天气学原理
Char1大气运动的基本特征
1、真实力：气压梯度力、地心引力、摩擦力
（1）气压梯度力：作用于单位质量气块上的净压力，由于气压分布不均匀而产生
（2）地心引力：地球对单位质量空气的万有引力
（3）摩擦力：单位质量空气受到的净粘滞力
2、视示力：惯性离心力、地转偏向力
惯性离心力：地球受到了向心力的作用却不作加速运动，违背牛顿第二定律，为了解释这种现象引入惯性离心力，其大小与向心力相等而方向相反。C=Ω2R
地转偏向力：由于坐标系的旋转导致物体没有受力却出现加速度，违背牛顿第二定律，从而引入，以使牛顿运动定律在旋转参考系中成立。
地转偏向力的特点：A= -2Ω×V
（1）地转偏向力A与Ω相垂直，在纬圈平面内
（2）地转偏向力A与风速V垂直，只改变气块运动方向，不改变其速度大小
（3）在北半球A在水平速度的右侧，在南半球A在水平速度的左侧
（4）地转偏向力的大小与相对速度成正比，V=0时，A=0；只有在做相对运动时A才存在重力：地心引力与惯性离心力的合力。重力垂直于水平面，赤道最小，极地最大。
3、地转偏向力与水平地转偏向力有何相同与不同？
水平地转偏向力：大气中垂直运动一般比较小，气块的运动主要受x方向和y方向的影响。通常情况下w很小，因而近似有Ax=2Ωv和Ay= -2Ωu。对水平运动而言，北半球Ax、Ay 使运动向左偏，南半球右偏。
地转偏向力：包括垂直运动。
4、控制大气运动的基本规律：能量守恒、质量守恒、动量守恒
牛顿第二运动定律——运动方程
质量守恒定律——连续方程
能量守恒定律——热力学能量方程
气体实验定律——气体状态方程
5、温度平流变化
-V·▽h T是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，称为温度平流变化。-▽T温度梯度由高温指向低温。
当-V·▽h T<0时，有冷平流，夹角为钝角，风从冷区吹向暖区，使局地温度降低。
当-V·▽h T>0时，有暖平流，夹角为锐角，风从暖区吹向冷区，使局地温度升高。
对流变化：空气垂直运动引起的局地温度变化
6、质量散度和速度散度
质量散度：▽·(ρV)单位体积流体的净流出量。净流出时散度为正，净流入时散度为负。速度散度：▽· V流体在单位时间内的相对膨胀率。▽· V>0时，体积增大辐散。
不可压缩流体：速度散度为零
水平散度：流体在单位时间内水平面积的相对膨胀率
7、热力学能量方程
空气块的热力学能量的变化率=加热率+外力对空气块的作功率
8、用热力学方程解释引起固定点温度变化的原因
由热力学能量方程的零级简化得，大尺度系统中的局地温度变化是由温度平流和非绝热作用造成的结果。在非绝热作用很小的情况下，温度变化主要是由温度平流引起的。
9、等位势面
当物体在等位势面上移动时，位能不发生变化，不需要克服重力作功，等位势面处处与重力方向垂直，等位势面是水平面。
10、地转风
地转风是自由大气中水平气压梯度力和地转偏向力相平衡时的空气的水平运动。风沿等压线（等高线、等位势线）吹，背风而立低压在左高压在右。
地转风性质：
（1）地转关系是在无摩擦，不考虑加速度和垂直方向的地转偏向力的情况下近似成立的。赤道上（φ=0）水平地转偏向力为零，地转风不存在。
（2）地转风的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，低压在左高压在右，南半球，背风而立，低压在右高压在左（风压定律）
（4）地转风速大小与纬度成反比
11、梯度风
水平气压梯度力、水平地转偏向力、惯性离心力平衡时，有效分力为零，风沿等压曲线作惯性等速曲线运动，这就是梯度风。
应用：（1）顺时针旋转对应高压中心，逆时针旋转对应低压中心。
（2）低压中心等压线可分析的密集些，高压中心附近等压线应分析的稀疏些。
（3）气旋中心气压梯度和风速可无极限，而在反气旋中则有极限，梯度风有极大值。（4）气旋性环流中对风速估计过高，反气旋中V?max=2Vg对风速估计过低。
12、热成风：地转风随高度的改变量
