Char3 气旋与反气旋
1、气旋（反气旋）是占有三度空间的，在同一高度上中心气压低（高）于四周的流场中的涡旋。气旋在北半球逆（顺）时针旋转，在南半球相反。
温带的气旋和反气旋冬季强于夏季，海上的气旋强于陆上的，陆上的反气旋强于海上的。 气旋按地理分为热带气旋和温带气旋；按热力结构分为锋面气旋和无锋气旋
反气旋地理分为极地、温带和副热带反气旋；按热力结构分为冷性和暖性反气旋
2、涡度方程
涡度：表示流体质块的旋转程度和旋转方向
? ξ /? t >0表示气旋性涡度增加，反气旋性涡度减小
? ξ /? t <0表示反气旋性涡度增加，气旋性涡度减小
涡度倾侧项：由于垂直速度在水平方向分布不均匀，引起涡度的变化
水平无辐散大气中绝对涡度守恒。
位势涡度守恒解释气柱上山下山强度变化：气柱上山，H 减小，辐散，f 不变，则气旋性涡度减小，反气旋性涡度增大；气柱变短，为了保持位势涡度守恒，正涡度减小，有正变高，所以槽和低压减弱，脊和高压增强；
青藏高原（第五章）：上（下）山，气柱缩短（伸长），为了保证整层大气的不可压缩性，必伴有水平辐散（合），同时在水平地转偏向力作用下，反气旋（气旋）涡度生成，则气旋性涡度减小，反气旋性涡度增大；考虑准地转运动有等压面高度升高（降低），低值系统（高空槽、低中心）减弱（加强），高值系统（高空脊、高中心）加强（减弱）。
3、位势倾向方程
（1）地转风绝对涡度平流可分为地转涡度的地转风平流和相对涡度的地转风平流 解释槽脊移动：
波长<3000km 的短波，以相对涡度平流为主
槽前脊后：正相对涡度平流，有负变高；槽后脊前：负相对涡度平流，有正变高
槽线、脊线：相对涡度平流为0，等压面高度没有变化，槽脊不会发展，而是向前移动。 物理解释：
槽前脊后借助西南风将正相对涡度大的向小的方向输送，使得其固定点正相对涡度增加，在地转偏向力作用下伴随水平辐散，气柱质量减少，地面减压，有负变压中心，地面辐合，这样高空辐散，地面辐合，有上升运动，上升绝热冷却，气柱收缩，高层等压面高度降低，有负变高；相反，槽后脊前引起高层等压面高度增加，槽线处变高为零，所以，槽无加深减弱，向东，即向前移动。
波长>3000km 的长波，以地转涡度平流为主
槽前脊后：有偏南风时，v>0，有负的地转涡度平流，负变高
有正变高
（2）厚度平流随高度变化项：自由大气中，温度平流总是随高度减弱的，高空脊上，风随高度顺转，有暖平流时Vg ·▽T<0，气柱厚度增大，等压面升高，槽减弱；高空槽上，风随高度逆转，有冷平流>0，等压面降低，槽加深。
（3）非绝热加热随高度变化项：当非绝热加热随高度增加时，>0，等压面降低
4、ω方程
解释L<3000km，500hpa上升下沉运动：
（1）涡度平流随高度变化
正涡度平流随高度增加，>0，有上升运动ω<0。
物理：地面低压中心，涡度平流很小，其上空为正涡度平流，气旋性涡度增加，产生水平辐散，出现补偿上升运动。
（2）厚度平流的拉普拉斯
高空脊上，风随高度顺转，有暖平流，-V·▽h T>0时，有上升运动
高空槽上，风随高度逆转，有冷平流，-V·▽h T<0时，有下沉运动
物理：暖平流使高压脊500~1000hpa厚度增加，等压面升高，温压场不平衡，在气压梯度力作用下，产生水平辐散，为保持质量连续，必产生补偿上升运动。
（3）非绝热加热的拉普拉斯
非绝热加热区，有上升运动；非绝热冷却区，有下沉运动
5、斜压系统的发展
平均冷温度舌落后高度场，在这种温压场配置下，高空槽前地面为气旋，槽后地面为反气旋。槽前有暖平流，槽后有冷平流。
●高空槽前有正涡度平流，气旋性涡度增加，在地转偏向力作用下产生辐散，从而使地面减压，又在气压梯度力作用下，在负变压区出现辐合。高层辐散、低层辐合，必有上升运动。高层等压面降低（负变高），使气压场与流场适应；辐合又产生气旋性涡度，地面气旋加深发展。
●高空槽后有负涡度平流，反气旋性涡度增加，在地转偏向力作用下产生辐合，从而使地面加压，又在气压梯度力作用下，在正变压区出现辐散。高层辐合、低层辐散，必有下沉运动。高层等压面升高（正变高），使气压场与流场适应；辐散又产生反气旋性涡度，地面反气旋加深发展。
6、动力因子和热力因子
动力因子（涡度因子）－－相对涡度平流
主要是高空槽前的正涡度平流促使了地面气旋的发展。也可以说，是上下层涡度平流的差异(地面低压中心涡度平流很弱)促使了地面气旋的发展。我们称它为气压变化的动力因子，也称涡度因子。
槽前脊后的正涡度平流和槽后脊前的负涡度平流使得高空槽脊向前移动，地面气旋、反气旋加强发展。
热力因子——温度平流
地面气旋后部，反气旋前部为冷平流加压；气旋前部，反气旋后部为暖平流减压，分别使气旋和反气旋向前移动。在高空相反，冷平流使槽加深，暖平流使脊加强。
7、温带气旋的发展阶段和温压场
波动阶段：温度场落后于高度场，地面气旋位于高空槽前；但高空未出现闭合等高线。温度平流零线穿过气旋中心，气旋前部为暖平流，后部为冷平流。
成熟阶段：高空槽加深并已出现闭合中心，温度场仍落后于高度场，但两者比前一阶段接近。锢囚阶段：高空槽出现闭合中心，温度场仍落后于高度场，但低中心和冷中心更加接近。地面气旋发展到最强阶段，开始锢囚。
消亡阶段：高空温压场近于重合，成为一个深厚的冷低压。地面气旋也变成一冷低压，锋面
移到气旋的外围。
8、气旋再生、气旋族、热低压和爆发性气旋的含义
气旋再生：趋于消亡或已经消亡的气旋在一定的条件下又重新发展起来的过程。
有三类——副冷锋加入后再生、气旋入海后加强、两个锢囚气旋合并加强。
气旋族：在同一条锋系上出现的气旋序列
热低压：一种无锋面气旋，由于近地面加热，一般只出现在近地面层（700hPa以下），3－4km就不明显的暖性低压系统，浅薄而少移动。通常可分为地方性热低压和锋前热低压。爆发性气旋：温带气旋移出陆地后常突然猛烈加强，中心气压24h下降大于24hPa。
9、北方气旋、南方气旋
南方气旋（25o-35oN）：江淮气旋和东海气旋
北方气旋（45o-55oN）：蒙古气旋、东北气旋、黄河气旋和黄海气旋
10、倒槽锋生型气旋
江淮气旋：静止锋上波动、倒槽锋生
倒槽锋生型：地面变性高压东移入海后，由于高空南支锋区上西南气流将暖空气向北输送，地面减压形成倒槽并东伸。这时在北支锋区上有一小槽从西北移来，在地面上配合有一条冷锋和锋后冷高压。
典型气旋和倒槽锋生气旋有何不同：
（1）典型气旋：
发生在冷高压的南部；东、西风的切变明显；形成开始就存在有明显的锋面，高空有扰动（2）倒槽锋生气旋：
发生在倒槽中；具有西南风和东南风的切变。形成之初无明显锋区，以后由于锋生，锋区才开始明显起来，但高空有比较明显的槽。
Char4 大气环流
1、大气环流：一般来说，指大气具有全球范围的大尺度大气运行的基本状况，其水平尺度在数千公里以上，垂直尺度在10km以上，时间尺度在1~2天以上。
2、平均纬向风分量的经向分布
夏季（7月份）（1）低纬：低层小范围的西风；其他部分为东风；最大风速中心在平流层；东风带在下部各占南北约30?
