第六章 天气过程

第一章大气运动的基本特征重点及难点：1、影响大气运动的作用力 2、“P”坐标系中的基本方程组 3、风场和气压场的关系思考题：1。

观测者站在转动地球上观测单位质量空气块所受到的力有哪些？写出其表达式及说明物理意义。

2。

在“Z”坐标系及“P”坐标系中，固定点温度变化由什么决定？ 3．质量通量散度定义及其表达式是什么？4．及含义是什么？ 5．大尺度系统运动可作为什么处理？ 6．位势及位势高度含义是什么？ 7．实际工作中分析高空图为什么分析等压面图而不分析等高面图？ 8．“Z”坐标系中，水平气压梯度力可以用“P”坐标系中什么表示？ 9．“Z”坐标系及“P”坐标系地转风表达式及其意义是什么？ 10．大尺度系统运动中，低压中心周围风场为什么逆时针旋转？高压中心周围风场为什么顺时针旋转？11．大尺度系统运动中，高压边缘等压线为什么可以分析密集些？风为什么可以加大或无限加大？ 12．热成风表达式及其意义是什么？ 13．正压大气、斜压大气定义及其意义是什么？ 14．解释某气层间风随高度逆转有冷平流。

15．注意地转风，梯度风，热成风在天气分析中应用。

16．会画图分析摩擦层中地转偏差的方向。

17．掌握自由大气中地转偏差分解。

第二章气团与锋重点及难点：1、锋的空间概念 2、锋及锋面附近气象要素场的特征3、物理解释锋生、锋消的原因思考题：1。

锋、锋区、锋面、锋线定义是什么？ 2．等压面图中，锋区内等温线为什么会密集？ 3．用密度零级不连续面模拟锋时，锋面坡度公式是什么？其意义如何？4．会画冷式、暖式锢囚锋剖面图。

5．用密度零级不连续面模拟锋时，锋面附近气压场、风场、变压场有何特征？ 6．锋生条件是什么？锋生锋消公式及其物理意义请说明。

7．稳定大气与不稳定大气中，冷锋爬山是锋生还是锋消？第三章气旋与反气旋重点及难点：1、用涡度方程及位势倾向方程解释天气系统的发生发展2、用“ω”方程诊断天气系统的上升及下沉运动区3、用动力因子及热力因子解释高空槽及温带气旋变化思考题：1。

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。

第六章天气和气候第20课一天的天气（一）天气1．天气是一定区域短时间内大气中的各种气象状态。

我们可以用气温、风向、风力、降水量、云量等描述天气。

描述今天的天气：今天晴天，23度，东南风，风力3级。

（二）气温和百叶箱2．空气的冷热程度称为空气温度，简称气温。

一天中，气温变化的大致规律是早晚温度比较低，中午温度比较高。

3．天气预报中所说的气温，是指在室外空旷、空气流通、不受太阳直射的环境下测得的空气温度。

一般在百叶箱内测定。

4．百叶箱是用来放置测量空气温度和湿度仪器的木箱。

百叶箱一般安装在离地面有一定高度（1.5米）的架子上，箱底保持水平。

百叶箱利用百叶箱测量气温,测量过程中要做好记录。

（三）风向和风向标5．空气的流动形成风。

风向就是风吹来的方向，如从东面吹来的风就东风，从西北方向吹来的风叫西北风。

我们一般用风向标来测量风向，风向标的箭头永远指向风吹来的方向。

我们可以用八个方位来描述风向。

6．当风向标的箭头指向南方时，是刮南风。

当风向标的箭头指向西北方时，是刮西北风。

当树叶向北飘时，是刮南风。

学校的国旗向西北方向飘，是刮东南风。

风向标（四）风力7．风的大小叫风力，从0级到12级，共13个级别。

风级歌雨量器（五）降水量和雨量器8．降水量是在一定时间内降落在水平地面上水，在未经蒸发、渗漏、流失的情况下所积的深度，通常以毫米为单位。

人们用雨量器来观测降水量。

9．使用雨量器应该注意的事项：量雨器应安置在相对开阔、不受障碍物影响的地方，并保持水平；先向雨量器中倒入一些水到达“0”刻度；准确记录降水开始和结束的时间；降水结束后，及时读出并记录降水量。