热成风与平均等温度线（或等厚度线）平行，背风而立，低温在左高温在右。
热成风大小与平均温度梯度或厚度梯度成正比，与纬度成反比。
热成风解释浅薄&深厚系统：百度温压场对称系统
地转风随高度顺转有暖平流，地转风随高度逆转有冷平流。
13、正压大气和斜压大气
正压大气：大气中密度的分布仅仅随着气压而变，等压面和等密度面（等温面）重合，没有热成风。
斜压大气：大气中密度的分布不仅随气压变化，还随温度变化。等压面和等密度面（或等温面）是相交的。等压面上具有温度梯度，地转风随高度变化，就有热成风。
14、地转偏差
实际风与地转风之差称为地转偏差。D=V-Vg
摩擦层中的地转偏差：（1）地转偏差垂直于摩擦力的方向，并指向摩擦力方向的右方。摩擦力越大，实际风越小，左偏越多。
（2）风速比应有的梯度风风速小，风向偏向低压。因此在北半球低压中的空气逆时针流动，但有向内流的分量；高压中的空气顺时针流动，但有向外流的分量。摩擦作用使低压辐合上升，高压辐散下沉。
自由大气中的地转偏差：梯度力和地转偏向力不平衡时，产生加速度。地转偏差垂直于加速度的方向，并指向加速度方向的左方。
D1变压风：▽h·V=▽h·(Vg+D)=▽h·D地转风的散度为0，所以实际风散度取决于地转偏差的散度。地面图上，负变压中心区，变压风辐合引起上升运动；正变压中心区，变压风辐散引起下沉运动。高空图，槽前脊后必有负变压，有变压风辐合。槽后脊前有正变压，变压风辐散。
D2平流加速度（横向纵向地转偏差）：槽前脊后有纵向、横向地转偏差辐散；槽后脊前有纵向横向地转偏差辐合。
低层以变压风辐散（合）为主，高层以纵向、横向辐散（合）为主：
槽前脊后：变压风辐合，纵向、横向辐散
槽后脊前：变压风辐散，纵向、横向辐合
因此高层槽前脊后辐散槽后脊前辐合，低层槽前脊后辐合槽后脊前辐散。
Char2气团与锋
1、气团
气象要素水平分布比较均匀的大范围的空气团。
形成条件：性质均匀的广阔的地球表面，下沉辐散，稳定的环流
方式：各种尺度的湍流、系统性垂直运动、蒸发、凝结和辐射等物理过程
冬季：极地大陆气团和热带海洋气团、北极气团
夏季：西伯利亚气团、热带海洋气团、热带大陆气团、赤道气团
春季：西伯利亚气团、热带海洋气团
秋季：变性西伯利亚气团主导，热带海洋气团，秋高气爽。
2、锋
锋：冷暖气流相遇所形成的狭窄过渡带
锋区：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空气团一侧倾钭，这样的等温线密集带通常称为锋区。实际上，锋区就是密度不同的两个气团之间的过渡区。
锋面：由于锋区的宽度同气团宽度相比显得很狭窄，因而常把锋区看成是空间一个面
锋线：锋面与地面的交线
3、锋面的坡度公式
（1）其他条件不变，锋面坡度随纬度增高而增大f。赤道上（φ=0），没有锋面存在
（2）锋两侧温差越大坡度越小，温差为零则不会有锋面△T
（3）锋两侧风速差△Vg为零时，锋面不存在；锋存在时，tgα>0,两侧平行于它的地转风分速应具有气旋式切变。锋面坡度与锋面两侧风速差成正比
（4）冷暖气团的平均温度越高坡度越大Tm
锋附近气流曲率很大时应用梯度风公式，即气旋曲率越大的气流中锋面平衡坡度越大
4、锋面附近温度场的特征
（1）水平方向：
锋区内温度水平梯度大，等温线相对密集，越密集水平温度梯度越大，锋区越强。锢囚锋在高空图上有暖舌，暖舌两侧等温线密集。
根据锋区内等温线密集度确定锋区强度、地面锋线位置；等压面上冷暖平流确定锋的类型。（2）垂直方向：
锋区内温度垂直梯度小，逆温或温度直减率小。冷暖气团内温度随高度递减。
冷暖气团温差越大，锋面逆温越强或过渡区越窄，通过锋区时等温线弯折越厉害。
（3）等位温面随高度向冷区倾斜，与锋面倾斜方向一致，在绝热条件下雨锋面平行。
5、以密度的零级不连续面模拟锋面时，锋面附近气压场、风场和变压场的特征
气压场：
锋面两侧气压连续，密度不连续，气压梯度不连续：冷气团中气压梯度大于暖气团中气压梯度（锋面必须为物质面）
等压线过锋面有气旋性弯曲，锋面处等压线有折角，指向高压