（2）中高纬：对流层中夏季西风较弱(与冬季比较而言）；北半球最大风速中心在（200hPa；40?N）
(3) 北半球平流层为环极地的东风。
冬季（1月份）（1）铅直向上东风带迅速变窄
（2）中高纬度对流层中西风较强（北半球尤其明显）；最大风速中心在（200hPa；30?N）（3）北半球极区冬季从对流层到平流层均为西风
3、平均经向风分量的经向分布
夏季（1）13?N-40?N低层盛行1m/s以下的北风分量
（2）高空为较弱的南风
（3）近赤道地区；低层南风达2.5m/s；高空为小于2m/s的北风
冬季（1）30°N以南对流层低层为较强的北风，最大3.5m/s ，其上空（200-300hPa）同时有明显的南风分量，最大风速2.5m/s ，中部风较弱（平直西风）。
（2）40°N以北低层平均为南风，高层则平均为北风，风速均不足1m/s。
4、对流层中部（500hPa）平均水平环流
5、对流层底部的水平环流
半永久性大气活动中心：冰岛低压，阿留申低压，太平洋副高（夏威夷高压），大西洋副热带高压（亚速尔高压），格陵兰高压，这些系统的活动对广大地区的天气和气候都有重大影响。
6、控制大气环流的基本因子：太阳辐射、地球自转、地球表面不均匀性、地面摩擦。
海陆分布的影响：白天吹海风，晚上吹陆风。形成季风，夏季吹海风，冬季吹陆风。
地形影响：迫使气流绕行、爬坡，使气流速度发生变化。如青藏高原，西风绕流作用形成北脊南槽。气流在引发坡有利于反气旋性涡度加强，而在背风坡有利于气旋性涡度加强。冬季东亚大槽是海陆热力差异和西藏高原地形动力作用的产物。
7、三圈环流
0-30°S/N 哈德莱环流圈低层东北东南信风，高层西风
30-60°S/N 费雷尔环流圈低层西风，高层带状西风
60-90°S/N 极地环流圈低层东风，高层西风
8、极锋与副热带锋有何不同？
极锋定义：来自极地和高纬的低层东北气流，一般比较干冷，与来自低纬的暖湿西南气流相遇形成的锋区。
副热带锋区：在对流层中上部哈德莱环流中，来自赤道的暖湿气流与间接环流高空的较干冷北风气流之间形成的锋区。
9、极涡：在60oN（S）-90oN(S)范围内绕极地逆时针旋转的大气环流。极涡是活动于极地附近的冷性涡旋。
10、极地近地面温度分布特点
（1）垂直方向：冰雪面上强烈辐射，存在厚度为2km的明显逆温层；夏季逆温减弱
（2）地面温度年变化显著：冬季-30oC 以下；夏季0oC左右
（3) 极地地区大气层结稳定
11、
东北信风：北半球的副热带反气旋中心流向赤道的偏东北气流因为很稳定所以称为东北信风赤道辐合带：东北信风和东南信风交汇的地区
沃克环流：纬圈环流最主要的结构是在印度尼西亚和西太平洋暖洋面上的上升运动及其东西两侧的下沉运动。
12、急流
含义：一股强而窄的气流带，主要集中在对流层的上部或平流层中，急流中心最大风速≥30m/s.具有强大的水平风速切变和垂直风速切变（水平：5m/s/100km, 垂直：5－10m/s/km）低空急流：600百帕以下出现的强而窄的气流带。与暴雨、飑线、龙卷、雷暴等剧烈天气有密切关系。
种类：极锋急流、副热带西风急流和热带东风急流
基本特点：急流轴的左侧风速具有气旋性切变，右侧具有反气旋性切变，左侧相对涡度为正，右侧为负，涡度梯度在轴附近最大。急流轴左侧有偏差风辐合，右侧辐散。
极锋锋区和副热带锋区的区别：极锋锋区在60°N附近中低层，低层对应地面锋线；副热带锋区在30°N附近高层，地面无锋线。
13、季风和信风
季风：由于大陆与海洋温差的季节性变化造成气压场季节性变化，与气压场相联系的风场也发生根本变化，这种大规模的季节性转换成为季风。
信风：由于太阳辐射和地球自转形成的比较稳定的风系，赤道两侧分别有东北信风和东南信风。
东亚季风的特点：
对流层底部：冬季盛行偏北风、偏西风，夏季偏南、偏东风；冬季干冷，夏季湿热，雨量集中在夏季。
对流层中部：槽脊位置冬夏季相反。高空冬季为西北风气流；夏季30oN 以北为西风，30oN 以南为偏东风。
13、青藏高原地形对东亚天气和环流的影响
绕流分支在高原北部形成地形脊，南部形成地形槽；气流上、下山对高空槽脊的强度有影响（位涡守恒）
冬季南支急流强（高原冷源），孟加拉湾地形槽前的暖平流水汽输送是我国冬季的主要通道；夏季北支西风急流强（高原热源），高原对大气的摩擦作用，风速南小北大，反气旋切变，高原北侧形成反气旋小高压，并东移，其东侧的北风与副高脊上的南风形成切变线，影响夏季降水。
Char5 天气形势及天气要素预报
1、外推法
根据最近一段时间内天气系统的移动速度和强度变化规律，顺时外延，预报出系统未来的移动速度和强度变化。分为等速外推和加速外推。
等速外推：只需根据当时及过去某一时间的两张图即可进行
加速外推：用曲线外推法需要3张图
2、天气系统的运动学预报法（变压法）
在运动系统上，选取一些特定点或特定线，使得在这些点或线上某要素在运动坐标系中的局地变化为零。
（1）槽（脊）线的移动规则：
1.槽线沿变压（变高）梯度方向移动，脊线沿变压（变高）升度方向移动；
2.槽线（脊线）的移速与变压（变高）梯度（升度）成正比，与槽线（脊线）强度成反比。即在变压（变高）梯度相同的情况下，强槽（脊）比弱槽（脊）移动得慢。
（2）气旋和反气旋中心的移动规则：
1.正圆形的低压(高压)沿变压梯度(升度)方向移动，移动速度与变压梯度(升度)成正比，与系统中心强度成反比。
2.椭圆形高压(低压)的移动方向介于变压升度(梯度)与长轴的之间；长轴愈长，愈接近于长轴。移动速度与变压升度(梯度)成正比，与系统中心强度成反比。
（3）槽脊强度预报
当气旋中心或槽上出现负变压(正变压)时，气旋或槽将加深(填塞)。当反气旋中心或脊上出现正变压(负变压)时，反气旋或脊将加强(减弱)。
3、高空天气形势预报
平均层涡度方程：平均层涡度局地变化=绝对涡度平流(相对涡度平流为主)+热成风涡度平流（1）考虑了热成风的存在，是由大气的斜压性产生的，这里假设各层等温线平行，实际并非真正平行，只是一个近似方程
（2）大气顶层ω0=0，若不考虑地形和摩擦作用，则地面平坦，地面垂直速度ωP≈0，弱考虑摩擦作用，则平均层上的涡度要发生变化
（3）从实际理论分析，平均层接近600hpa，又因实际只分析500hpa，因此用500hpa近似（4）500hpa上天气系统发展以涡度平流为主，但热成风平流仍然重要
4、涡度平流定性判断
地转涡度平流：Af= -V·▽f= -vβ(北半球β>0）槽前脊后有南风分量时（v>0）有负的地转涡度平流，有北风分量时有正的地转涡度平流。对于偏南北向的槽，地转涡度平流使其向西移动。对于东西向的槽，不会移动。横槽在槽(脊)线上为偏北气流时，有正的地转涡度平流，对涡度局地变化有正贡献，使槽加深(脊减弱)；为偏南气流时，槽减弱(脊加强)。
相对涡度平流：散合项、曲率项、疏密项（不重要）
散合项：槽前Ks>0，有正曲率涡度平流A>0，? H /? t <0负变高，使槽加深。若? H /? t >0，脊加强。
曲率项：槽前曲率?Ks/ ?s<0→? H /? t <0负变高，槽后<0正变高，槽脊线上=0，固曲对槽脊发展无影响，使其向前移动
在槽线处为正相对涡度最大值，脊线处为负相对涡度最大值，槽前脊后，借助西南风，将正的相对涡度大值往小的地方输送，使得槽前脊后正的相对涡度增加，因此为正相对涡度平流。（1）对称性的槽（脊）没有发展，疏散槽（脊）? H /? t <0负变高，是加深（加强）的，汇合槽（脊）是填塞（减弱）的。
