天气学原理与方法对流性天气过程

天气学原理与方法复习第四章大气环流1.大气环流的纬向特征是什么？⏹低纬：东风带⏹中高纬：西风带（北半球冬季最大风速40m/s,30ºN ,200hPa，夏季最大风速16m/s,40ºN ,200hPa）即西风带冬强夏弱，随季节南北位移⏹极区：北半球夏季近地面：弱东风对流层：西风平流层：东风⏹南半球的情况与北半球类似，随季节南北位移,但西风中心强度冬夏变化不大2.大气环流的经向特征是什么？⏹冬季：对流层低层30ºN以南：偏北风40ºN 以北：南风对流层高层：低纬30ºN以南：南风；高纬40ºN以北：北风对流层中层：经向分量很弱⏹夏季：13-40ºN之间：低层：北风；高层：南风；低纬（近赤道）：低层：南风；高层：北风。

3.对流层中、底部冬季、夏季的主要系统，季节转换的特点？（北半球）对流层底部：a)冬季：阿留申低压（与高空东亚大槽对应）、冰岛低压（与高空北美大槽对应）、西伯利亚高压、北美高压、格陵兰大陆高压、太平洋高压和大西洋高压。

b)夏季：亚洲低压、北美低压、阿留申低压、冰岛低压、太平洋副热带高压、大西洋副热带高压。

夏季与冬季最突出的差别是冬季大陆上的两个冷高压到夏季变成了两个热低压；阿留申低压、冰岛低压仍存在，但强度比冬季弱得多。

海上的两个副热带高压变得非常强大，而其冬季强度比较弱。

对流层中部（500hPa）：a)冬季：①极区：2个低涡中心（格陵兰西部、东西伯利亚)；②中高纬:冬季三个长波槽：东亚大槽—140°E在亚洲东岸;北美大槽—70°w位于北美东岸;欧洲浅槽—40°E由欧洲东北部海面向西南方向伸展；在三个槽之间有三个平均脊，分别位于阿拉斯加、西欧沿岸和青藏高原的北部。

③低纬度:副高弱—其范围在20°N以南。

b)夏季：①极区：1个低涡中心。

②中高纬:夏季四个长波槽：东亚大槽—160°-180°E；北美大槽—60°w；欧洲西海岸槽—0°-10°E；贝加尔湖西部槽—90°E沿岸和青藏高原的北部。

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。

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位置位移0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内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 PA面：-（P+净压力：-同理y方向：z方向：净空气总压力④讨论：大小：气压梯度力的大小与气压梯度成正比，与空气密度成反比方向：气压梯度力的方向指向的方向，即由高压指向低压的方向2．地心引力① 定义：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力② 表达式(1.2)K：万有引力常量M：地球质量a：到地心的距离③ 推导：图1.1.3 地心引力受力分析图④ 讨论：大小：不变，常数方向：指向地球心3．惯性离心力① 定义：观测者站在旋转地球外观测单位质量空气块所受到一个向心力的作用，但站在转动地球上（观测它的运动，发现它是静止的，这必然引入一个与向心力大小相同，方向相反的力，此力称为惯性离心力。

天气学原理概述：天气学是研究大气现象和天气变化规律的一门科学。

它通过观测、实验和数学模型等方法，探索大气运动、热力学和水循环等因素对天气的影响。

天气学原理是天气学的基础，它涉及到大气的组成、结构、运动和能量传递等方面的知识。

一、大气的组成大气主要由氮气、氧气和少量的稀有气体组成。

其中，氮气占78%，氧气占21%，其他气体如氩气、二氧化碳等占1%左右。

这些气体的比例对于维持地球的气候和天气起着重要作用。

二、大气的结构大气可以分为不同的层次，从地球表面向上分别是对流层、平流层、中间层、热层和外层。

对流层是最接近地球的一层，其中发生了大部分的天气现象。

平流层以上的层次则较为稳定，很少发生天气变化。

三、大气的运动大气的运动是天气变化的重要因素。

大气通过对流、辐射和地球自转等方式进行运动。

其中，对流是主要的运动形式，通过热对流和冷对流的交替，形成了气压系统、风和降水等现象。

四、大气的能量传递大气中的能量主要来自太阳辐射。

太阳辐射进入大气后，一部分被地表吸收，一部分被大气层吸收或反射。

地表和大气层吸收的能量会引起温度的变化，从而影响着天气的产生和发展。

五、水循环与天气水循环是天气变化的重要机制之一。

当太阳辐射使水面蒸发后，水蒸气会上升到高空，形成云和降水。

降水又可以补充地表的水资源，维持生态系统的平衡。

水循环的变化会导致天气的多变，如降水量的增减和云量的变化等。

六、气象观测和预报天气学使用气象观测和预报技术来研究和预测天气变化。

气象观测通过测量气温、湿度、气压、风速和降水等参数来获取大气状态的信息。

而气象预报则利用观测数据和数值模型等方法，对未来天气进行推测和预测。

七、天气系统和气候带天气系统是指由气压系统、风和降水等要素组成的大气系统。

它们在全球范围内形成了不同的气候带，如赤道气候带、温带和寒带等。

这些气候带的存在使得地球上各地的天气具有一定的规律性和区别。

八、天气与人类活动天气对人类的生活和活动有着重要的影响。

对流层大气的受热过程流层大气是指地球大气圈中的最底层，从地球表面到大约15千米高度。

这一层的温度分布和受热过程是影响地球气候和天气变化的重要因素之一、在这篇文章中，我将详细介绍流层大气的受热过程。

流层大气主要是通过辐射和传导两种方式来受热。

辐射是指太阳辐射热能以电磁波的形式传播到地球大气层，它以可见光和红外线的形式到达地球。

太阳辐射主要包括可见光和紫外线，其中大部分是可见光，占据太阳辐射总能量的50%左右。

其中，紫外线被地球大气的臭氧层吸收，而可见光则主要是被地球大气层中的空气分子和云层吸收和散射。

辐射进一步分为太阳辐射的短波辐射和地球辐射的长波辐射。

太阳辐射以短波辐射的形式穿过大气层直接到达地面，而地球辐射则以长波辐射的形式从地面向大气层传播。

对流层大气来说，地面的辐射是一个重要的热源，它主要由太阳辐射的短波辐射作为能量输入。

传导是指由于温度差异引起的能量传递方式，它通过空气分子之间的碰撞来传导热量。

由于流层大气是由空气分子组成的，空气分子之间的碰撞会导致温度的传导。

当地面受到太阳辐射的加热时，地表会升温，而空气分子也会受到热量的传导而升温。

此时，由于密度的差异，热空气会上升，而冷空气则下沉，形成对流循环。

这种对流循环不仅影响地球大气的温度分布，还对天气现象和气候变化起着重要的作用。

此外，也存在一些其他因素影响流层大气的受热过程。

例如，水蒸气是地球大气中的重要成分，它可以吸收和释放大量的热量。

当水蒸气凝结形成云层时，释放的潜热会增加大气的温度。

而当云层通过降水或蒸发释放潜热时，则会对大气的温度产生影响。

总结起来，流层大气的受热过程是一个复杂的过程，既受到太阳辐射和地球辐射的影响，又受到传导和水蒸气等因素的影响。

另外，地球自转和周围大陆和海洋的热导也对流层大气的受热过程产生了影响。

了解这些受热过程对于理解地球气候和天气变化是至关重要的，也对于预测未来气候变化和做出应对措施具有重要的意义。