水平风场：锋面附近风场具有气旋性切变，地面摩擦作用可使风向偏离等压线向低值区吹，并导致锋线附近强的风场辐合
垂直风场：暖锋附近风向随高度顺转；冷锋附近风向随高度逆转
变压场：空间各点气压随时间的变化在某位面上的分布情况
气压倾向方程：
右边第一项为地面以上整个气柱中密度平流（热力因子）：暖锋前地面减压，冷锋后地面加压；冷锋前暖锋后、静止锋附近变压不明显
第二项为地面以上整个气柱中速度水平散度总和（动力因子）：若整个气柱散度总和辐散则地面气压下降，散度总和辐合则地面气压上升。冷锋、暖锋均是锋前变压代数值小于锋后变压代数值
6、以密度的一级不连续面模拟锋面时，锋面附近气压场、风场和变压场的特征
锋区存在，锋区附近密度一级不连续，气压二级不连续
气压场：锋区内等压线气旋式曲率比锋区外大得多，反气旋式曲率比锋区外小得多
水平风场：锋区内气旋式切变比锋区外大得多，锋区外反气旋式切变比锋区外小得多
垂直风场：锋区中温度水平梯度大于两侧，锋区中热成风比锋区外大得多
风随高度顺转，暖平流最强且热成风最大的高度为高空暖锋区；风随高度逆转，冷平流最强且热成风最大的高度为高空冷锋区；热成风很大而无明显平流，可能是静止锋。
变压场：锋区边界变压梯度不连续，变压风也不连续；地面锋区中，等变压线密集，锋区外，等变压线稀疏，变压值比较小
7、锋附近湿度场特征：
一般暖空气湿度大，露点高；冷空气湿度小，露点低。所以锋面附近露点差异显著
8、锋面天气的输送带模式
输送带是指以天气系统为坐标系的相对气流，它们是系统内产生云和雨区的主要气流。
分为暖输送带：向后上滑暖输送带、向前上滑暖输送带和冷输送带
9、锋面分析的基本原则
历史连续性原则
结合高空锋区：锋随高度向冷区倾斜，地面锋线位于高空等压面上等温线相对密集区的偏暖一侧，根据冷暖平流确定锋的性质；分析地面天气图上各气象要素以确定锋的位置
高空测风资料的应用（单站测风）：
根据风向随高度的变化确定锋的性质，风随高度逆转有冷锋，风随高度顺转有暖锋
热成风方向大致代表锋线的走向
原点与代表锋面的热成风的垂线代表锋的移向和速度
10、锋生、锋消
锋生：指密度不连续性形成的一种过程或指已经有的一条锋面，其温度或位温水平梯度加大的过程。锋消：指作用相反的过程。
在等压面图上某一带有一组等温线，其水平升度为Tn=?T/ ?n，假如大气运动使Tn沿这一带比其他部分增大得更迅速，则这个带称为锋生带，这种使Tn增大的过程称为锋生过程。
峰生条件：第一，锋生带里，必须有一狭窄区域，其锋生作用最强烈即F>0，?F/ ?n=0，?2F/ ?n2<0；第二，锋生线必须是物质线。
F>0表示有锋生作用，温度水平梯度加大
F<0表示有锋消作用，温度水平梯度减小
锋生函数讨论：
（1）水平运动作用F1= -Tn (?Vn/ ?n)
若?Vn/ ?n<0，即沿温度升度方向水平气流辐合，而Tn>0，F1>0，有锋生作用；
若?Vn/ ?n>0，即沿温度升度方向水平气流辐散，而Tn>0，F1<0，有锋消作用。
（2）垂直运动作用F2= -(rd-r)?ω/ ?n
ω<0为上升，ω>0为下沉
稳定大气rd-r>0，冷锋上山下山，?ω/ ?n>0，F2<0，锋消。冷锋上山，因为暖空气沿山脉抬升速度大于槽后冷空气，上升运动引起的绝热冷却在暖空气中比冷空气更甚，锋两侧温度梯度减小，锋消。冷锋下山，因为冷锋后的暖空气下沉比锋前暖空气快，下沉绝热增温在冷空气中更强，锋两侧温度梯度减小，锋消。
不稳定大气rd-r<0，冷锋上山下山，?ω/ ?n>0，F2>0，锋生，即冷锋上山加强。因为冷锋上山（爬坡），锋前暖空气上升运动较强，大量水蒸气凝结释放潜热使暖空气温度升高，而锋后冷空气因为干燥上升速度小，冷空气上升绝热冷却。这样锋区中等温线密集带变密，冷锋上山（爬坡）加强。冷锋下山，靠暖的一侧，上升运动很弱或无上升运动，温度变化不大；而靠近其冷的一侧下沉运动强，以水汽吸收潜热为主，温度降低。这样温度密度集带变密。所以锋生。
11、锋生锋消概况
锋生带概况：南方锋生带：华南到长江流域北方锋生带：河西走廊到东北