（2）槽（脊）前疏散，槽（脊）后汇合，则移动迅速；槽（脊）前汇合，槽（脊）后疏散，则移动缓慢。冷舌落后于高度槽，槽中有正热成风涡度平流，槽将发展。当高度槽（脊）落后于冷舌，槽（脊）减弱。
5、地面天气形势预报
通常用1000hPa等压面图作为地面图
平均层高度变化项：包括涡度平流和热成风涡度平流（同上）作用使气旋发展
平均冷暖平流（厚度平流）项：冷平流Vg·▽T>0，使平均层与1000hpa间的厚度减小，等压面高度升高（正变高），气旋向前移动。
温度绝热变化项：稳定大气中rd-r>0，ω<0有上升运动，由于绝热膨胀，气柱厚度减小，地面加压。
非绝热变化项：非绝热增温dQ/dt>0或冷却dQ/dt<0包括乱流、辐射及蒸发、凝结三种热力交换过程。加热时气柱厚度增大，有负变高。
引导气流（平均温度平流）：地面系统中心的移动沿着平均层气流（地转风）的方向移动，称此气流为引导气流。此项主要作用是使气旋、反气旋向前移动。
地形和摩擦的影响：当山的坡度越大、水平风越大，且风向与山的走向越垂直时，垂直运动越强。
青藏高原对槽脊移动的影响：
A槽前气流爬坡，气旋性涡度减弱，正变高，抵消槽前正相对涡度平流造成的负变高，变高梯度减小——减速
B槽后爬坡——正变高（槽前已在高原上）变高梯度加大——加速
C移速不受地形影响
D槽前下坡（槽后还在高原上），气旋性涡度增加，负变高，与槽前相对涡度平流引起的负变高叠加，变高梯度增加——加速
E 槽后下坡，出现负变高，抵消槽后负相对涡度平流引起的正变高，变高梯度减小——减速
天气学原理试题（2014.09.11 ） 填空题 1、对流天气一般发生在（条件性不稳定）的情况下，但有时在（上干下湿）的（条件性稳定 层结）条件下，如果有较大的（抬升运动），也可能产生对流天气。 2、在准地转假设下，当正涡度平流随高度（增大时）时，有利于垂直上升运动的发展。 3、中纬度自由大气的大尺度运动，满足水平运动方程的（零级简化方程），即在水平方向 上，（气压梯度力）和（地砖偏向力）平衡。 4、中尺度雨团是由（10km ）左右的降水单体所组成，并伴有（10-4/s ）的低空辐合。 5、较强的东风波在卫星云图上具有较强的（涡旋状云系），有的甚至可发展为（台风）。 6、一般把出现在低空850 和700hpa 等压面上风场上具有（气旋式切变）的不连续线称为切变线。 7、暴雨常发生在低空急流与边界层急流的交点的（北）侧，其几率几乎达到100%。 8、造成我国雨带进退过程中的三个突变期的根本原因是（副热带高压脊线位置的三次突变）。 9、中尺度低压系统主要有两类：（中低压）和（中气旋）。这两种中系统在气压场上都是低 压，其主要区别是在风场上前者（没有明显的气旋式环流），而后者则（有闭合的气旋式环流）。 10、强雷暴与一般雷暴的主要区别表现在系统中的垂直气流的（强度）以及垂直气流的（有 组织程度）和（不对称性）。 11、强雷暴发生、发展的有利条件有：（逆温层）、（前倾槽）、（低层辐合、高层辐散）、（高、低空急流）、（中小尺度系统）。 12、降水的形成一般有三个过程：水汽由源地输送到降水地区，即（水汽条件）；水汽在降水地 区辐合上升，在上升过程中（绝热膨胀冷却凝结成云），即垂直运动条件；云滴增长变为雨滴而 下降，即（云滴增长）条件。 13、东北冷涡天气具有不稳定的特点。因为冷涡在发展阶段，其温压场结构并不完全对称，所以它 的（西部）常有冷空气不断补充南下，在地面图上则常常表现为一条（副冷锋）南移，有利于 冷涡的西、西南、南到东南部位发生（雷阵雨）天气。 14、一般认为，暴雨降在低空急流中心的（左前方），主要是由于急流所在层次的水汽在那里强烈（辐合上升）造成的。 15、常见的对流性天气的触发机制有：天气系统造成的系统性上升运动、（地形抬升作用）和 局地热力抬升作用）。
《天气学原理》复习思考题 第一章大气运动的基本特征 1. 影响大气运动的作用力有哪些？各作用力的大小和方向如何？ 2. 个别变化、局地变化、平流变化的含义？表达式？联系？ 3. 沿气流方向温度的代数值减小是冷平流还是暖平流？ 4. 控制大气运动的基本方程有哪些？各方程的形式如何？ 5. 速度散度的表达式和意义？辐合、辐散的含义？ 6. 大气运动系统的分类与特征尺度？ 7. 大尺度系统运动的基本特征？ 8. 地转平衡、静力平衡的概念和方程式？ 9. “P”坐标系与“Z”坐标系有什么不同？“P”坐标系有哪些优越性？ 10. 什么是位势米？等位势面与等高面哪一个是水平面？ 11. 与w有什么不同？ 12. 地转风的定义？各坐标系中的表达式和意义？ 13. 在北半球大尺度系统运动中，为什么低压中心周围的风做逆时 针旋转？高压中心周围的风做顺时针旋转？ 14. 在北半球大尺度系统运动中，为什么高压中心附近等压线稀 疏，风力微弱？ 15. 热成风的定义？表达式和意义？ 16. 为什么暖平流区风随高度顺转？ 17. 为什么中纬度对流层高层盛行西风气流？ 18. 中纬度系统温压场结构的主要特点？ 19. 为什么在正压大气中等压面就是等密度面也是等温面？ 20. 什么是斜压大气？为什么在斜压大气中会产生热成风？ 21. 地转偏差的定义和存在的意义？地转偏差产生的根本原因？ 22. 为什么摩擦层中风斜穿等压线指向低压一侧？ 23. 自由大气中的地转偏差，在低层和高层各以什么为主？ 24. 变压风的方向如何？ 25. 说明高空槽前脊后这块区域高低层散合情况？ 第二章气团与锋
1. 气团的定义，气团的变性，气团形成的两个条件。 2. 冷气团与暖气团的区别 3. 我国境内冬夏两季气团活动特点 4. 锋的概念. 锋的空间结构特征。 5. 冷锋,暖锋,准静止锋,锢囚锋的定义. 6. 锋附近温度场的特征. 7. 在剖面图上，锋区内等位温线为什么相对密集并与锋面近于平 行？ 8. 解释说明锋附近气压场的特征. 9. 解释说明锋附近变压场的特征. 10. 气压倾向方程的物理意义. 11. 锋附近风场的特征. 12. 影响锋面天气的因素主要有哪些？ 13. 什么是第一型冷锋和第二型冷锋？它们的天气有什么不同？ 14. 准静止锋天气有什么特点？ 15. 如何应用高空等压面图定锋？ 16. 如何应用单站高空风图定锋？ 17. 如何利用地面图定锋？ 18. 锋生和锋消的含义和特征？ 19. 什么是锋生函数（强度）？影响锋生锋消的因素主要有哪些？ 20. 解释说明在稳定大气中冷锋上山、下山是加强还是减弱？ 21. 我国主要的锋生区在何处？ 22. 我国有利锋生的天气形势有哪些？ 第三章气旋和反气旋 1. 气旋和反气旋的定义和分类 2. 涡度定义和物理意义 3. 地转风涡度与地转涡度有什么不同？ 4. 绝对涡度的表达式。绝对涡度守恒的条件是什么？ 5. 自然坐标系中涡度的表达式及意义 6. 简化涡度方程式及各项的物理意义 7. 试用涡度平流输送项定性判断短波槽脊和长波槽脊的移动情况 8. 位势倾向方程各项的物理意义 9. 用方程判断斜压模式中上升、下沉运动分布情况