10．形状相同的雨量器测量的同一地点、同一时间段内的降水量时一样的。

大小、形状不同的量雨器测量的同一地点、同一时间段内的降水量时也是一样的第21课风的形成一、填空题1．在太阳的照射下，由于地理环境不同，有的地方温度高，有的地方温度低。

温度高的地方热空气上升，周围的冷空气补充过来，空气不停地流动，就形成了风。

天气学原理和方法第六章寒潮天气过程引言：寒潮是指冷空气从高纬度地区向低纬度地区移动并且影响范围广泛的天气现象。

它是冬季天气中的重要组成部分，常常带来大风、降温和降雨或降雪等极端天气，对人们的生活和生产产生重要影响。

本章将从寒潮的形成原理和预测方法两个方面进行论述。

一、寒潮的形成原理寒潮的形成原理主要有冷空气的移动和暖气团的抬升两个过程。

1.冷空气的移动寒潮的形成必须有源源不断的冷空气源地，使冷空气得以移动并向低纬度地区推进。

冷空气源地通常位于高纬度地区，如蒙古、西伯利亚以及北美地区等，这些地区有强大的冷空气形成和储备能力。

当这些冷空气因为高压脊的移动而得以推进时，就形成了寒潮。

2.暖气团的抬升暖气团是指温度高于周围环境的气块，它在遭遇冷空气的边界时会被迫抬升。

暖气团的抬升主要有两种途径：一是抬升沿着冷空气的前缘，这种情况下暖气团往往形成弯曲，被迫向上抬升；二是抬升沿着冷空气的高度，也就是因为地理障碍物阻挡暖空气的前进而导致抬升。

在抬升过程中，暖气团会遇到饱和的条件，引发云雨形成。

二、寒潮天气的预测方法寒潮天气对人们的生活和生产具有重要影响，因此预测寒潮天气至关重要。

下面将介绍两种主要的寒潮天气预测方法。

1.静力学方法静力学方法是通过分析冷空气的移动情况和高压脊的位置变化来预测寒潮天气。

通过监测高空大气环流和高层的大气压力分布，可以得知冷空气移动和高压脊的变化情况。

同时，还可以通过分析地面天气图和气象要素的变化，如气温、气压和湿度等，来推测冷空气的到达时间和对气温的影响。

2.数值预报方法数值预报方法是通过使用数值模型对大气动力学和热力学过程进行模拟和计算，从而预测寒潮天气的发展趋势和影响范围。

数值模型通常包括大气环流模型和物理参数模型，通过输入实时观测数据和初始场条件，计算出未来一段时间内的天气情况。

数值模型的有效性和准确性取决于初始场数据和模型的精度，因此在实际预报中需要不断优化和改进。

结论：寒潮天气是冬季天气中的重要组成部分，对人们的生活和生产产生重要影响。

南京信息工程大学硕士研究生招生入学考试《天气学》考试大纲科目代码：805科目名称：天气学第一部分目标与基本要求一、目标：天气学原理与方法（天气学）主要内容是以天气动力学原理揭示大气运动的基本特征和用此原理论述天气系统及天气过程生、消演变规律的天气学原理及中国天气，为进一步学习动力气象学、低纬度天气动力学、中尺度天气学、大气环流及中长期预报，也为将来天气预报业务及研究工作打下基础。

