天气学原理和方法--第6章--寒潮天气过程--张苏平教授

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。

2.大气运动的守恒定律？（P10）：大气运动总是受质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等基本物定律所控制。

3.大尺度系统的运动方程及其的简化方程式，组成部分？（P13-/公式1.16、1.80）：12dV p V g F dt ρ=-∇-Ω⨯++ （右一为梯度力，右二为地球自转角速度，右三为重力（惯性离心力与地心引力），右四为摩擦力）该式就是选装坐标系中牛顿第二定律的表达式，称为单位质量空气的相对运动方程，也就是一般称谓的旋转坐标系中的大气运动方程。

简化方程：{ 5.地转风的定义、表达式、意义？（P37/1.81）：水平运动方程的零级简化方程表示了两个力的平衡关系，即： { 这个关系式通常称为地转关系或地转平衡方程。

满足上式的风称为地转风。

意义：①从运动方程简化中，当加速度、摩擦力项以及垂直速度引起的水平地转偏向力项略去时，才能建立地转平衡。

在中纬度，自由大气的大尺度系统中，这种平衡是近似成立的。

地转平衡只能看成一种近似关系，绝对的地转平衡是不存在的。

②地转风速大小与水平气压梯度力成正比。

③地转风与等压线平行，在北半球背风而立，高压在右，低压在左。

④地转风速大小与纬度成正比这是因为纬度愈高，同样的风速，地转偏向力愈大；所以水平气压梯度力相同时，纬度愈高地转风速愈小。

10.锋的概念（P63）：天气图上温度水平梯度大而窄的区域，如果它又随高度向冷区倾斜，这样的等温线密集带通常称为锋区。

就是密度不同的两个气团之间的过渡区。

11.锋的类型：a.根据锋在移动过程中冷、暖气团所占的主次地位分为：冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋 b.根据锋伸展的不同高度分为：对流层锋、地面锋、高空锋 c.根据气团的不同地理类型分为：冰洋锋、极锋、副热带锋。

△19.涡度（P109）：表示流体质块的旋转程度和旋转方向。

流场中某一质块的涡11p fu y p fv x ρρ∂=-∂∂=∂ 零级简化： 一级简化： 10p fv x ρ∂=-+∂ 10p fu y ρ∂=--∂ 1du p fv dt x ρ∂=-+∂ 1dv p fu dt y ρ∂=--∂度定义为质块速度的旋度，其表达式为：V ξ=∇⨯ 这里的V 是三维速度。

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。

天气学原理和方法作为人类活动的一个重要方面，气象已经成为了一个广受欢迎的话题。

在讨论天气时，我们经常听到一些专业的词汇和术语，比如温度、气压、湿度等等。

这些都是气象学的一些基础概念，也是学习气象科学的第一步。

那么，什么是天气学原理和方法呢？本文将对此进行一番探讨。

天气学原理天气学是研究大气现象、发生机理和预报方法的一门学科。

天气学的基础原理是气象学。

气象学是研究大气现象的学科，它是大气科学的一部分。

大气科学是研究地球大气层的物理性质、化学特性及其与地球和太阳等其他天体相互作用的学科。

天气学的基础原理是气象学中的许多原理及其应用。

天气学中的一些基础原理包括：大气热力学原理、大气动力学原理、大气化学原理等。

其中，大气热力学原理主要用于解释大气现象的形成和演化。

大气动力学原理则主要用于解释大气运动和对气体较复杂流场的描述和计算。

而大气化学原理主要研究大气层的化学反应、污染物的传输和纵向分布等。

天气学分析的主要方法是气象学的数学方法。

数学方法是对气象学进行研究以及预报天气的一种很重要的方法。

气象学的数学方法包括应用大气物理学、数学物理学、云物理学、数值计算等方法，具有很高的准确性和预报时效性。

数学方法的应用要根据不同的气象特征和目的所需的准确度来选择。

例如，在气象研究方面应用较多的有斯特菲特定理和拉格朗日微分方程等。

这些方法可以有效地解决不同类型的大气现象和气象特征。

天气学方法天气学的研究方法有很多种，但这里主要介绍以下几种：地面气象观测、遥感气象技术、气象模拟和数值预报方法。

地面气象观测：观测是气象学的关键环节，是对现象的直接观察。

利用气象观测可以获取大气的物理状况、气体性质和降水量等信息。

地面气象观测主要有以下几种常见的方法：气象观测站测量、天气雷达、降水量传感器、GPS气象等。

地面观测数据是气象学研究的一种最基本的资料。

遥感气象技术：遥感气象技术是指利用卫星遥感、飞机遥感、地面遥感等技术手段观测大气和地表情况的一种技术。

《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：与强大冷高压相伴的大规模强冷空气活动过程。

当冷空气入侵后，凡气温在24小时内剧降10度以上，最低气温降至5度以下者称寒潮。

冷空气路径：经过关键区后有西路、西北路、东路三条路径关键区：西伯利亚中部（70’-90’E,43’-65’N）必须具备条件:冷源条件，引导条件重要天气系统：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：水汽方程和降水率；水汽条件的诊断分析；垂直运动条件的诊断分析；地形与摩擦对降水的影响。