南京信息工程大学天气学原理试题一 一、名词解释： （20分） 1．质量通量散度。 2．冷式锢囚锋。 3．气旋族。 4．大气活动中心。 5．热成风涡度平流。 二、填空：（36分） 1． 连续方程根据------------------原理求得，P 坐标中的连续方程------------------------。 2． 固定点温度变化由---------------------------------------------------------------------- -------------------------决定。 3． 推导马格拉斯锋面坡度公式假设锋为---------------------------面，其动力学边界条件为---------------------------------------------------。 4． 一型冷锋与二型冷锋区别是------------------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------。 5． 在中、高纬大尺度系统运动中，通常固定点涡度增加（减小）和该固定点等压面位势高度降低（升高）是一致的，这种一致性赖以存在的根据是------------------------------------------------------------------。 6． 用ω方程诊断上升及下沉运动是由-------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------项决定。 7． 控制大气环流的基本因子有------------------------------------------------------------ -----------------------------------------------------------------------。 8．任一层风速可用T v A v +=表示，它能成立的条件是 --------------------------------------------------------------------若为地面风速，则A 取---------------------（填：1,0,0-=<>） 9．我国北方气旋活动，一般与-----------急流相对应，南方气旋活动一般与-----------急流相对应。 三、综合题。（44分） 1．从力的平衡观点说明为什么在北半球大尺度系统运动中，高压内空气作顺时针旋转？（8分） 2．解释在稳定大气中，冷锋上山（爬坡），此锋是加强还是减弱？（8分） 3．请写出位势倾向方程： ()g g f v f t p f ζφσ+??-=?????? ????+?2222??? ????-???? ??????-??+dt dQ p R p c f p v p f p g σφσ22 右端各项的名称，并用此方程定性解释图中槽的变化（图中波长L<3000KM,，实线为hPa 500图上等高线，虚线为等温线，闭合D G ,为地面高低压中心）（14分）
集训天气学原理知识点汇总(2014.09.12) 1、大气运动受(质量守恒)、(动量守恒)和(能量守恒)等基本物理定律支配。 2、影响大气运动的真实力有(气压梯度力)、(地心引力)、(摩擦力)；影响大气运动的视示力有(惯性离心力)、(地转偏向力)。 3、(1)气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压力，叫气压梯度力，由表达式可知，气压梯度力方向指向—▽P 的方向，即(由高压指向低压)；气压梯度力的大小与(气压梯度)成正比，与(空气密度)成反比。 (2)摩擦力：单位质量气块所受到的净粘滞力 (3)惯性离心力：R C 2Ω= (4)地转偏向力： V 2 ?Ω-=A ，地转偏向力有以下几个重要特点： ①.地转偏向力A 与Ω 相垂直，而Ω 与赤道平面垂直，所以A 在(纬圈)平面内； ②.地转偏向力A 与V 相垂直，因而地转偏向力对运动气块(不做功)，它只能改变气块的(运动方向)，而不 能改变其(速度大小)。 ③.在北半球，地转偏向力A 在V 的(右侧)，南半球，地转偏向力A 在V 的(左侧)。 ④.地转偏向力的大小与相对速度的大小成比例。当V=0时，地转偏向力消失。 (5)重力是(地心引力)和(惯性离心力)的合力，但是地球是椭圆的，任何地方重力都(垂直于水平面)。重力在赤道(最小)，极地(最大)。 4、温度平流变化：气块在温度水平分布不均匀的区域内保持原有的温度作水平运动而对局地温度变化所提供的贡献。 温度对流变化：空气垂直运动所引起的局地温度变化。 局地温度变化=个别变化+平流变化+对流变化 5、连续方程的表达式: 0)(=??+??V t ρρ 表示大气(质量守恒定律)的数学表达式称为(连续方程)。其中)(V ρ??称为质量散度(单位体积内流体的净流出量，净流出时散度为正，净流入时为负)。 6、(尺度分析)是针对某种类型的运动估计基本方程各项量级的一种简便方法。通过尺度分析，保留大项，略去小项，可以使方程得到简化。(零级简化方程)，就是只保留方程中数量级最大的各项，略去其他各项。一级简化方程，是除保留方程中数量级最大的各项外，还保留比最大项小一个量级的各项。 7、重力位势：单位质量的物体从海平面上升到高度Z 克服重力所做的功。位势的单位是(焦耳/千克)。 8、地转风：对中纬度天气尺度运动而言，在水平方向上(地转偏向力)和(气压梯度力)平衡的风称为地转风，ρp G ?-=
《天气学原理》理论测试题答案 单位：姓名：分数： 一、填空（每空1分，共40分） 1、冬季北半球的对流层东部环流的最主要特点是在中高纬度以极地低压（或极涡）为中心地环绕纬圈的西风环流。 2、在极地环流圈和哈得来环流圈之间的中高纬度地区存在一个与直接环流方向相反的闭合环流圈称为间接环流圈，亦称为费雷尔环流。 3、在7月份北半球热带对流层高层有明显的反气旋中心，分别在北美、波斯湾和青藏高原。 4、云滴增长的条件，主要取决于云层厚度，而云的厚度，又决定于水汽和垂直运动条件。 5、我国华北及江淮地区有些低压在大陆本来没有很大发展。但是当他们东移入海后，又可再度迅速发展，这一方面因为海上的摩擦力影响比陆地小；另一方面是由于暖海上非绝热加热影响所致。 6、大气环流形成和维持是由影响大气运动的一些基本因子在长期作用下造成的，最主要的因子是太阳辐射、地球自转、地球表面不均匀（海陆和地形）和地面摩擦。 7、寒潮的中期过程是以北大西洋脊和北太平洋脊的发展为开始，而以东亚大槽的重建为结束。 8、对流性天气形成的基本条件：水汽条件、不稳定层结条件和抬升力条件。 9、下图中为T-lnP图，其中A为抬升凝结高度，B为自由对流高度，C为层结曲线，D为状态曲线，E为对流上限。
10、西太平洋副高是由动力因子而形成，属于暖性高压，Hadley环流是最主要的成因贡献者，脊线呈西西南-东东北走向。 11、影响季风形成的基本因子主要是下垫面附近的热力因子，由太阳辐射的经向差异，海陆热力差异，青藏高原和大气之间的热力差异三个基本因子组成。12、所谓的振荡是指大气环流周期性的变化，一般来说东亚季风环流和热带季风环流均具有显著的准双周周期振荡。 13、位势不稳定层结的建立主要取决于高低空水汽平流和热量平流的差异。即高层冷平流，低层是暖平流，或中低层比上层增暖更明显。 二、选择题（每题3分，共30分） 1、1920年前后挪威学派V.J.皮叶克尼斯和伯杰龙等人以为主要特征提出了气团与锋的概念，并运用这些概念从千变万化的天气现象与天气过程中总结了许多天气分析和预报规则。 A、气压场 B、温度场 C、风场 D、湿度场 答案：B 2、大气环流的最终能源来自 A、下垫面 B、水汽相变 C、太阳辐射 D、感热 答案：C 3、寒潮中短期过程的关键系统是 A、北大西洋高压脊 B、北太平洋高压脊 C、极地低压 D、乌拉尔山地区高压脊 答案：D 4、在槽前脊后沿气流方向相对涡度减少，为，等压面高度，在槽后脊前沿气流方向相对涡度增加，为，等压面高度。 A、正涡度平流升高负涡度平流降低 B、负涡度平流降低正涡度平流升高 C、负涡度平流升高负涡度平流降低 D、正涡度平流降低负涡度平流升高 答案：D