二、基本要求：要求学生掌握有关内容基本概念、基本理论和基本方法，以便提高综合分析及解决问题的能力。

第二部分内容与考核目标第一章大气运动的基本特征1.了解大气运动各作用力含义、表达式及理解它的物理意义2.了解个别变化、局地变化、平流变化含义3. 会推导连续方程，了解质量散度、速度散度含义、表达式及其物理意义，4.了解尺度分析含义、掌握在自由大气中大尺度系统运动，可以作为准地转、准静力处理5.理解热力学能量方程中引起固定点温度变化的因子6.了解实际工作中高空分析等压面图而不分析等高面图（P坐标系的优越性）7.了解位势、位势高度、位势米、几何米概念8.理解等高面上水平气压梯度力可以用等压面上位势梯度或等压面坡度表示9.理解地转风、梯度风、热成风、地转偏差含义、表达式及掌握它的讨论10.了解正压大气、斜压大气概念；掌握热成风发生在斜压大气中11.了解地转风、梯度风及热成风实用意义12.掌握低压中心附近及其边缘，还有高压边缘等压线可以分析密大风经常出现，而高压中心附近不能有上述现象13.理解变压风及切向、法向地转偏差含义，要求会画图解释第二章气团与锋1.了解锋、锋面、锋线、锋区含义及锋倾斜原因2.了解冷性锢囚锋、暖性锢囚锋含义，要求会画出剖面图中锋位置及等温线分布3.了解以密度零级不连续面模拟锋时，锋面坡度公式物理意义4.理解锋附近温度分布特征及锋面附近气压、变压分布特征5.掌握锋面分析中，高空测风资料应用图2.27(a)(b)(c)6.了解锋生带（线）、锋生函数、锋生条件概念7.掌握锋生、锋消公式讨论第三章 气旋与反气旋1. 了解大气作水平运动、绝对涡度概念及理解 2h H ∇含义2. 理解大尺度系统运动中，固定点相对涡度变化可以用此点位势高度变化表示3. 掌握涡度方程、位势倾向方程及ω方程等式右端各项名称及画出有关图,用相关因子进行讨论4. 掌握在温带气旋发展中,动力因子(涡度因子)及热力因子对500hpa 高空槽及温带气旋变化,要求会画图解释5. 了解气旋族含义6. 了解北方、南方气旋活动范围及包括哪些气旋7. 掌握“倒槽锋生型”、“静止锋波动型”，要求画图解释江淮气旋生成过程第四章 大气环流1. 了解控制大气环流基本因子、了解三圈环流的形成2. 了解三圈径向环流、极锋锋区与副热带锋区及其对应急流概念3. 了解信风与季风概念4. 了解沃克环流含义5. 了解我国各季环流概况及主要天气天气过程特点第五章 天气形势及天气要素预报1. 理解运动学公式中t δδ及t∂∂含义，掌握用运动学公式推导锋面移速公式并会讨论冷锋、暖锋移速情况与变压分布特征2. 掌握用运动学公式讨论非闭合系统及闭合系统移动及强度3. 高空形势预报方程中，由于各层等温线平行，因此各层热成风方向相同，这样任意层风速 P p T V V AV =+注意理解A 的系数确定4. 掌握相对涡度平流在自然坐标系中展开分成三项，其中曲率项及散合项在实际天气图中会应用5. 掌握用高空形势预报方程有关项，结合等高线等温线分布解释500hpa 槽、脊变化6. 熟悉地面形势预报方程由哪几项组成，要求会讨论应用7. 掌握地形对低值系统(槽、低压)移动及强度影响8. 了解数值预报产品的“释用”第六章 寒潮天气过程1.了解极涡及上下游游效应含义2.了解长波波速公式的推导，会对该公式进行讨论3.会运用形势预报原理解释“小槽发展型”、“横槽转竖型”的寒潮短、中期过程第七章 大型降水天气过程1.理解水汽通量、水汽通量散度概念、表达式及物理意义2.了解中国及其各地暴雨有何天气系统影响3.熟悉我国东部雨带活动概况4.理解行星尺度、天气尺度系统对暴雨作用第八章对流天气过程1.了解飑中系统含义及飑线与冷锋区别2.理解对流性不稳定与条件性不稳定概念3.理解强雷暴发生发展有利条件第九章低纬度与高原环流系统1.熟悉西太平洋副热带高压变动与我国天气关系2.掌握南亚高压与西太平洋副热带高压区别3.掌握台风结构4.掌握台风发生发展第十章东亚季风环流1.了解季风的概念，了解东亚冬、夏季风环流系统的组成2.了解东亚季风形成的原因第三部分有关说明与实施要求1.考试目标的能力层次的表述本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述: 较低要求——了解一般要求——理解、熟悉、会较高要求——掌握、应用一般来说,对概念、原理、理论知识等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。