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：①西南地形作用；②500hPa面上有高原槽移动；③700hPa图上要有能使高原东南侧的西南气流加强，并在四川盆地形成明显的辐合气流和环流形势。

移动、发展和天气高空冷涡的形成：①高空西风槽加深，槽的南部断离母体而形成冷涡；②有两个或更多的低压北上与东北低压合并，于是高空槽充分加深形成冷涡。

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）：中尺度低压，中尺度辐合中心，中尺度切变线，中尺度辐合线对称不稳定的定义及静力稳定度判据（P392）当大气处于弱的层结稳定状态时，虽然在垂直方向上不能有上升气流的强烈发展，但在一定条件下可以发展斜升气流。

这种机制称为对称不稳定。

暴雨中尺度系统的触发条件（P395-396）1.锋面抬升；2.露点锋或干锋抬升；3.能量锋与Ω系统的触发；4.地形抬升作用；5.近地层加热的不均匀性；6.重力波的抬升作用；7.雷暴前方伪冷锋的抬升作用；8.海陆风辐合抬升。

南京信息工程大学天气学原理试题一第一篇：南京信息工程大学天气学原理试题一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v=v+AvT表示，它能成立的条件是------若v 为地面风速，则A取---------------------（填：>0,<0,=-1）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：⎛2f2∂2⎫∂φf2∂⎛∂φ⎫f2R∂⎛dQ⎫-vg⋅∇∂p⎪⎪-cpσ∂p dt⎪∇+σ∂p2⎪⎪∂t= -fvg⋅∇(f+ζg)+σ∂p ⎝⎭⎝⎭p⎝⎭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500hPa图上等高线，虚线为等温线，闭合G,D为地面高低压中心）（14分）4．请用高空形势预报方程及地面形势预报方程物理解释上图中槽及温带气旋变化？（14分）南京信息工程大学天气学原理试题二一、填空:（25分）1．尺度分析含义是----------。

第一章寒潮天气过程1、何谓西风指数？Rossby把35°~55°之间的平均地转西风定义为西风指数。

实际工作中把两个纬度带之间的平均位势高度差作为西风指数Ｉ。

2、何谓指数循环？西风环流的中期变化主要表现为高低指数交替循环的变化过程，称为指数循环。

3、什么叫长波、超长波、短波？西风带长波辨认的方法有哪些？超长波：波长在一万公里以上，绕地球一圈可有1~3个波，生命史10天以上，属于中长期天气过程；长波：也称罗斯贝波，行星波。

波长3000~10000公里，全纬圈约为3~7个波，振幅10~20纬距，平均移速10个经距/日以下，有时很慢，呈准静止，甚至向西倒退；短波：波长和振幅均较小，移动快，平均移速为10~20经度/日，生命史也短，多数仅出现在对流层的中下部，往往迭加在长波之上。