冷锋是： A 冷气团强 B 暖气团强 C 冷暖气团相当 A 旋转速度 B 气旋移速 C 辐合程度 D 流体速度旋度 D A 高度槽加深 B 高度槽填塞 在高空槽后有 A 正涡度平流 在槽前脊后 A 等压面升高 天气学原理试题库(红字是出题时有误) 、 单选题 行星尺度 A 1000千米 B 10000千米 C 100千米 D 10千米 B 暖平流是： A 从冷区流向暖区 B 从暖区流向冷区 C 从高压流向低压 D 从低压 流向高压 B 地转风是由于： A 地转偏向力与气压梯度力平衡 B 摩擦力与科氏力平衡 C 气压梯度力与摩擦力平衡 D 摩擦力与惯性力 A 气压梯度力是： A 外观力 B 基本力 C 假象力 B 地心引力是： A 外观力 B 基本力 C 假象力 B 惯性离心力是： A 外观力 B 基本力 C 牛顿力 A 科里奥利力是由什么原因产生的： A 相对运动 B 坐标系旋转 c 地球吸引 A 正压大气是： A 大气密度不随气压变化 B 大气密度仅随气压变化 C 大气密度仅随温度变化 B 地转偏差是： A 实际风与梯度风之差 B 地转风与梯度风之差 C 热成风与实际风之差 D 实际风与地转风之差 D 锋面是： A 高压与低压交界 B 干湿气团交界 C 冷暖气团交界 D 大气与下垫面交界 C D 暖、冷和更冷气团相遇 A 气旋按热力结构可分为： A 热带气旋 B 温带气旋 C 无锋和锋面气旋 C 涡度指的是： d(f+ E )/dt=O 表示： A 相对涡度守衡 B 局地涡度守衡 C 曲率涡度守衡 D 绝对涡度守衡 D 在气旋性环流中 A 地转风 ＞梯度风 B 地转风=梯度风 C 地转风 ＜梯度风 A 温度槽落后高度槽时 C 高度槽不变 D 温度槽加深 A B 有负涡度平流 C 无涡度平流 B B 等压 面不变 C 等压面降低 C 在高空槽后有 A 上升运动 B 有下沉运动 C 有气流辐合 对中尺度系统，涡度E 的量级为 -5 -1 -6 -1 -4 -1 -3 -1 A 1O -5s -1B 1O -6s -1C 1O -4s -1D 1O -3s -1 C 黄河气旋出现的频率为 A 冬季最多 B 春季最多 C 夏季最多 D 秋季最多 C 爆发性气旋多形成在海上， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 23
《天气学原理》复习要点 （朱乾根，第四版） 1、寒潮天气过程： 预报着眼点 冷空气路径： 关键区：西伯利亚中部 重要天气系统：极涡、极地高压、寒潮地面高压、寒潮冷锋 中短期天气过程的三种类型：小槽发展型、低槽东移型、横槽型 关键系统：乌拉尔山地区高压脊发展是寒潮中短期关键系统，五天以上是北大西洋和北太平洋的高压脊 2、降水天气过程： 一般降水形成条件：水汽、垂直运动、云滴增长 暴雨形成条件：充分的水汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间 暴雨预报着眼点： 我国大雨带的活动情况：江南春雨期、华南前汛期、江淮梅雨、华北和东北雨季、华南后汛期、淮河秋雨期 江淮梅雨的环流特征：高层、中层、低层、底层 江淮切变线的形成和转换 西南涡的形成、移动、发展和天气 高空冷涡的形成 低空急流的定义、形成和维持机制、与暴雨的关系 与中尺度雨团相配合的几种中尺度系统（P385-387） 对称不稳定的定义及静力稳定度判据（P392） 暴雨中尺度系统的触发条件（P395-396） 不同高度急流对暴雨生成的作用（P398-399） 3、雷暴的三个阶段及各阶段的主要特征（P401） 强雷暴与一般雷暴的主要区别（P403） 超级单体风暴的结构特征 飑的定义（P406） 冰雹云的主要特征（P408-409） 龙卷定义（P410） 中尺度的尺度范围（P411） 飑线和锋面的区别（P414） 中小系统和大系统的比较（P417）——天气现象剧烈程度 层结曲线；状态曲线；抬升凝结高度；自由对流高度（P423） 气块静力稳定度判据（P422） 对流性天气形成的基本条件（P425） 对流天气的触发机制（P428-430） 强雷暴发生发展的有利条件（P431-432） 雷暴云的平移和传播（P434） 雷暴天气预报的着眼点（P436） 几类强对流天气预报的着眼点；
天气预报竞赛测试题（二） （天气分析与天气学理论） 姓名得分______________ 单项选择（每题2分，共100分） 1.在对流层中，通常位温是随高度（ A ）。 A 升高的 B 降低的 C 不变的 2.在时间垂直剖面图上，时间坐标的方向通常是（ C ）。 A 从左向右 B 从右向左 C 根据天气系统的移动方向而定 3.地面图上有气压槽的地方（ B ）。 A 一定有锋面存在 B 不一定有锋面存在 C 一定没有锋面存在 4.在我国南方，地面锋线位于高空切变线的（ A ）。 A 南侧 B 北侧 C 正下方 5.由于地形的影响，夏季青藏高原的北缘等压面图上经常有一个等温线 密集带，这种等温线密集带（ B ）。 A 一定是锋区 B 不一定是锋区 C 一定不是锋区 6.在我国，锋生过程多伴随（ B ）而出现。 A 高压脊的加强 B 低压槽的加强 C 有利于湿度增大 7.当等压面图上温度槽落后于高度槽时（ A ）。 A 有利于锋生
B 有利于锋消 C 有利于湿度增大 8.如果与锋面配合的高空槽在减弱，则锋面将（ A ）。 A 随之减弱 B 迅速加强 C 迅速南移 9.一般南支槽带来充沛的水汽和潜热，遇有北支槽携带冷空气侵入南 支扰动，（ C ）。 A 有利于气旋发展 B 不能诱生气旋 C 多能诱生气旋 10.在我国，每一次寒潮过程都是一次（ A ）的重建过程。 A 东亚大槽 B 副热带高压 C 南支西风带 11.如果孟加拉湾有强大而稳定的南支槽，受槽前西南气流阻挡，则向南 爆发的寒潮有可能（ B ）。 A 迅速南移 B 转向东去 C 出现锋消 12.夏季影响我国东部沿海地区的副热带高压脊是（ A ）的一部分。 A 太平洋高压 B 南亚高压 C 南海高压 13.副热带高压是一个行星尺度的高压，它是一个（ B ）。 A 冷性的深厚系统 B 暖性的深厚系统 C 冷性的浅薄系统 D 暖性的浅薄系统 14.对台风移动路径影响最大的天气系统是（ B ）。 A 高空槽 B 副热带高压 C 冷锋 15.江淮流域的梅雨期一般是在（ A ）。 A 6月中旬到7月中旬