绪论：气象学：专门研究大气中物理现象和物理过程的学科。

农业气象学：是研究农业生产中所有气象问题及其解决途径的一门科学。

第一章：大气的组成：干洁空气+ 水汽+ 固体杂质+ 液体微粒= 大气干洁空气：除掉水汽、固体杂质和液体微粒的混合空气。

水汽：其来源于下垫面，因而越靠近地面水汽含量越多。

固杂：尘埃、尘土、污染粒子等。

液微：主要以云、雾的形式存在于空气中。

包括过冷却水滴、冰晶、云滴，对流层：为云、雾、雨、雪发生的主要层次，是气象学研究的重点层次，但不足大气厚度的1％，平均厚度为十几km。

三大特征：①气温随Z升高而降低，气温直减率γ= -dT/dz；②气象要素水平分布不均匀；③对流运动强。

气象要素：是指表示大气中物理现象的物理量。

如：气压、温度、湿度、风向、风力、云、能、天、降水、日照等。

温度：表示空气冷热程度的物理量。

气压：任一高度的气压就是在这个高度上单位面积所承受的大气柱重量：P=Mg/A=Mg。

大气静力学方程：条件是在铅直方向上大气无运动。

dP= -ρgdz湿度：表示空气潮湿程度或水汽含量多少的物理量。

水汽压e：大气中水汽所具有的压强。

单位同气压，mb、mmHg饱和水汽压E：在一定温度下，单位体积的空气所能容纳的最大水汽压强。

相对湿度f：f=e/E×100﹪，e与E要在同温下的比值才是f。

f反应了空气距离饱和的程度。

饱和差d：d=E – e 在温度相同时，E与e的差值。

d也反应了空气距离饱和的程度：露点温度Td：空气中水汽含量不变，气压一定时，降低温度，使空气饱和，达到饱和时的温度就叫Td。

第二章：辐射：自然界所有物体都以电磁波的形式时刻不停地向外放射能量，这种放射形式称为辐射，放射的能量称为辐射能，又称辐射。

黑体：能全部吸收所有波长的辐射的物体我们称之为黑体：辐射差额（R）：在一定时段内，物体吸收的辐射能量与放出的辐射能量的差值。

R=收入-支出基尔霍夫定律：在一定温度下，任何物体对一定波长的放射能力与吸收率之比为一常数。

《气象学与气候学》教学大纲一、课程基本信息：课程编号：16116603课程中文名称：气象学与气候学课程英文名称：Meteorology and Climatology课程类别：学科基础课适用专业：自然地理学专业开课学期：春季总学时：本科48学时（理论课36学时+实验12学时）总学分：本科3分编写日期：2020年12月20日教研室名称：自然地理学教研室考核方式：闭卷二、课程简介：气象学与气候学是自然地理学专业必修的专业基础课程。

课程系统地讲述了气象学、天气学、气候学的基本原理和基本概念及各部分内容在实践中的应用实例。

课程内容主要包括大气热学、大气水分、大气运动、天气系统、气候形成、气候带和气候型、气候变化及其对人类活动的影响等。

教材：姜世中•气象学与气候学（第一版）北京：科学出版社，2010.11三、教学目标：本课程是自然地理的一个重要组成部分，通过系统的学习，应使学生全面地掌握大气中的物理现象、物理过程和大气运动的基本原理；天气演变和气候的形成、分布、变化的基本原理；了解人类对天气的影响和改造的基本原理；培养学生刻苦钻研，科学探索，一丝不苟，实事求是，勇于奉献的精神，成为有担当的新时代青年。

四、教学内容及要求第一章绪论（一）目的与要求使学生了解气象学与气候学研究的学科体系与研究内容、主要分支学科、研究特点等。

通过对我国近代地理学和气象学奠基人——竺可桢的介绍，让学生深刻感受名人的爱国报国情怀和一丝不苟、科学求真的“竺可桢精神”。

培养学生成为爱国家、有理想、有担当的新时代有为青年。

（二）教学内容第一节气象学与气候学的研究对象和分科第二节大气、天气、气候和气候系统的概念第三节气象学与气候学的研究方法及发展简史（在讲述我国气象学与气候学发展简史的时，在阐述竺可桢对我国气象学与气候学做出卓越贡献的同时，也讲述了他“一丝不苟”的座右铭、“排万难冒百死以求真知”的做人原则和“博学之，审问之，慎之，明辨之，笃行之”的处世原则，鼓励学生学习匠人精神。

