天气学原理知识点汇总
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气团与锋
1、气团气团性质得改变就是如何发生得?
气团就是空气在气团源地经过对流、湍流、辐射、蒸发等物质与热量交换作用后,取得与下垫面相同得物理属性而形成得,当它离开源地移至与源地性质不同得下垫面时,二者之间又会产生水汽与热量交换,气团得物理属性发生变化,即发生气团变性。老气团得变性亦就是新气团形成得过程。
2、锋附近要素场得分布特征
T(温度)场:水平温度梯度大(等温线密集);垂直温度梯度小(因下面就是冷气团,上为暖气团,会出现温度垂直减率很小得情况甚至出现逆温);等位温线密集(锋区内,特别大,强稳定层)。
P(气压)场:等压线通过锋面时呈气旋式弯折,且折角指向高压;锋线一般位于地面气压槽内;锋区内等压线(等高线)得气旋式曲率大。
变压场:暖锋前负变压明显;冷锋后正变压明显。(地面变压与温度平流得关系:冷平流使地面气压增加,暖平流使地面气压减小)
风场:(前提:不考虑摩擦,认为满足地转关系)锋线附近得风场具有气旋式切变,这种现象在有摩擦得地方更为明显。
3、锋得强度得变化
(1)补充一些:
如何确定锋得强度(简单得说:锋得强度可用锋面两侧得温度差与水平距离(多用纬距)得比值来表示)
850hPa锋区内温度梯度判断,等温线越密集,锋区越强;剖面图上锋区内等位温线越密集、等假相当位温线折角越明显对流运动越
强烈,锋区越强;各高度层对比,锋面坡度越小,锋面两侧温度差则越大,锋区越强。
(2) 锋强度得变化
锋强度得增强、减弱可以用锋生锋消得条件来判断。 锋生函数可以表示为:)dt dQ (n n w r)(r n v T F p c 1
d n n ∂∂+∂∂--∂∂-=
F = 水平运动 (f1)+ 垂直运动(f2) + 非绝热加热项(f3) F>0:锋生; F<0:锋消。
影响锋生锋消得因素(影响锋强度变化得因子)
i .水平运动 f1
若水平气流沿着温度升度方向就是辐合得, 当f1>0,有锋生作用。 若水平气流沿着温度升度方向就是辐散得,当f1<0,有锋消作用。 有锋生作用并不一定有锋生成,还要求在相当广阔区域内,温度梯度或速度梯度都不能呈线
性分面。
ii .垂直运动得影响f2
若大气层结稳定(d γγ<),w 表示xyz 坐标下得垂直速度,当暖气团
中下沉0
反之有锋消作用;若大气层结不稳定(d γγ>),当暖气团中上升0>w ,
冷气团中下沉0
作用。
iii .非绝热加热f3
冷空气冷却,暖空气加热最为有利于锋生。非绝热过程得凝结潜热释放多在锋区暖空气一侧,因而有助于锋得生成及加强。
4、 地面图上锋移动速度得判断
i .根据锋面移动速度公式
x p x p t p t p C ∂∂-∂∂∂∂-∂∂-=2121,地面图上锋得移动速度与附近变压梯度成正比,与附近气压槽深度成反比;
ii .地面锋得移动与锋线两侧风场得分布情况有关,即决定于锋两侧垂直于锋线得风速分量,锋沿着垂直于锋得气流方向移动,在不考虑其它因素得前提下,风速越大移动越快;
iii .地面锋得移动还受高空引导气流控制。700hPa 与500hPa 层上得气流对地面得锋面移动有引导作用,称此气流为引导气流,地面锋面移动速度与其上空引导气流垂直于地面锋线得分速成正比。移速经验公式可写成A av c sin •=,其中a 为引导系数,v 为引导气流得速度,A 为引导气流与锋面得交角。
iv .地面上运动得锋受地面摩擦与地形得作用,运动状态(速度、方向、坡度等)发生变化。移速因会地面摩擦而减小,锋面叠置状态有变化;当锋面遇到与自身大致平行得山脉时会受到阻滞,形成地形准静止锋(如天山准静止锋,南岭准静止锋,昆明准静止锋等),两侧锋面绕过山地时,整个锋线便成弓形;遇到高原、山地时若其后又有冷锋移近,可能会形成地形锢囚锋。
5、举例说明高空急流与行星锋区得联系。
在对流层中上层等压面图上,宽度为几百公里得等温线最密集得带状区域就是所谓得高空锋区,也称为行星锋区。由于等高线密集区常与等温线密集区同时存在,且位置偏离不大,有时也将等高线密集带称为行星锋区。行星锋区实际上就是中高纬度冷气团与较低纬度暖气团之间得过渡区域。北半球行星锋区主要有两支:北支介于冰洋气团与极地气团之间,一般称为极锋;南支介于极地气团与热带气团之间,一般称为副热带锋。急流就是风场得一个特征,在高空与低空,低纬度与中高纬度都可以出现,位于对流层上层或平流层中,高度通
常为10km 左右。
行星锋区与急流得关系非常密切,根据热成风原理:k T fT g Z V Z g
⨯∇-=∂∂,高空锋区内温度梯度大,热成风大,高空急流在锋区之上形成。
例如,极锋急流与中、高纬度得高空行星锋区(极锋)相联系;副热带急流于中低纬度得高空行星锋区(副热带锋)相联系,形成于副热带高压得北部边缘,平均在200hPa 副热带高压脊线以北1000~1500km 处。
气旋得活动与行星锋区密切相关:地面锋线常常就是极锋行星锋区在地面上得反映。气旋得发生、发展一般都就是在锋区上进行得,其出现得最大频数以及主要路径与锋区得平均位置基本一致。 在高空急流得南侧,强反气旋式切变涡度造成得气流辐散有利于地面气旋得发展,在高空急流得北侧,强气旋式涡度有利于地面反气旋发展
气旋反气旋
1、 地面气旋或反气旋与高空系统有什么对应关系?什么原因造成这种配置?
高空槽前脊后对应地面气旋,槽后脊前对应地面反气旋。 造成这种配置得原因:
大气系统具有斜压性,温度场位相落后于高度场,高空平均冷温度舌落后于高空槽。
由于高空槽前有正涡度平流,气旋性涡度将增加,流场与气压场不适应,在地转偏向力得作用下产生气流辐散,辐散运动使正涡度增加不致太快。根据达因补偿原理,低层空气上升补偿,地面减压,地面空气在气压梯度力、科氏力与摩擦力得作用下向负变压区辐合以适应减压了得气压场,地面生成气旋,流场与气压场达到新得地转平衡。