简答题（上海）： 1、大气运动系统的分类与特征尺度？（p25） 2、我国境内冬夏两季气团活动特点。（p62） 3、影响锋生锋消的因素主要有哪些？（p105-106） 4、我国有利锋生的天气形势有哪些？（p104） 5、东亚气旋再生的形式有哪几种？（p130） 6、简叙北半球对流层中部（500hpa ）夏季与冬季平均环流特点？ 7、简叙青藏高原对大气环流的影响？ 8、简叙经典统计预报法、PP 法、MOS 法及异同点？ 9、简述“p ”坐标中的垂直涡度方程中等号右端三大项的物理意义。 )()()() (y v x u y v x u f p v x p u y dt f d ??+??-??+??-????-????=+ξωωξ 10、简叙横槽转竖前常有的特征？ 11、阐述飑线和锋面的区别。（P415） 12、SR 风暴的特征是什么？（P406） 13、低空西风急流对暴雨的作用如何？（P400） 14、台风移动路径客观预报动力学方法的两类基本模式是什么？（P533） 填空题： 1、高空锋区是（对流层）和（平流层）之间显著的质量交换区。 2、气旋的活动和能量过程主要集中在（行星边界层）和（对流层）上部。 3、大气运动受（质量）守恒、（动量）守恒和（能量）守恒等基本物理定律所支 配。（p1） 4、气压梯度力与（气压梯度）成正比，与（空气密度）成反比。（p2） 5、地转偏向力处在（纬圈）平面内，它只能改变气快的（运动方向）。对于水平 运动而言，在北半球地转偏向力使运动向（右）偏，并且地转偏向力的大小 与（相对速度）的大小成比例。（p9） 5、大气运动系统按水平尺度可分为（行星）尺度、（天气或大）尺度、（中）尺
天气学原理和方法
第一章大气运动的基本特征 地球大气的各种天气现象和天气变化都与大气运动有关。大气运动在空间和时间上具有很宽的尺度谱，天气学研究的是那些与天气和气候有关的大气运动。大气运动受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。为了应用这些物理定律讨论在气象上有意义的相对于自转地球的大气运动，本章首先讨论影响大气运动的基本作用力，和在旋转坐标系中所呈现的视示力，然后导出控制大气运动的基本方程组，并在此基础上分析大尺度运动系统的风压场和气压场的关系，并引出天气图分析中应遵循的一向基本指导原则。 第一节旋转坐标系中运动方程及作用力分析 一、旋转坐标系中运动方程 1. （绝对速度）与（相对速度）
假设 t时刻一空气质点位于P点，经t 时间，质块移到Pa点，地球上的固定点P移到了Pe位置位0 移为R，质块相对固定地点的位移为R， 图1.1 旋转坐标系 显然 当0位移很小时 单位时间的位移为 由此得 此关系式表明：绝对速度等于相对速度与牵连速度之和 2．与的关系 地球自转角速度为 则 于是 由此可得微分算子
将微分算子用于则有 再将代入上式右端得 （*）式中为地转偏向力加速度，即柯氏加速度 为向心力加速度 3．牛顿第二定律 单位质量的空气块所受到的力 在绝对坐标系中单位质量空气块受到的力有 + ：地心引力 F：摩擦力 将此式代入（*）式： 二、作用力分析 1．气压梯度力
①定义：单位质量空气块所受的净空气的压力 ②表达式G=-(1.1) ③推导： 图1.1.2 作用于气块上的气压梯度力的X分量x方向：B面P A面：-（P+ 净压力：- 同理y方向： z方向： 净空气总压力
第六章寒潮天气过程 第一节 1、寒潮天气过程是一种大规模的冷空气活动过程。寒潮天气的主要特点是剧烈降温和大风，有时还伴有雨、雪、雨凇或霜冻。 2、中央气象台的寒潮标准规定，以过程降温与温度负距平相结合来划定冷空气活动强度。过程降温是指冷空气影响过程的始末，日平均气温的最高值与及最低值之差。而温度负距平是指冷空气影响过程中最低日平均气温与该日所在旬的多年旬平均气温之差。 3、过程降温(℃)温度负距平绝对值(℃)冷空气强度等级 ≥10 ≥5 寒潮 8—9 4 强冷空气 5—7 ≦3 一般冷空气 4、寒潮出现的时间，最早开始于9月下旬，结束最晚是第2年5月。春季的3月和秋天10—11月是寒潮和强冷空气活动最频繁的季节，也是寒潮和强冷空气对生产活动可能造成危害最重的时期。 5、影响我国的冷空气的源地：第一个是在新地岛以西的洋面上，冷空气经巴伦支海、苏联欧洲地区进入我国。它出现的次数最多，达到寒潮强度也最多。第二个是在新地岛以东的洋面上，冷空气大多数经喀拉海、太梅尔半岛、苏联地区进入我国。它的出现次数虽少，但是气温低，可达到寒潮强度。第三个是在冰岛以南的洋而上，冷空气经苏联欧洲南部或地中海、黑海、里海进入我国。它出现的次数较多，但是温度不很低，一般达不到寒潮强度。
6、西伯利亚中部(70。—90。E，43。—65。N)地区称为寒潮关键区。冷空气从关键区入侵我国有四条路径：①西北路(中路)②西路③东路④东路加西路。 第二节 1、极涡的移动路径主要有三种类型：①经向性运动②纬向性移动③转游性运动。 2、根据极涡中心的分布特点，按100百帕的环流分为四种类型：①绕极型，②偏心型，③偶极型，④多极型。这四种极涡型在冬半年各月分布的频率并不相同，绕极型在10月份占绝对优势，频率占50％，11—12月偶极型频率占40—50％，到1—2月偶极型频率接近60％，其平均持续也最久可达11.8天。 3、中央气象局科学研究所普查了1962—1971年的历史天气图，发现所有中等以上强度的大范围持续低温都是出现在北半球对流层中、上部。 4、极地高压的定义为：①500百帕图上有完整的反气旋环流，能 分析出不少于一根闭合等高线；②有相当范围的单独的暖中心与位势高度场配合；②暖性高压主体在70。N以北；④高压维持在3天以上。 5、极地高压是一个深厚的暖性高压，由于极高形成，使极圈的温度场变成南冷北暖。 6、寒潮地面高压大多数属于热力不对称的系统，高压的前部有强冷乎流；后部则为暖平流，中心区温度平流趋近于零，它是热力和动力共同作用形成的。
天气学原理试题（2014.09.11） 一、填空题 1、对流天气一般发生在（条件性不稳定）的情况下，但有时在（上干下湿）的（条件性稳定层结）条件下，如果有较大的（抬升运动），也可能产生对流天气。 2、在准地转假设下，当正涡度平流随高度（增大时）时，有利于垂直上升运动的发展。 3、中纬度自由大气的大尺度运动，满足水平运动方程的（零级简化方程），即在水平方向上，（气压梯度力）和（地砖偏向力）平衡。 4、中尺度雨团是由（10km ）左右的降水单体所组成，并伴有（10-4/s ）的低空辐合。 5、较强的东风波在卫星云图上具有较强的（涡旋状云系），有的甚至可发展为（台风）。 6、一般把出现在低空850 和700hpa 等压面上风场上具有（气旋式切变）的不连续线称为切变线。 7、暴雨常发生在低空急流与边界层急流的交点的（北）侧，其几率几乎达到100%。 8、造成我国雨带进退过程中的三个突变期的根本原因是（副热带高压脊线位置的三次突变）。 9、中尺度低压系统主要有两类：（中低压）和（中气旋）。这两种中系统在气压场上都是低压，其主要区别是在风场上前者（没有明显的气旋式环流），而后者则（有闭合的气旋式环流）。 10、强雷暴与一般雷暴的主要区别表现在系统中的垂直气流的（强度）以及垂直气流的（有组织程度）和（不对称性）。 11、强雷暴发生、发展的有利条件有：（逆温层）、（前倾槽）、（低层辐合、高层辐散）、（高、低空急流）、（中小尺度系统）。 12、降水的形成一般有三个过程：水汽由源地输送到降水地区，即（水汽条件）；水汽在降水地区辐合上升，在上升过程中（绝热膨胀冷却凝结成云），即垂直运动条件；云滴增长变为雨滴而下降，即（云滴增长）条件。 13、东北冷涡天气具有不稳定的特点。因为冷涡在发展阶段，其温压场结构并不完全对称，所以它的（西部）常有冷空气不断补充南下，在地面图上则常常表现为一条（副冷锋）南移，有利于冷涡的西、西南、南到东南部位发生（雷阵雨）天气。 14、一般认为，暴雨降在低空急流中心的（左前方），主要是由于急流所在层次的水汽在那里强烈（辐合上升）造成的。 15、常见的对流性天气的触发机制有：天气系统造成的系统性上升运动、（地形抬升作用）和（局地热力抬升作用）。