课时2台风与寒潮课程标准运用资料，说明常见自然灾害的成因，了解避灾、防灾的措施。

学习目标1.运用资料，说明台风与寒潮的成因和危害。

2.结合实例，说出台风与寒潮的防御措施。

一、台风灾害1．概念在热带或副热带洋面上形成并强烈发展的大气旋涡，中心附近最大风力在12级以上。

2．频发区西北太平洋是世界上台风发生频率最高的海域。

3．危害(1)狂风能吹倒房屋，拔起大树，破坏交通、通信设施等。

(2)暴雨会引发洪水、滑坡、泥石流等灾害，并危害近海养殖。

(3)风暴潮侵蚀海岸，破坏海堤，造成海水倒灌。

4．我国台风(1)台风源地：西北太平洋。

(2)灾害分布：东南沿海地区。

(3)多发时间：夏秋季节。

判断1．台风有百害而无一利。

( × )2．我国东部沿海地区都受台风的影响。

( × )二、寒潮灾害1．概念因强冷空气迅速入侵造成某地大范围的剧烈降温，气温24小时内下降8℃及以上，且使得该地日最低气温下降到4℃及以下，并伴有大风、雨雪、冻害等现象的天气过程。

2．频发区北半球中高纬度地区的深秋到初春时节。

3．危害剧烈降温往往使农作物遭受冻害，造成农业损失；伴随的大风、大雪、冻雨会造成畜牧业损失，阻断交通，破坏通信设施和输电线路等。

4．寒潮是我国冬半年主要的气象灾害，影响我国的寒潮主要发源于蒙古、西伯利亚地区。

思考寒潮只产生降温、大风天气，不产生降水过程吗？答案这种认识是片面的。

寒潮侵袭时，不仅引起所经地区剧烈降温和大风天气，也可能产生降水过程。

我国的冬半年，寒潮天气突出表现为大风和降温。

在淮河以北，由于空气比较干燥，很少降水，有时偶有降雨；淮河以南暖空气比较活跃，含有水汽较多，降水概率大一些。

探究点我国的台风和寒潮灾害影响我国寒潮路线图1．从图中看，我国受寒潮影响频繁的省级行政区有_________________________。

(至少列举三个省区)答案内蒙古自治区、陕西省、宁夏回族自治区(符合题意即可)2．台风主要有哪些危害？对我国长江流域农业生产有哪些有利影响？答案台风危害主要表现为狂风、暴雨和风暴潮。

第六章天气一、名词解释题： 1. 天气：一定地区短时间内各种气象要素的综合所决定的大气状态。

2. 天气过程：各种天气系统随时间和空间的变化过程。

3. 气团：大范围内水平方向上各种物理属性比较均匀，铅直方向上变化比较一致的大块空气。

4. 暖锋：由暖气团推动冷气团并向冷气团一方移动的锋。

5. 冷锋：由冷气团推动暖气团并向暖气团一方移动的锋。

6. 静止锋：当冷暖气团相遇时，势均力敌，或由于地形的阻滞作用，移动缓慢或在原地来回摆动的锋。

7. 气旋：又称低压，是一个中心气压低，四周气压高的空气涡旋。

在北半球，气旋内气流反时针自外向内辐合。

8. 反气旋：又称高压，是一个中心气压高，四周气压低的空气涡旋。

在北半球，反气旋内气流顺时针自内向外辐散。

9. 霜冻：在作物生长季节里，由于土壤表面、植物表面以及近地表气层的温度降低到0℃以下，引起作物遭受的冻害。

10. 平流霜冻：由于寒潮或较强冷空气入侵而出现的霜冻。

11. 寒露风：我国南方双季晚稻抽穗开花时所遇到的低温冷害天气。

12. 寒潮：是指势力强大的冷高压南下，使所到之处产生剧烈降温、冻害和偏北大风的天气过程。

国家气象局对寒潮的一般定量标准：一次冷空气入侵，使该地气温在24小时内下降10℃以上，同时最低温度在5℃以下。

13. 干旱：是指在农业技术水平不高的条件下，作物需水量与土壤供水量在相当长时间内失去平衡，使作物生长发育受到危害，造成产量下降的灾害性天气。

14. 干热风：是指高温、低湿，并伴有一定风力的大气干旱。

15. 梅雨：平均每年6月上旬至7月中旬，我国宜昌以东的江淮地区，出现的阴雨连绵天气，此时正值江淮梅子成熟，故称这时期的降水为梅雨。

二、填空题： 1. 一气团移往某地后，本身温度逐渐升高，这个气团被称为(1) 气团。

冬季影响我国的主要气团是(2) 、(3) ，夏季除此之外还有(4) 、(5) 。

2. 在(6) 系统长期稳定控制下易发生干旱。

按季节划分，长江中下游的干旱主要有(7) 和(8) 。