心。,锋面气旋天气模式,（二）、反气旋 反气旋：具有封闭的等压线，中心气压比周围高的涡旋。高压（气压场）中心气压比周围高 反气旋（流场）气流顺时针旋转（北半球）气流逆时针旋转（南半球）天气:反气旋内部，气流辐散下沉，多晴朗天气 反气旋的发展（加强）反气旋的减弱 范围:最外围闭合的等压线的直径 强度:中心的海平面气压,冷性反气旋：冬季大陆出现的为冷性反气旋，习惯上称冷性高压，中高纬度常见，

9、冬季最频繁。一般带来大量冷空气，造成大风降温的寒潮天气，降温幅度超过10以上。暖性反气旋：夏季海洋出现的为暖性反气旋，一般在副热带出现的副热带高压就是暖高压，它一年常在。副高的强度和位置是随季节而移动，在北半球夏季较强，位置偏西偏北，冬季较弱，偏东偏南。,分类：根据温度结构可分为冷性反气旋和暖性反气旋,影响我国的反气旋：,冷性反气旋蒙古冷高压中心天气晴冷，边缘风大，高压东南往往存在冷锋,形成原因：(1)冬季大陆上冷却速度快，十分寒冷，空气下沉，成为高压；(2)有利于空气堆积、停滞的地形作用。青藏高原、蒙古高原等高大的地形阻挡了冷空气的南下，使大量的冷空气堆积成为高压。,中心：下沉气流强，气压梯

10、度小，所以为晴朗少云、炎热微风的天气。西北、西侧：西北侧的暖湿气流与西风带的干冷气流相邻，常有气旋、锋面活动。该区水汽充沛，上升气流强，形成大云雨带，雨带通常位于副高脊线北侧58个纬距处。这是我国东部最重要的一条大雨带。西南侧：盛行东风，天气较好，当有热带天气系统出现时，产生成片的云雨，有时出现大风、暴雨等恶劣性的天气。东南、东侧：受偏北、偏东气流的影响，较冷，以下沉气流为主，多晴朗少云的天气。,1.副热带高压各部位的结构和天气,西北、西,东南、东,中心,西南,暖性反气旋西太平洋副热带高压,中心附近：天气晴朗、闷热，易产生干旱天气。,2.西太平洋副高的移动与中国东部大雨带的关系雨带的形成 在中

11、国东部，副热带高压的西北侧的偏南暖湿气流与西风带的干冷气流相交绥，形成静止锋大雨带，这是对中国东部广大地区影响最大的雨带。雨带位置 一般在副高西北侧，与副高中心脊线相距5到8（纬距）。雨带移动规律 与副热带高压的位置密切相关。从春到夏向北推进；秋季向南退缩。但雨带的北进不是连续的，而是时进时退，有时停滞，有时迅速北跳。,东部大雨带的移动规律十分复杂，不同的年份副高的强度和位置有很大的变化，雨带的位置也大不相同。下表所示为多年平均位置。,第二节 天气预报,1.定义：冬半年，由于强冷空气迅速入侵造成大范围的剧烈降温，并伴大风、雨雪、冻害等灾害性天气的现象。2.标准：长江中下游及以北地区，日平均气温

12、：48h下降10以上 极端最低气温：4 或以下 风力：陆上（三个大行政区）5 7级，海域（3个海区）达7级以上,第三节 主要灾害性天气过程,一、寒潮,西北路,东路,3.路径：关键区：西伯利亚中部（东经7090E，北纬4365N）西北路由河套附近南下江淮地区和长江中下游。东路经内蒙古及东北地区，低层冷空气折向西南，直达两湖盆地。西路经我国新疆沿青藏高原东侧南下。,西路,寒 潮 入 侵 我 国 路 线图,4.天气过程和特点过程：影响前，空气潮湿静稳，温度相对高 影响时，P，风向突变，风力，温湿度，并伴有雨雪 影响后：天气晴冷特点：大风浮尘、扬沙、沙尘暴，偏南风转偏北风，一般68级持续12天降温降温

13、幅度可达10 20，造成冻害降水淮河以南往往出现雨雪天气，淮河以北往往是干冷天气,二、霜冻,定义,在植物生长季内，由于土壤表面、植物表面及近地气层的温度降到0以下，引起植物体受伤害或死亡的现象。,白霜,空气湿润情况下发生霜冻时常可在地面物体上看到白色冰晶，称为“白霜”。,黑霜,若水汽不饱和，不出现霜的霜冻称暗霜或黑霜北方春秋季空气干燥，发生霜冻时往往水汽不足,低温冷害（华南为寒害）：定义：植物生长季节里，土壤表面或植物表面的温度下降到低于B而高于0（有时甚至20左右），使植物遭受伤害或死亡的现象。,冻害,定义：冬季，越冬作物、经济林果木以及人畜在越冬期间因遇到0以下强烈低温或剧烈变温使植物及人