锋生时的温压场形势：
高空温压场——锋生区的上空有低槽移入和发展
地面气压场——地面天气图上，锋生常发生在低压或低槽中
锋生时气象要素的变化：
变压场——冷锋锋生前，地面常有明显的正3h变压出现；暖锋锋生前，地面常有明显
的负3h变压出现
风场——江南地区，暖锋锋生前常有明显的气旋性风切变
天气状况——锋生前天气有明显变化
锋消概况：我国主要锋消区：青藏高原以东30-40oN
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：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，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
判断槽脊移动：
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，有正变高
槽后脊前：有偏北风时，有负变高
槽线、脊线上无变高，槽无加深减弱，向后移动即向西移动。
（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，若有暖平流时，等压面升高；若有冷平流，等压面降低。
（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
（1）涡度平流随高度变化
正涡度平流随高度增加，有上升运动ω<0。
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
槽前脊后，暖平流，-V·▽h T>0时，有上升运动
槽后脊前，冷平流，-V·▽h T<0时，有下沉运动
（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
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、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。
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：
（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、相对涡度平流定性判断
（1）对称性的槽（脊）没有发展，疏散槽（脊）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。冷舌落后与高度槽，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
引导气流：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。
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）。
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
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
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
第二章 天气学基础知识和基本研究方法 一、 基本天气图的分析方法 1、天气图底图常用的正形投影法有极射赤面投影法（适用于中高纬度【南北纬度60°-90°）地区，得北半球图】、兰勃脱圆锥投影法 【适用范围南北纬30°-90°我国天气图常用，得亚欧，东亚图】和麦卡托圆柱投影法【适用于南北纬度0°-30°适合于台风】 ！2、等值线分析的基本规则： （1） 同一条等值线上要素值处处相等。（2）等值线一侧的要素值总是高于或低于另一侧。（3） 等值线不能相交、分支和在图中中断。 （4）高值区和低值区相邻的等值线，两者的数值总差一个间隔，而两个高值区或两个低值区之间相邻的等值线，其数值相等。 