（气团与锋）复习思考题 什么是气团？什么是锋？ 气团在什么地方形成？ 气团性质的改变是如何发生的？ 气团是如何分类的？ 锋如何分类？ 锋面坡度主要取决于什么因素？ 锋的动力学条件和运动学条件 等压面上锋区附近的温度场分布有什么特点？ 等压面图上，锋区附近的高度场一般有什么特征？ 地面图上，各种要素（T、P、ΔP3、风场、天气区等）各有什么特征？ 如何判断地面图上锋的移动规律？“引导气流”法的实质是什么？ 什么是锋生和锋消？如何从天气图上判断锋生和锋消？ 尝试在思想中建立锋的生、消、移动以及天气变化的图象 气旋与反气旋部分 名词：低压、气旋、高压、反气旋、气旋加深、气旋填塞、反气旋发展、气旋强度、反气旋强度、锋面气旋、达因补偿原理、气旋再生、气旋族、錮囚气旋、蒙古气旋、黄河气旋、江淮气旋、热低压、曲率涡度、切变涡度 大气环流与大气长波思考题 1、概念：大气环流、经圈环流、水平环流、长波调整、阻塞高压、切断低 压、切变线、西南涡、极涡、西风角动量、急流、行星锋区、急流出口区、急流入口区、上下游效应、涡度平流、热成风涡度平流、疏散槽、汇合槽 2、什么是大气长波？长波的移动受哪些因素影响？ 3、北半球大气环流场的分布有什么特征？ 4、影响大气环流的主要影响因素有哪些？各起什么作用？ 5、大气环流的季节变化有哪些特征？ 6、高空急流和行星锋区有什么联系？ 7、等压面上槽脊振幅的变化应从哪些方面进行判断？ 8、西风带中长波槽脊的结构有什么特征？ 9、青藏高原大地形对大气环流特征的形成有什么影响？ 中小尺度系统要点及思考题 1 对流发展与大气稳定度的关系 2 对流天气发展的必要条件 3 对流发展的热力和动力条件 4 中小尺度天气系统的基本特征 5中小尺度天气系统垂直速度量级、散度量级 6雷暴单体的生命史、结构与强风暴云的主要差别 7雷暴高压的形成和结构 8强风暴云与雷暴单体的形成条件的区别 9有利飑线系统形成的大尺度环流形势和中尺度条件
第八章 一：填空 1、雷暴一般伴有阵雨，有时则伴有大风、（冰雹）、（龙卷）等天气现象，通常把只伴有阵雨的雷暴称为（一般雷暴），而把伴有雷暴、大风、（冰雹）、（龙卷）等严重的灾害性天气现象之一的雷暴叫做（强雷暴）。 2、产生雷暴的积雨云叫（雷暴云），一个雷暴云叫做一个雷暴单体，多个雷暴单体成群成带地聚集在一起叫（雷暴群或雷暴带）。每个雷暴单体的生命史大致可分为（发展）、（成熟）（消亡）三个阶段。 3、雷电是由积雨云中冰晶（温差起电）以及其他作用所造成的。一般云顶高度到达（-20℃等温线高度以上）是才产生雷电。 4、雷暴云中放电强度和频繁程度与雷暴云的（高度）和（强度）有关。 5、在雷暴云下形成一个近乎饱和的冷空气堆，因其密度较大而气压较高，这个高压叫（雷暴高压），当雷暴云向前移动经过测站时，使该站产生气温（下降）、气压（涌升）、相对湿度（上升）、露点或绝对湿度（下降）等气象要素的显著变化。 6、以严重降雹的雷暴叫（雹暴），以强烈阵风为主的叫（飑暴），强雷暴和一般雷暴的区别是（系统中的垂直气流的强度）、（垂直气流的有组织程度）和（不对称性）。 7、超级单体是具有单一的特大垂直环流的巨大强风暴云，它的结构具有以下特征：（风暴云顶）、（气流）、（无（弱）回波区）、（风暴的移动方向）、（环境风）。 8、强雷暴按其结构特征划分不同的类型，常分为（超级单体风暴）、（多单体风暴）、（飑线）。 9、风暴的运动方向一般偏向于对流云中层的风的（右侧），所以这类风暴也叫（右移强风暴）。 10、由许多雷暴单体侧向排列而形成的强对流云带叫做（飑线）。 11、当强雷暴云来临的瞬间，风向（突变），风力（猛增），由静风突然加强到大风以上的强风。与此同时，气压（涌升）、形成明显的（雷暴鼻），气温（急降），相对湿度也（大幅度上升）。 12、雷暴云底伸展出来并到达地面的（漏斗状）云叫做龙卷。龙卷伸展到地面时会引起强烈的旋风，这种旋风叫（龙卷风）。 13、天气系统按其空间、时间尺度可以划分为（大尺度）、(中尺度)、(小尺度)三类天气系统。 14、中尺度可分为三个等级：（200-2000公里的为中-α）、（20-200公里的为中-β）、（2-20公里的为中-γ），我们通常说的“中系统”是中-β，中-α则是中间尺度或次天气尺度系统。 15、和飚现象相联系的一类中系统叫（飚中系统），它包括（雷暴高压）、飚线、（飚线前低压）、（尾流低压）等中系统。 16、雷暴高压是一个中尺度的（冷性）高压，高压内有强烈辐散，其前部压、温、湿水平梯度很大，等值线密集，这个地带叫（飚线或飚锋）。它具有阵风前沿线（阵风锋）、（风向切变线）、（气压涌升线）、气象要素不连续线或不稳定线等特征。 17、飚中系统的生命史大致可分为四个阶段（初始阶段发展阶段成熟阶段
第七章 第一节降水的形成与诊断 一、降水形成过程 (一)一般降水的形成过程（有三个条件） 1、水汽条件：水汽由源地水平输送到降水地区 2、垂直运动条件：水汽在降水地区辐合上升，在上升中绝热膨胀冷却凝结成云 3、云滴增长条件：云滴增长变为雨滴而下降 前两个条件决定于天气学条件，是降水的宏观过程，第三个条件主要决定于云物理条件，是降水的微观过程。云滴增长的条件主要决定于云层厚度，而云层厚度，由决定于水汽和垂直运动的条件，所以在降水预报中，通常只要分析水汽条件和垂直运动条件即可。一般任务云滴增长的过程有两种：一种是“冰晶效应”可促使云滴迅速增长而产生降水，在中高纬度，这种过程起着重要作用；另一种是云滴的碰撞合并作用，尤其是云层发展较厚时，这种过程更明显。 （二）暴雨的形成条件 凡是日降水量达到和超过50.0毫米的降水称为暴雨。 有三个普遍的主要条件，分别是充分的水汽供应、强烈的上升运动、较长的持续时间，另外还有一个地形条件，就是有利的地形条件。 1、充分的水汽供应 暴雨是在大气饱和比湿达到相当大的数值以上才形成的，700hpa
上比湿≥8克/千克（对北京来说，比湿≥5克/千克），是出现大、暴雨的必要条件；有了相当高的饱和比湿条件，还必须有充分的水汽供应，因为只靠某一地区大气柱中所含的水汽凝结下降量很小，因此必须研究水汽供应的环流形势。 2、强烈的上升运动 强烈的上升运动只有在不稳定能量释放时，才能形成，因此暴雨预报必须分析不稳定能量的储存和释放问题，研究形成暴雨的中、小尺度系统。 二、水汽方程和降水率 （一）水汽方程 水汽方程是表示水汽输送和变化的基本方程。单位时间内通过某一单位面积的水汽量，称为水汽通量。水汽方程表达式： 此式说明，一个运动的单位质量湿空气块，其比湿的变化等于凝结率及湍流扩散率之和。 单位时间内，某一体积所含水汽的变化量主要有四个方面的因素决定：水平方向上水汽的净流入量，垂直方向上水汽的净流入量，凝结量，湍流扩散。 （二）降水率 单位时间内降落在地面单位面积上的总降水量，称为降水率或降水强度。表达式：