西风带长波辨认的方法：①制作时间平均图；②制作空间平均图；③绘制平均高度廓线图；④分析长波的结构和特性。

4、写出长波波速公式，并指出其推导的假定条件，说明其物理意义。

长波波速公式：C=u¯-β(L/2π)^2，又叫槽线方程、罗斯贝波速公式。

假定条件：假定大气运动是正压和水平无辐散的，流型具有正弦波形式且宽度很大，南北无变异。

物理意义：相对涡度平流-V·▽ζ的作用：使槽栋移；地转涡度平流-βv的作用：使槽西退；波东进还是西退取决于-V·▽ζ和-βv相对重要性。

5、何谓长波调整？广义的长波调整包括长波位置的变化和长波波数的变化，一般仅把长波波数的变化及长波的更替称为长波调整。

长波调整是与长波稳定相对立的概念，长波稳定时，大型环流很少变动。

6、何谓上下游效应与波群速？上下游效应：大范围上、下游系统环流变化的联系，称为上下游效应。

上游效应：上游某地区长波系统发生某种显著变化之后，接着就以相当快的速度影响下游系统也发生变化，叫上游效应。

下游效应：当下游某地区长波发生显著变化后也会影响上游环流系统发生变化，称为下游效应。

天气学原理和方法天气学是研究大气现象和气象变化规律的科学，它涉及到大气的物理、化学、动力学等多个领域。

天气学的研究不仅可以帮助人们更好地了解天气现象的成因和规律，还可以为人们的生产生活提供重要的参考和指导。

在现代社会，天气学已经成为不可或缺的一门学科，对于气象预报、灾害防范、农业生产等方面都有着重要的作用。

本文将介绍天气学的基本原理和研究方法，希望能够为读者提供一些帮助。

首先，天气学的基本原理是建立在大气物理学的基础之上的。

大气是地球表面以上的气体层，它受到地球自转、地球公转、地形、水汽等因素的影响，从而产生了各种天气现象。

天气学通过研究大气的物理特性和运动规律，揭示了天气现象的成因和规律。

例如，气压、温度、湿度等因素是影响天气变化的重要因素，它们之间的相互作用决定了天气的变化。

另外，大气运动也是天气形成的重要原因，例如地转偏向力、地形影响等因素都会对大气运动产生影响，进而影响天气的变化。

其次，天气学的研究方法主要包括观测、实验和数值模拟等多种手段。

观测是天气学研究的基础，只有通过对大气各种物理量的观测，才能够了解大气的状态和变化。

目前，人们通过卫星、雷达、气象站等多种观测手段来获取大气信息，从而进行天气预报和气候研究。

实验是天气学研究的重要手段之一，通过实验可以模拟大气中的各种现象，从而验证理论和模型。

数值模拟是天气学研究的重要方法，通过建立数学模型和计算机模拟，可以对大气进行定量分析和预测，为气象预报提供科学依据。

总之，天气学是一门重要的科学，它的研究对于人类的生产生活有着重要的意义。

通过了解天气学的基本原理和研究方法，可以更好地理解天气现象的成因和规律，为气象预报、灾害防范、农业生产等提供科学依据。

希望本文能够帮助读者对天气学有一个初步的了解，激发大家对天气学的兴趣，为天气学的研究和应用做出更大的贡献。

寒潮形成的天气条件寒潮袭击时会造成气温急剧下降，并伴有大风和雨雪天气，相信很多人会好奇寒潮的形成过程，以下是由店铺整理关于寒潮形成的天气条件的内容，希望大家喜欢!寒潮形成的天气条件寒潮是冬季的一种灾害性天气，群众习惯把寒潮称为寒流。

所谓寒潮，是指来自高纬度地区的寒冷空气，在特定的天气形势下迅速加强并向中低纬度地区侵入，造成沿途地区剧烈降温、大风和雨雪天气。

这种冷空气南侵达到一定标准的就称为寒潮。

标准：我国气象部门规定：冷空气侵入造成的降温，一天内达到10摄氏度以上，而且最低气温在5摄氏度以下，则称此冷空气爆发过程为一次寒潮过程。

寒潮的组成结构极涡北半球冬季极区对流层中上层500hPa上的绕极区气旋式涡旋，称为极涡。

它是大规模极寒冷空气的象征，地面为浅薄冷高压，700hPa转为低压环流。

极地高压①500hPa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;③暖性高压主体在70°N以北;④高压维持三天以上。

寒潮地面高压寒潮全过程中冷锋后地面高压，多数属于热力不对称系统，高压前部有强冷平流;后部则为暖平流，中心区温度平流趋于零，少数高压始终为冷性。

可表示冷空气强弱，中心移动路径可作为冷空气的移动路径。

寒潮冷锋在寒潮地面高压的前缘都有一条强度较强的冷锋作为寒潮的前锋，它随高度向冷空气一侧倾斜，在高空等压面上对应有很强的锋区，锋区结构上宽下窄在300hPa及以下各等压面上均有明显的冷槽和锋区。

寒潮的形成过程短期寒潮的短中期天气过程分为三大类：(1)小槽发展型(2)低槽东移型(3)横槽(转竖)型小槽发展型实质是通过不稳定小槽、小脊发展，把从大西洋到东西伯利亚的大倒Ω流型演变为东亚倒Ω流型的过程，引导新地岛以西冷空气南下，取西北路径经西伯利亚、蒙古入侵中国。

低槽东移型欧洲小槽东移过程中，有来自北方的新鲜冷空气并入，使小槽发展，导致寒潮过程。

低槽东移型寒潮要注意两股冷空气合并。