3、以1000hPa 为基线，每隔2.5hpa 画一条等压线，如：……1000.0，1002.5，1005.0，……500hpa 以500为基准 700pha 以300为基准，每4位势十米一线。以0oC 为基准，每隔4oC 画一条等温线，如-4o，0o，4o，8oC ，等。 3.地面天气图上分析的内容？高空天气图上分析的内容？ 地面（1）绘制等压线、等三小时变压线（2）分析天气区和锋（3）标注高、低压中心及中心数值；高空（1）绘制等高线、等温线（2）分析槽线、切变线（3）标注高低压中心及冷暖中心 4.什么是槽线？什么是切变线？什么是流线？槽线和切变线有什么不同？ 槽线是低压槽区内等高线曲率最大点的连线。 切变线则是风的不连续线，在这条线的两侧风向或风速有较强的切变。 流线：某一时刻和风矢量处处相切的曲线，用箭头表示风的方向。 槽线是从气压场来定义的天气系统，而切变线是从流场来定义的。但因为风场与气压场相互适应，所以槽线两侧风向必定也有明显的转变；同样，风有气旋性改变的地方，一般也是槽线所在处，两者又有着不可分割的联系：1在风向气旋性切变特别明显的两个高压之间的狭长低压带内和非常尖锐而狭长的槽内分析切变线，而在气压梯度比较明显的低压槽中分析槽线2不要把两个槽的槽线连成一个3切变线上可以有辐合中心，两条切变线可以连接在一起。 第三章 大气环流 一、实际大气环流的平均特征 ！1、冬季：北半球的主要活动中心是两个低压，一个是阿留申低压，另一个是冰岛低压。高压中心有西伯利亚高压、北美高压。 夏季：冬季大陆上的两个冷高压到了夏季变成了两个热低压，即亚洲低压和北美低压。阿留申低压和冰岛低压在夏季大为减弱，热带辐合带和副热带高压夏季显著北移，海上的副高变得非常强大热带辐合带：是南北半球两个副高之间气压最低、气流汇合的地带。 这种大规模的风随季节而转换称为季风。中国东南沿海在冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风。 ！2、槽脊系统（冬三夏四）冬季：有三个明显的槽。 东亚大槽 北美大槽 欧洲浅槽 在三个槽之间有三个平均脊，分别位于阿拉斯加、西欧沿岸和贝加尔湖地区，脊的强度要比槽弱得多。 3、上游效应：上游某地区长波系统发生某种显著变化后，影响到下游地区长波系统的变化；下游效应：下游某地区长波系统的显著变化也会影响到上游，使上游长波系数也随之发生转变。 阻塞高压：长波脊不断向北伸展，在长波脊中可形成闭合的暖高压 切断低压：长波槽不断向南加深时，在长波槽中可形成闭合的冷低压。（两压常同时出现） 第四章 中纬度天气系统 一、锋面系统 锋：热力学场和风场具有显著变化的狭窄倾斜带1、锋面：冷、暖气团之间的过渡带。 锋线：锋面与地面相交的线。习惯上把锋面和锋线统称为锋。 根据锋在移动过程中冷、暖气团所占有的主次地位，可将锋分为：冷锋、暖锋、准静止锋、锢囚锋。 冷锋：锋面移动过程中，冷气团起主导作用，冷气团推动锋面向暖气团一侧移动。冷锋过境，气温下降。 暖锋：锋面移动过程中，暖气团起主导作用，暖气团推动锋面向冷气团一侧移动。暖锋过境，气温上升。 准静止锋：当冷暖气团的势力相当时，锋面的移动十分缓慢或相对静止。实际中，6小时间隔内，锋面位置变化小于一个纬距的锋面定为准静止锋。 锢囚锋：由冷锋赶上暖锋或者两条冷锋迎面相遇叠并而成的锋面。 影响锋面坡度的因子1）锋区冷暖空气的温差2）锋面两侧的风速切变3）纬度 马格拉斯锋面坡度公式： 其中：Tc 、Tw 分别为锋面两侧的冷、暖空气的温度；T*为冷、暖空气的平均温度；vw 、vc 分别为锋面两侧平行于锋面的风速。锋面坡度公式反映了锋面的坡度取决于锋面两侧的温差和风速切变。 （1） 锋面的坡度随着锋区冷暖空气的温差的增大而减小。当 时， 即锋面垂直，这意味着锋面不再存在。 c w c w T T v v g fT T v g fT --≈= **tan δδε0>- =c w T T T δ0=T δ∞→εtan 90=ε