14、畜受伤害或死亡的现象。,类型,根据霜冻发生的时期，可分为早霜冻和晚霜冻两种。,早霜冻（秋霜冻、初冬霜冻、初霜冻）：,晚霜冻（春霜冻、晚冬霜冻、终霜冻）：,是由温暖季节向寒冷季节过渡时期发生的霜冻。,是由寒冷季节向温暖季节过渡时发生的霜冻。,根据霜冻发生的天气条件，可分为平流型霜冻、辐射型 霜冻和平流辐射型霜冻三种。,平流型霜冻（风霜）：,指由于出现强冷平流天气引起剧烈降温而发生的霜冻。因为发生时伴随强风，所以又称为“风霜”。危害范围大 持续时间长,辐射型霜冻（静霜）：,在晴夜无风的夜间，地面和作物表面强烈辐射降温而发生的霜冻。通常无风或风力微弱，所以又称为“静霜”。受地形影响大，强度弱，范围小

15、，时间短,平流辐射型霜冻：,指冷平流和辐射冷却共同作用下发生的霜冻。范围广、强度大、持续时间长，危害最严重。,天气条件：冷平流或晴朗无风(微风)、湿度不大的夜晚地形：盆、谷、洼地重 北坡南坡，东坡、东南坡西坡、西南坡 山脚山顶山腰 水域附近轻、防风林下轻，林间空地重土壤状况：热容量小、导热率小的土壤易形成霜冻,影响霜冻形成的因子,生物技术方法选择抗冻花木品种、改进栽培管理技术、增强植物抗寒性、适地适树、合理利用地形小气候等。物理方法人工施放烟幕、露天加温、喷雾法、灌水法、覆盖法等。,防御方法,比较霜、霜冻、寒害（冷害）、冻害,生长季 td0 水汽的凝华物生长季 t0 植物遭受伤害或死亡生长季

16、0tB 植物遭受伤害或死亡越冬季 t0 植物遭受伤害或死亡,霜 霜冻 寒害(冷害)冻害,热带气旋：形成于热带海洋上、具有暖心结构、强烈的气旋性涡旋。热带气旋范围：用最外围闭合等压线的直径来度量热带气旋强度：用中心海平面最低气压和近中心地面最大平均风速或风力表示（一)热带气旋的名称和等级热带低压：热带气旋近中心最大风力67级热带风暴：近中心最大风力89级 强热带风暴：近中心最大风力1011级台风：近中心最大风力1213级 强台风：近中心最大风力1415级 超强台风：近中心最大风力16级,三、热带气旋和台风,(二)台风和热带风暴形成条件,形成条件：广阔的高温高湿的洋面：提供大量高温高湿的水汽，存在

17、不稳定的大气层结；有一定的地转偏向力：只有在纬度高于5的地区才能出现台风；气流垂直切变小：凝结潜热在有限范围内释放，很快形成暖心结构，保证初始扰动地面气压不断降低；合适的流场：台风的形成要有一个起始扰动，加上摩擦辐合就能产生上升运动，释放不稳定能量。,（三）台风源地,北太平洋西部、东部北大西洋西部、阿拉伯海孟加拉湾南印度洋东部、西部南太平洋西部,520海水温度26.5以上的暖湿洋面上信风交汇的辐合带,（四）台风水平结构和天气,台风在水平方向上由内而外可分为三个区：台风眼区：台风中心，半径为530km不等，气流下沉，少云，P低，T高，微风或静风。涡旋区：半径约50100km。眼壁强烈的上升气流常

18、形成垂直云墙，云墙下狂风暴雨，风力常达12级以上，过程降水量可达300400mm或以上。是台风中天气最恶劣、破坏最严重的地区外围大风区：涡旋区的外缘至台风边缘。半径200300km。风力一般68级。,引导气流,（五）台风路径西北路径 也称登陆路径，对我国华东地区影响最大 转向路径 对我国东部沿海，台湾及日本影响最大。偏西路径 台风在菲律宾以东形成,在华南沿海一带登陆,对我国华南沿海影响最大6月以前和9月以后：主要是西移路径和海上转向路径，影响华南沿海、东部沿海；78月登陆路径多，主要影响华东地区。,(六)台风和热带风暴的利弊台风之弊：破坏农业、交通、通讯、公共设施等。大风 暴雨 风暴潮台风之利：在伏旱地区，台风降水可解除旱情。在高温酷暑季节，台风可带来宜人的凉风。,