天气学原理与方法——对流性天气过程

天气学原理与方法——对流性天气过程天气是大气系统中的一种自然现象，是指其中一地区在一段时间内的气象状况。

天气的变化是由大气的物理过程所引起的，而天气学就是研究天气变化的科学。

其中，对流性天气过程是天气学中的一个重要方面。

对流性天气过程是指在大气中形成对流环流的过程，其中包括强烈的上升气流和下沉气流，以及它们所带来的降水、云、雷电等现象。

对流性天气过程通常发生在较为暖湿的气团中，由于气团内部的不稳定性和外界的刺激，导致上升气流的形成。

对流性天气过程的形成需要满足以下条件：首先，需要有一个热源，例如太阳辐射可以加热地面，地面再通过对流将热量传递给大气。

其次，需要有一定的湿度，水汽的蒸发可以提供上升气流所需要的热量。

最后，需要有一种上升的机制，例如地形的隆起或强大的热对流可以促使空气上升。

在大气中，由于地表的不规则性和地形的差异，气团的稳定性也会不同，从而引发对流性天气过程。

当较为湿热的气团受到地表的加热，气团内部的温度会上升，使得气团变得不稳定。

随着气团的上升，地面上方的冷空气会下沉，形成一个闭合的环流系统。

而上升气流在达到饱和后会形成云和降水，降水过程中释放的潜热又会进一步加强气团的上升。

对流性天气过程的研究可以通过多种方法来进行。

其中，观测是最直接的方法，通过观测云型、降水量、气温等气象要素的变化，可以获得对流性天气过程的一些基本信息。

此外，气象雷达和卫星遥感技术也可以提供对流性天气过程的相关数据，例如雷达可以观测到降水的分布和强度，卫星可以观测到云的形态和发展。

除了观测外，天气模式是研究对流性天气过程的重要工具。

天气模式可以通过复杂的数学方程描述大气的运动和热力过程，从而预测未来几天的天气情况。

通过对模式的数据输出进行分析和诊断，可以了解对流性天气过程的发展和变化趋势。

在对流性天气过程的研究中，还需要考虑到不同尺度上的变化。

对于较小尺度的对流系统，如雷暴和阵雨，通常采用雷达和卫星观测的数据进行研究；而对于较大尺度的对流系统，如台风和冷锋，需要借助于气象观测站的数据和天气模式的模拟。

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。

空气对流知识点归纳总结一、空气对流的定义空气对流是指空气在受热和受冷的影响下产生的运动。

当空气受热后变得较轻，就往上升起；当空气受冷后变得较重，就往下沉。

这种上升和下降的运动就是空气对流。

二、空气对流的原理1. 空气受热后密度变小，上升当地面受到阳光的辐射，地面变热，空气受到热量的影响变得较轻，密度变小，因此就往上升起，形成对流。

2. 空气受冷后密度变大，下降当空气受到冷空气的影响，密度增大，就往下沉，形成对流。

三、空气对流的影响因素1. 热量影响空气受到热量影响后会上升，受到冷空气影响后会下降。

2. 湿度影响湿空气比干燥空气更轻，因此湿空气更容易上升。

3. 高度影响高海拔地区的大气密度较小，空气更容易受热升起。

4. 地形影响山地地形会影响空气对流，导致空气的升降运动。

四、地球对流圈地球上空气对流有一个规律，赤道附近是高压带，因为太阳能直接照射，地面受热后空气上升形成对流；而两极附近是低压带，因为两极受到阳光辐射比较少，地面较冷，空气下降形成对流。

五、空气对流的应用1. 大气环流认识空气对流的规律，有利于预测大气环流，对气象预报有帮助。

2. 大气净化空气对流也有助于大气中的污染物扩散，对大气净化有重要影响。

六、空气对流的危害1. 暴风雨空气对流是暴风雨的前提条件，当热空气和冷空气迅速对撞时就会产生暴风雨。

2. 龙卷风龙卷风是由大气对流造成的，热空气上升形成漩涡，产生旋风，形成龙卷风。

3. 气流逆转空气对流不稳定会导致气流逆转，对交通和生产造成影响。

以上就是空气对流的知识点归纳总结，希望对大家有所帮助。

天⽓学原理和⽅法--第7章--刘强--整理模板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。

综合气象业务技能竞赛暨岗位练兵范围一、综合观测、网络与资料业务（一）基础理论包括大气科学相关知识、计算机及网络知识、综合观测（含地面、高空、雷达、大气成分等）基本知识、相关法律法规、观测业务改革调整、各类观测设备维护保障、观测产品加工分析应用知识等。

主要包括：1．大气科学类相关知识：天气学相关知识、大气物理学相关知识、气候学相关知识、大气探测学相关知识和大气化学相关知识。

2．地面观测基本知识：《地面气象观测规范》、《地面气象观测数据文件和记录簿表格式》、《气象仪器和观测方法指南（第6版）》（世界气象组织）、《新型自动气象（气候）站功能规格书》、《降水观测规范－称重式降水传感器（试行）》、《前向散射能见度仪观测规范（试行）》、《天气现象仪观测规范（试行）》、《激光云高仪观测规范（试行）》、《自动雪深观测规范》、OSSMO、ISOS业务系统软件操作手册等气象观测基本知识。

3．计算机与网络：计算机操作系统基本知识、常用办公软件基本应用知识、通讯网络相关知识、数据库基本知识。

4．相关法律、法规和规章：《中华人民共和国气象法》、《气象设施和气象探测环境保护条例》、《气象专用技术装备使用许可管理办法》、《地面气象观测质量考核办法（试行）》《地面气象观测工作优秀集体及个人考核办法》等。

5．观测业务改革相关：《中国气象局关于县级综合气象业务改革发展的意见》（气发【2013】54号）、《地面气象观测业务调整技术规定》、《地面气象应急加密观测管理办法》、《综合气象观测系统发展规划》（2014－2020年）、《中国气象局关于加强气象观测技术装备保障业务发展的意见》（气发【2013】118号）以及中国气象局、省局下发的各种业务技术管理文件和规定等。

6．综合观测相关：《大气成分观测业务规范》、《大气成分观测业务技术手册》、《大气本底站观测场室技术规范》、《雷电观测业务规范（试行）》、《自动土壤水分观测规范》（试行）、《大气探测学》、《雷达气象学》、《卫星气象学》等。

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。

《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。