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
第七部分天气分析与天气学原理答案 填空题 1. 基本天气图辅助天气图 2. 气象要素天气和天气系统 3. 地面辅助天气图高空辅助天气图 4. 极射赤面投影麦卡托圆柱型投影兰勃脱正圆锥投影 5. 天气和地面天气系统未来天气变化 6. 高空气压系统空间结构 7. 等值线分析 8. 2.5 4 9. 均匀平滑的 10. 数值相等 11. 风场风向 12. 15 30 摩擦力 13. 气旋性弯曲突增高压 14. 地形等压线 15. 冷平行 16. 天山祁连山长白山台湾 17. 过去3小时内气压的变化情况 18. 风向成正比 19. mm 微量 20. 风的来向 4 2 21. 黑色实线兰色虚线 22. 暖空气冷空气 23. 兰〇红● 24. 兰红 25. 正北方纬线 26. 兰G 红 D 黑 27. 4或8 28. 黑、红 29. 兰Ｌ红N 30. 时间垂直剖面图空间垂直剖面图 31. 时间 32. 加强减弱减弱加强 33. 冷区暖区 34. 矢线相切 35. 定量化动力气象学 36. 正方形网格经纬度网格 37. 系统误差偶然性误差 38. 1-2
39. 暖冷1个纬距 40. 气旋性低压槽 41. 较少较多 42. 低压槽暖 43. 正负负正 44. 冷 45. 锋面逆温 46. 一条巨大的云带 47. 云底云顶 48. 气压场平均温度场 49. 1/4 50. 高空引导气流 51. 爆发 52. 西西伯利亚蒙古 53. 高空冷中心强度 54. 流场 55. 暖性高压下沉运动 56. 588 晴空区 57. 东撤南退西伸北抬 58. 两次向北跃进和一次南退 59. 水汽含量的多少空气饱和程度 60. 水汽垂直运动云滴增长水汽垂直运动 61. 5 62. 外部 63. 南海印度洋太平洋 64. 微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨 65. 充分的水汽供应强烈的上升运动较长的持续时间 66. 天气现象和天气过程 67. 天气现象和天气过程 68. 大气 69. 天气过程 70. 天气图 71. 几百公里至一、二千公里３－４ 72. 10000 1000 100 10 73. 连续分布 74. 标量矢量 75. 不均匀旋转 76. 相反 77. 垂直于相对运动的方向相对速度的大小 78. 气压 79. 右左
气象部门培训学习心得 气在三个月的象部门培训中，先后学习大气学、大气探测、卫星气象学、天气学原理、动力气象、气候学等气象基础知识，通过努力，圆满地完成了学习任务的心得。下面是小编为大家收集整理的气象部门培训学习心得，欢迎大家阅读。 气象部门培训学习心得篇1 近年来，气象部门在业务技术体制、科技体制、人才体制等方面又进行了一些改革，取得了一些成效。为了推进基层气象事业科学发展，中国气象局于20XX年开始利用中国气象远程教育网开展气象部门基层台站职工远程培训，以科学发展观为指导，贯彻落实中国气象局党组关于加强基层气象事业发展的战略部署。通过网上远程培训，让我提高了对气象事业科学发展新形势、新任务和新要求的认识，加深对中国气象局党组重大决策部署的理解，更全面地掌握气象现代化体系建设的科学内涵和发展方向，转变观念，提升了自身的素质。 20XX年开绐，本人从远程培训网中学习了： 1、中国环境及生态文明建设政策解读; 2、我国生态环境的现状与发展趋势(上、下); 3、我国的生态环境和国际比较(上、下); 4、生态文明社会经济生态化转型; 5、绿色发展与生态文明; 6、绿色发展的意义; 7、设施小气候调控(1、2); 8、自动气象站虚拟实训等。