天气学原理试题三答案 一、名词解释。（20分，每题4分） 1．()1地转风：水平气压梯度力与水平地转偏向力两力平衡，风沿等压线或等高线吹，背风而立，高气压在右（北半球）。 ?h g f g v ??= ()2热成风：上、下两层地转风矢量差或地转风随高度变化称热成风。热成风沿着等平均温度线或等厚度线吹，背热成风而立，高温在右（北半球）。 2．绝对涡度：是大气绝对运动所产生的旋转运动的度量是由地转涡度和相对涡度两部分之和所组成，其垂直分量的表达式为 ???? ????-??+Ω=+=y u x v f z a z ?ζζsin 2，若空气运动是水平、正压、无辐散辐 合，则绝对涡度是不变的。 3． 冷式锢囚锋：暖气团、较冷气团、更冷气团，三者相遇迫使暖空气抬离地面锢囚在高空，此两冷气团的交界面，称为锢囚锋，在交界面两侧，如果更冷气团推动冷气团往冷方向运行，使得冷的地方变得更冷，称为冷式锢囚锋或高空暖舌处于冷式锢囚锋后。 4．温度平流的拉普拉斯：数学表达式22222y A x A A T T T h ??+??=?，其中T v A h T T ??-=（温度平流），它可以反映大气的上升，下沉运动或地面系统的发展情况，注意温度平流的拉普拉斯不同与温度平流本身它决定于温度平流的分布，但其符号与温度平流相反。 5．东北信风：行星风系的重要组成部分，它是指北半球低层大气中从副热带高压吹向赤道低压带的盛行风。在北半球称为“东北信风”，该风系稳定，长年盛行。古代，海上的航行常常借助该风，故又名“贸易风”。 二、填空。（32分，每题4分） 1．温度平流、稳定度和垂直运动绝热变化的乘积及非绝热变化。 2．()1一型冷锋是高空槽前对应地面冷锋；二型冷锋是高空槽后对应地面冷锋。 ()2一型冷锋沿锋面暖一侧低层和高层都是沿界面抬升上升； 二型冷锋沿锋面暖一侧低层抬升上升，而高层是下沉。 ()3一型冷锋降水处在锋线到锋后附近为稳定性降水； 二型冷锋降水处在锋前到锋线附近为不稳定性降水。 3．22x P F ??》22x P L ??及22x P F ??》22x P N ??说明锋区内等压线气旋式曲率比锋区外大得多，或锋区内等压线反气旋式曲率比锋区外小得多。 4．()1地点不同及高度不同，极锋锋区发生在高纬ο60N 附近中低层，副热带 锋区发生在较低纬度ο 30N 附近高层。 ()2极锋锋区对应低层地面是极锋；而副热带锋区对应低层地面是下沉辐
天气学原理复习题 1、站在转动的地球上观测单位质量空气所受到力有哪些？各作用力定义、表达式及意义如何？ 答：气压梯度力、地心引力、惯性离心力、重力、地转偏向力及摩擦力的分析 （1）、气压梯度力：当气压分布不均匀时，单位质量气块上受到的净压力称为气压梯度力。表达式： 拉普拉斯算子： -▽p为气压梯度，由气压分布不均匀造成。G的大小与ρ成反比，与▽p的大小成正比 G的方向垂直等压线，由高压指向低压 （2）、地心引力：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力。表达式： 其中：K：万有引力常量，M：地球质量，a：空气块到地心的距离 大小：不变，常数方向：指向地心。 （3）. 摩擦力：单位质量空气所受到的净粘滞力。 表达式： 其中：为粘滞系数大气为低粘性流体，一般只在行星边界层（摩擦层）考虑摩擦作用，自由大气中则忽略摩擦作用。 （4）、视示力：由旋转坐标系的加速作用而假想的力（惯性离心力、地转偏向力） 1. 惯性离心力：观测者站在旋转地球外观测单位质量空气块所受到一个向心力的作用，但站在转动地球上（）观测它的运动，发现它是静止的（），这必然引入一个与向心力大小相同，方向相反的力，此力称为惯性离心力。 表达式： 大小：与纬圈半径成正比，即：与纬度成反比；方向：在纬圈平面内，垂直地轴指向外2.地转偏向力(科氏力） 观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动（），发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。称此力为地转偏向力，又名科氏力。 表达式： V A ? Ω - =2 地转偏向力的大小：（1）与相对速度|V|大小成正比（因角速度为常数）；当|V|=0时，A=0，只有在做相对运动时，A才存在。（2）与速度夹角也成正比。 水平地转偏向力：大气中垂直运动一般也较小，气块主要受x方向和y方向地转偏向力，即：水平地转偏向力的影响。 地转偏向力方向：与垂直地轴和速度方向垂直，只能改变气块的运动方向，不能改变其大小。在不考虑w和Az的情况下，在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地转偏向力指向运动方向左侧。 3.重力：地心引力与惯性离心力的合力。表达式： 大小：随纬度增大而增大，因为惯性离心力大小与纬度成反比，重力大小与惯性力离心
南京信息工程大学天气学原理试题三 一、一、名词解释：（20分） 1．1．地转风和热成风。 2．2．绝对涡度。 3．3．冷式锢囚锋。 4．4．温度平流的拉普拉斯。 5．5．东北信风。 二、二、填空。（32分） 1．1．固定点温度变化由--------------------------------------------------项决定。 2．2．一型冷锋与二型冷锋区别是----------------------------------------------。 3．3．若锋作为密度的一级不连续面，则锋附近气压分布特征是----------------- ----------------------------------------------------。 4．4．极锋锋区与副热带锋区的区别是-------------------------------------------------。 5．5．用ω方程诊断上升及下沉运动由---------------------------------------------------- -----------项决定。 6．6．在中、高纬大尺度系统运动中，通常固定点涡度增加（减小）和该固定点等压面位势高度降低（升高）是一致的，这种一致性赖以存在的根据是------------------------------------------------------------------。 7．7．平均层涡度方程中，相对涡度平流项在自然坐标系中采用地转近似后，可以分为-------------------------------------项讨论平均层位势高度局地变化。 8．8．用运动学公式，描述低压中心强度变化用--------------------------------表示，椭圆型高压中心将向-------------------------------------移动。 三、三、综合题。（48分） 1．1．等压面分析比等高面分析有哪些优越性？（12分） 2．2．解释在不稳定大气中，冷锋上山（爬坡），此锋是加强还是减弱？（8分） 3．3．写出位势倾向方程： ()g g f v f t p f ζφσ+??-=?????? ????+?2222??? ????-???? ??????-??+dt dQ p R p c f p v p f p g σφσ22 右端各项的名称，并用此方程物理解释图中槽的（图中波长KM L 3000<，实线为hPa 500图上等高线，虚线为等温线，闭合D G ,为地面高低压中心）（14分）