通过学习以上1---6远程内容，让我了解到进入21世纪后，我国面临二大问题即生态危机和环境污染。而农业生态环境污染有越来越严重的态势，主要表现为：土地退化严重、水土污染严重等等。为此治理农业生态环境已经迫在眉睫，必须建立一系列的管理政策即建立一支自上而下的垂直的管理队伍、强化公民的环境意识等，做为一个气象职工，保护环境也要从我做起，保护环境低碳生活。通过远程设施小气候调控(1、2)的学习，让我了解并学到了在设施农业中温度，光照，湿度(水分)气体等系系相关。为我在日常三农服务工作打好基础。 站在新的历史起点上，面对国家经济社会发展和人民安全福祉对气象服务提出的新要求，面对国际国内形势发展变化情况下气象事业改革发展的新矛盾，我们必须认真学习。扩大知识面，自觉地走科学发展道路，坚持把发展作为第一要务，树立责任意识和忧患意识，坚决克服骄傲自满情绪，做一名新时代的气象员。 气象部门培训学习心得篇2 从得知要来保定培训的那一刻起，心中的真实想法就是:"我都工作两年多，对测报已经很熟悉了，还有必要去培训吗而且一去就是三个月，也太长了吧"，对于已经有家庭的我，难免有些抱怨。5月7日，带着一丝不悦，我踏上了去往保定的火车。 但是，接下来的培训学习，却让我彻底颠覆了最初的想法，也坚定了我努力学习的决心。 三个月的课程让我受益匪浅。老师们的博文广识、生动讲解、精彩案例无不在我脑海里留下深刻的印象，同时也让我从真正意义上更深地了解了气象，原来它并不是我想的那么简单，也不只是会测报就可以成为一名合格的气象员。尤其对我们这些非气象专业的学员来说，这次培训就相当于一场"及时雨"，它将成为我们今后更好地工作、更好地服务于群众的基础。
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。
南京信息工程大学天气学原理试题一 一、名词解释： （20分） 1．1．质量通量散度。 2．2．冷式锢囚锋。 3．3．气旋族。 4．4．大气活动中心。 5．5．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） 1．1．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） 2．2．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） 3．3．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）
天气预报竞赛试题1
天气预报竞赛试题1 武汉区域天气预报竞赛集训初试试题 （本试卷共15页，勿遗漏！） 姓名：省份考试日期：2007年12月14日 说明：1、本卷考试时间为105分钟，满分100分。 2、本卷包括天气学原理与方法、多普勒天气雷达原理与业务应用、中国气象局天气预报业务技术规范、其他与天气预报业务相关知识。 3、本卷考试形式为笔试、闭卷考试。 4、答案一律写在试卷相应答题位置，答在其它地方无效。 一、填空题（51道题，80空，每空0.5分，共40分） 1、如果用涡度强度表征系统的强度，那么在脊线上涡度局地变化为负时，（）。 2、地面冷高压的（）可以指示冷空气向南爆发的势力。 3、在高空图上，寒潮冷空气常表现为（）或（）。 4、产生冰雹的区域之一：中低层的低槽、切变线、低压中心等辐合系统与高空（）相迭置地区。 5、太平洋副带高压区的低层往往有（）存在，这是由下沉运动造成的。
6、层结稳定度是讨论与大气的温湿水平分布状态联系的（）的发展问题。 7、大气中的水平辐散辐合都是（）引起的。 8、槽线上和槽后有冷平流的槽，预报为（）。 9、锋面附近所以产生大规模的垂直运运动，由于（）和（）而引起的。 10、我们把水平气压梯度力和地转偏向力平衡时的大气流场称为 （）。 11、短波多半出现在比较平直的西风上，波的振幅比较小，移动的速度 （）。 12、作用于实际大气真实的力，一般称之为基本力或牛顿力，包括 （）等。 13、重力在赤道上最（），随纬度增加而（）。 14、牛顿第二运动定律可导出大气的（）方程，质量守恒可导出 （）方程，而能量守恒则可导出（）方程。 15、大气的热量主要是来源于（）。 16、如果其他条件不变，锋面坡度是随纬度增加而（），而锋面两侧温差越大则坡度（）。 17、锋按伸展高度的不同，将锋分为： （）。 18、温带气旋生命史一般分为（）四个阶段。 19、东亚地区的气旋主要发生在两个地区，它们分别位于（）、（）。 20、冬季北半球西风带中有三个明显大槽，它们分别位于 （）。 21、影响大气运动的主要因子有 （）。
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）。
(单选题) 1: 我国对保险人说明义务的履行形式采取的是() A: 明确列明制 B: 明确说明制 C: 条款清晰制 D: 明示保证制 正确答案: (单选题) 2: 构成保险费率基本部分的是() A: 管理费用 B: 合理利润 C: 附加费率 D: 纯费率 正确答案: (单选题) 3: 属于要约性质的保险合同单证形式是 A: 保险单 B: 保险凭证 C: 投保单 D: 暂保单 正确答案: (单选题) 4: 下列不属于传统型人寿保险的是 A: 死亡保险 B: 生存保险 C: 两全保险 D: 变额万能人寿保险 正确答案: (单选题) 5: 商业保险学的研究对象是 A: 保险法律 B: 保险数学 C: 保险商品关系 D: 保险合同 正确答案: (单选题) 6: 委付主要适用于() A: 火灾保险 B: 海上保险 C: 工程保险 D: 农业保险 正确答案: (单选题) 7: 下列不属于按照保险金额标示方式分类的保险合同的是A: 超额式合同 B: 特定式合同 C: 总括式合同 D: 流动式合同 正确答案: (单选题) 8: 仅对再保险人具有强制性的再保险形式是() A: 合同分保 B: 临时分保 C: 预约分保 D: 固定分保 正确答案: (单选题) 9: 现代海上保险的发源地是() A: 意大利 B: 英国 C: 美国 D: 古希腊
正确答案: (单选题) 10: 狭义的人身保险合同受益人仅指 A: 医疗保险金受益人 B: 残疾保险金受益人 C: 生存保险金受益人 D: 死亡保险金受益人 正确答案: (多选题) 1: 再保险与原保险的区别具体表现在() A: 合同双方当事人不同 B: 原保险人在原保险与再保险合同中的权利义务不同C: 合同的保险标的不同 D: 合同的性质不同 E: 再保险人之间的关系不同 正确答案: (多选题) 2: 未决赔款准备金的计提方法有 A: 年平均估算法 B: 季平均估算法 C: 个案估计法 D: 平均值法 E: 赔付率法 正确答案: (多选题) 3: 人寿保险纯费率计算的依据主要是() A: 危险单位 B: 危险事故 C: 生命表 D: 收益率 E: 危险频率 正确答案: (多选题) 4: 危险处理的控制法具体可分为 A: 危险的自留 B: 危险的转移 C: 避免 D: 排除 E: 财务法 正确答案: (多选题) 5: 保险合同变更的具体形式有() A: 在保险单或保险凭证上批注 B: 附贴批单 C: 保险合同变更的书面协议 D: 保险合同变更的口头约定 E: 重新投保 正确答案: (多选题) 6: 投保方的主要义务有() A: 通知义务 B: 缴纳保险费的义务 C: 告知和协助保险人行使代位追偿权的义务 D: 避免损失扩大的义务 E: 妥善维护保险标的的完全的义务 正确答案: (多选题) 7: 保险与自保的区别主要表现在() A: 两者所采取的具体方法不同 B: 两者的目的不同 C: 两者的保障程度不同
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
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------------------------------------------------------------ 8．任一层风速可用T v A +=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） 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）